智慧安全管控系統在水電檢修行業的應用

董文婷，王 平，鄒國武

(中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443000)

0 引言

隨著我國國民經濟發展水平的不斷提高,各行業在發展過程中取得了十分優異的成績,但同時安全生產形勢也十分嚴峻,各類重特大火災、爆炸、倒塌事故的發生,給人民生命財產造成重大損失,如2013 年山東青島中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故、2015 年天津港8·12 危化品爆炸特別重大事故、2016 年江西豐城電廠11·24 在建項目冷卻塔施工平臺坍塌特別重大事故、2019 年江蘇響水3·21 危化品爆炸特別重大事故等等。習近平總書記指出：“發展決不能以犧牲人的生命為代價。這必須作為一條不可逾越的紅線。”可見安全生產的極其重要性。

在實際施工過程中,受作業人員的安全意識及能力、作業環境、施工工期、人力資源、安全生產投入等因素制約,工程項目安全管理呈現管理難、實施難等特點。根據《中共中央、國務院關于推進安全生產領域改革發展的意見》(中發〔2016〕32號),企業應建立安全科技支撐體系,統籌安全生產科研項目,開展事故預防理論研究和關鍵技術裝備研發,加快成果轉化和推廣應用。利用物聯網、視頻監控、虛擬現實、人工智能、大數據分析、云計算等技術,提升現代信息技術與安全生產融合度,加快安全生產信息化建設,實現智慧安全管控。

1 智慧安全管控系統構建

智慧安全管控系統是基于發電企業對安全生產管理的需求,利用高精度定位技術、三維可視化技術、智能信息處理技術等手段開發的安全管控系統。它將發電企業對安全生產管理的技術手段從被動式監控全面升級為主動式監控,實現全自動、全天候覆蓋、全目標覆蓋的主動式安全控制模式,使作業人員在復雜的機組檢修作業環境中也能完成精準的監控、定位和智能提醒。

智慧安全管控系統結構分為三層：中心層、廠站層、現地層。中心層包括數據中心和功能中心。數據中心由數據庫服務器組成,數據庫服務器提供數據緩存和調用服務。數據中心主要提供智慧安控系統需要的數據存儲和調用公司其他信息系統數據的服務。數據存儲主要包括三維建模數據、視頻監控數據、圖像識別數據、人員定位數據、電子地圖數據、報警記錄數據等。功能中心由功能服務器組成,該層主要提供的功能包括Web 服務、手機APP 服務、三維電子地圖的管理、現場人員定位管理、電子圍欄管理、圖像識別管理、現場照度檢測與提醒、現場廣播和電子警示牌管理、報警信息管理、人員違章處理管理、外包單位和人員管理,數據通信、短信發送、組織機構和用戶管理、信息安全加密等功能。

廠站層主要提供人員定位數據解算引擎、現場視頻數據存儲、面向多終端的流媒體服務、現場圖像預處理和預識別、現場廣播和電子警告牌數據輸出等功能。現地層主要由室內定位基站、集成在安全帽上的室內定位標簽、在檢修生產現場臨時布置的高清視頻監控設備、現場報警燈和廣播喇叭、電子警告牌等組成。系統結構如圖1 所示。

2 智慧安全管控系統功能應用

智慧安全管控系統主要由人員定位和電子圍欄子系統、視頻記錄和流媒體服務子系統、圖像識別子系統、廣播和電子警告子系統、手機APP 子系統及外包工程項目管理等模塊組成,檢修作業全體員工可通過公司統一信息系統接口登錄該智慧安全管控系統的PC 端和手機端。

圖1 智慧安全管控系統結構

2.1 人員定位和電子圍欄子系統

該系統通過在機組檢修現場各高程安裝的定位基站和集成在現場工作人員安全帽上的定位標簽,實現檢修現場各高程的人員定位。在實現人員定位的基礎上,可在不同高程作業面的三維電子地圖上設置電子圍欄,設置人員進出權限,有人員違規進入時向廣播和電子警告系統發出報警信息,并激活該人員定位標簽的提醒功能。另外,在發電機組各高程入口處,使用單臺基站實現現場工作人員的身份識別。

2.2 圖像識別子系統

通過在機組檢修現場各高程安裝的高清攝像頭,獲得機組各高程的高清圖像；通過機器視覺處理和人工智能識別,實現對現場出現的不安全孔洞、未佩戴安全帽和吸煙等違章行為進行識別抓拍。識別出孔洞后可自動提醒作業人員添加安全措施。若確認為臨時孔洞,可通過人員隨身佩戴的定位標簽震動及電子警告系統實現人員靠近時智能提醒,以最大限度減少人員高處墜落傷害。通過紅外攝像頭對現場的照度進行判斷,部分區域照明不足可通過自動檢測后及時傳送給系統平臺,提醒檢修人員增加光源布設。

2.3 視頻記錄和流媒體服務子系統

系統可以保存30 天視頻監控記錄,現場的實時監控記錄可以通過專用流媒體服務器,將連續視音頻經壓縮編碼、數據打包后連續實時地傳送給接收設備,實現流暢的視頻播放,以保證中心層實時查看生產現場全方位作業狀況以及某個監控點的歷史視頻記錄。同時,現場視頻監控的布設給作業人員以威懾,杜絕了現場人員作業時習慣性違章的僥幸心理。

2.4 廣播和電子警告子系統

當系統出現報警信息時,點亮現場的報警燈,通過現場喇叭廣播報警信息,并在LED 電子顯示屏上顯示,激活現場工作人員安全帽上的定位標簽的震動功能,通過多重方式向作業人員實施提醒或警告,向相關人員的手機APP 發送報警信息。

2.5 手機APP 子系統

為實現全員監督安全生產的目標,在發電廠檢修作業過程中全廠推行“安全隱患隨手拍”“安全積分制”等活動,通過手機APP 端實現上傳、審核、發布等流程,檢修作業人員積分情況統計查閱,報警信息推送及現場信息手機端查閱等功能。

2.6 外包單位安全管理

外包單位安全管理包括外包單位和人員的安全管理,內容包括企業資質、管理人員資質、項目組織機構設置、外包人員合規性檢查(年齡、特種作業證有效期、安全教育和考試情況)等。針對外包工程項目人員流動頻繁的特點,通過調用電子圍欄子系統,實現人員準入制度。通過手機APP 違章隨手拍功能(內部員工進行拍攝)及圖像識別子模塊,對外包單位和外包工進行安全積分管理,通過積分實現對外包單位從準入→服務過程→退出(淘汰)的全過程、多維度、可量化的考評管理。

3 結束語

整個智慧安全管控系統從現場硬件到系統軟件的建設,通過試點項目驗證,實現了水力發電機組檢修作業安全管控智能化,極大地提升了安全管控能力,能夠實時掌握試點項目現場實時安全態勢,同時也扭轉了安全監督的被動局面。通過對孔洞的自動識別,用科技手段為頻繁發生的“高處墜落”事故提供了解決方案；外包工程項目管理子模塊,融入了施工單位安全積分制、低于閾值清退制度,為外包工程管理這一“痛點”與“難點”提供了“祛痛”的方法。該智慧安全管控系統的初步應用將不斷推進“智慧電廠”建設步伐,不斷提升安全管控能力,不斷創新安全監管模式。