變電站作業(yè)管控的遠程許可系統(tǒng)研究與應(yīng)用

范承志，李震，莊杰

上海欣能信息科技發(fā)展有限公司，上海，200025

0 引言

社會的發(fā)展離不開電能的供給，變電站的數(shù)量也隨之劇增，建造更多智能變電站已然成為發(fā)展趨勢。與常規(guī)變電站相比，智能變電站的運行特點是智能化、高效化以及信息化，并且對于變電站運行維護提出了較高的技術(shù)要求[1]。

工作許可在變電站作業(yè)管控中，是必不可少的工作流程。在此之中，工作許可人是至關(guān)重要的角色，從一份變電站工作票的接收到全部工作內(nèi)容結(jié)束，工作許可人需要全程把控現(xiàn)場的工作安全。變電站包含設(shè)備的類型和數(shù)量眾多，需要進行定期和不定期的運行維護、檢修和設(shè)備更換；電力負(fù)荷的快速增長，很多變電