5G+智慧電力安全服務管理系統設計

鄧啟兵，趙 勇，許歷靈，吳章瑋，余江山

（國網安徽省電力有限公司金寨縣供電公司，安徽 六安 237300）

電力現場施工人員多，作業點分布廣，作業點分散，作業危險程度高，安全管理人員數量跟作業點數量無法匹配，無法對作業人員和作業現場實時監管，不能及時規避相關風險，存在一定的安全管理漏洞和風險[1]。

1 智能型電力安全服務管理的重要性

傳統企業的生產運行管理面臨著管控難、溯源難、效率低等問題，信息技術的發展使得安全生產運行逐步由傳統管理向智能化轉型，解決傳統管理方式的局限性。在2018年底召開的中央經濟工作會議上就明確了5G、人工智能、工業互聯網、物聯網等“新型基礎設施建設”的定位。結合上述情況，本文提出一種構想設計，可協助企業提高生產運行效率，加速實現企業由傳統管理向智能化轉型，落實中央提出的“新基建”指示的部分目標。

2 5G+智慧電力安全服務管理系統建設方案

2.1 系統概述

5G+智慧電力安全服務管理系統的構成及各子系統的功能如下：

5G+本地服務通信交互平臺。通過融合5G、呼叫中心和語音AI算法的能力，搭載在適應方言的語言識別系統上，將通話轉換成簡易工單，并將通話錄音與工單打包發送給供電所端或移動端，實現語音—工單—工作人員的快速響應。

5G+電力“單兵”搶修系統。通過融合5G大帶寬和智能攝像頭的功能，實現音頻同步回傳，實時監控搶修人員的搶修過程，糾正違章行為。

智能三維現場安全行為檢測輔助系統（集成在5G+電力“單兵”搶修系統中）。通過檢測搶修人員所屬安全工器具的在線情況，判斷其是否正確佩戴安全帽、工作服等，實現實時監控、實時配比、實時提醒等功能。

2.2 5G+智慧電力安全服務管理系統各單元功能

2.2.1 5G+本地服務通信交互平臺

5G+本地服務通信交互平臺主要包括平臺層、網絡層、設備層，如圖1所示。

圖1 5G+本地服務通信交互平臺

平臺層主要指5G智能組網綜合管理系統，平臺基于通用的X86硬件平臺，內置5G模組、GPU等模塊，上層部署5G智能組網軟件系統，為用戶提供5G無線網絡與企業已有網絡的互通和統一管理，實現數據不出廠、可視化運維、網絡自監控等功能，在本方案中主要用于搭建本地服務通信交互平臺，兼實時內外網穿透功能，實現數據不上公網，保護數據安全。

網絡層主要基于本地建設的5G網絡，基于5G的低時延、大連接、大帶寬等能力實現語音數據、文字數據的采集和傳輸。

設備層是指所有的終端設備，例如IP電話、交換機、5G智能一體機、配電設施等設備。

2.2.2 5G+電力“單兵”搶修系統

5G+電力“單兵”搶修系統主要包括綜合管理平臺、核心服務器、前端接入系統，如圖2所示。

圖2 5G+電力“單兵”搶修系統

系統的核心是綜合管理平臺，部署在綜合管理中心，通過SDK開發包與用戶已有的業務子系統及其他第三方軟件管理平臺進行數據對接，實現統一調度、聯動控制負責業務系統的統一接入與集中管理、整合聯動。同時提供管理坐席為用戶提供統一的登錄、操作以及管理界面，可供用戶同時觀看現場視頻、人員位置地圖、系統狀態主界面，同時基于實際情況，可部署不同數量的客戶端。

核心服務器包括綜合管理服務器和存儲管理服務器，實現前端設備的融合通信和應急指揮。

前端接入系統主要接入前端移動作業人員佩戴的智能安全帽和手機App、登高伴侶等，可實現管理人員與現場作業人員實時通信，實現現場人員實時定位、音視頻回傳等功能。

2.2.3 智能三維現場安全行為檢測輔助系統

該系統利用藍牙技術或RFID射頻識別技術，在安全帽、絕緣手套，絕緣靴（鞋）、驗電器、腳扣上安裝部署藍牙或RFID標簽，可對裝備進行檢測感知，當現場缺少一件裝備時，發出報警，并由智能安全帽將信息回傳至5G+電力“單兵”搶修系統的綜合管理平臺。

3 5G+智慧電力安全服務管理系統部署方案

3.1 5G+本地服務通信交互平臺系統部署方案

3.1.1 適用性

當企業呼叫中心規模坐席數量達到一定規模（一般10坐席起），對通話質量和系統穩定性要求較高，或者對語音數據安全性有一定要求，希望錄音能存儲在本地并能保證較長的存儲時間，以上種種條件下，數字中繼混合云方案效果較好。

混合云因為話務走本地局域網，不依賴互聯網絡，所以語音質量不受企業外網帶寬的穩定性限制，語音質量較公有云有很大提升。

企業的網絡工程師可以通過5G智能組網系統，配合運維工程師現場實施并有能力組建企業自己的局域網絡；系統出現故障可以配合技術人員定位問題（判斷是物理線路、設備物理宕機還是本地網絡問題）。

3.1.2 擴展性

混合云本地首次投放硬件設備視企業現有坐席和通話量大小決定。

通信服務器（或工控機）最低配可支持120左右坐席量規模、120路并發通話（4根E1數字中繼），超過容量可為企業升級服務器設備（高配服務器）或服務器堆疊來提高性能解決企業大規模擴容的問題。

語音網關根據坐席使用量來采購型號，分為4口、8口、16口、48口、96口等，前期可按照現有坐席采購，后期擴容坐席再橫向擴容語音網關即可。

3.1.3 架構原理

混合云本地放置通信服務器（或工控機）并拉數字中繼線路，在部署方式上，模塊如下分布：

企業本地模塊。TG（中繼網關或板卡）CTI、IVR、ACD、錄音、AG（語音網關）、話務盒，即話務功能基本都集成在本地通信服務器和接聽設備中。

云端的模塊。數據庫（保存通話記錄和賬戶信息-可限制不上傳）、應用管理及配置（可限制訪問）、遠程監控和計費（可限制訪問）。

3.2 5G+電力“單兵”搶修系統部署方案

3.2.1 綜合管理中心部署

綜合管理中心部署管理坐席，實現接聽報修等功能。運行人員的安排、調度，實現人員的位置顯示、處置過程中的溝通協調、指揮調度、現場的視頻回傳功能。

管理坐席高度集成了管理終端、專業對講手柄等設備，可與綜合管理中心部署的顯示設備、音響設備、中央控制設備等完美結合，輕松實現專業的指揮調度操作。

綜合管理中心對日常安全生產管理、應急處置工作和人員資源信息實現全面的管控，將工作實現規范化、實時化、可視化；實現整個管理過程的可控、可視和可溯，使得綜合管理中心成為系統的核心和大腦，實現人員扁平化通信和可視化指揮。

3.2.2 機房部署

機房部署綜合管理服務器、存儲管理服務器，來實現前端設備的融合通信和應急指揮。

綜合管理服務器：能夠實現相關部門與現場人員語音、視頻、數據的雙向可視化交互，實現高效遠程決策、實時調度和應急處置，輕松完成各種語音、視頻調度。

存儲管理服務器：實現各類存儲多媒體文件的存儲、查詢、下載和播放功能。鑒于用戶業務對存儲的容量、安全性、可靠性要求都很高，采取將存儲系統部署在管理中心集中管理，防止非法刪除錄像資料。

3.2.3 前端設備部署

3.2.3.1 智能安全帽

智能安全帽解決了前端作業人員在日常作業的同時實現現場情況的實時上報、與同事/領導高效溝通的重要問題，真正意義上的解放雙手?？梢詫崿F高清視頻采集、語音通訊對講、無線傳輸、本地存儲等功能[2]。

3.2.3.2 智能手機App

智能手機App軟件可以安裝在各管理人員的Android智能手機上，實現管理人員通過移動終端、智能手機等設備對現場移動人員進行遠程監管，實時隨時隨地接收現場音視頻、位置信息、遠程呼救信息等，同時可將現場的實時情況及時上報上級指揮中心，真正實現移動辦公功能。

3.2.3.3 藍牙beacon信標

在廠區受控區域門口或各巡檢點處，分別部署一定數量的藍牙beacon定位信標，可實現人員靠近，聯動智能安全帽進行語音播報。

監管人員可提前預設每個藍牙beacon信標的安全警示語，當作業人員靠近該危險區域時，自動播報安全警示語。同時系統還可將該報警信息直接發送給相關管理人員，保障現場安全作業，減少安全事故的發生。

3.2.3.4 網絡傳輸

前端智能設備（如智能安全帽、移動終端等）支持Wi-Fi和5G網絡。佩戴智能安全帽的現場移動人員采集的音視頻、位置信息等數據可通過Wi-Fi/5G回傳至后臺指揮中心。

4 5G智能組網系統方案

5G智能組網系統能夠實現5G無線網絡與企業已有網絡的互通與統一管理,助力提升行業數字化組網和智慧化網絡管理運維能力，主要分為5G專網系統和內外網穿透系統。

5G專網系統。分為底層的工業5G專網智能一體機和上層應用系統，主要提供5G網絡與已有網絡的融合組網能力；為用戶提供切片管理、卡號管理、地址轉換、帶寬管理、路由控制、訪問權限、網絡需求管理、QoS調整、監控管理等功能。

內外網穿透系統?；?G+工業互聯網涉及的跨區域、實時的內外網穿透系統，通過建立專用的隧道，并對傳輸的數據進行加密及校驗處理，為工業客戶提供安全、可靠的內外網穿透服務。

5 結束語

本文是基于某供電公司現狀設計的，通過電力“單兵”搶修系統、本地服務通信交互平臺、智能三維現場安全行為檢測的輔助系統、5G智能組網系統“四合一”等技術的應用探索，提升電網管理業務的就地消納能力和運維管理能力。本方案具有廣闊市場前景，可帶來較大經濟效益和社會效益[3]。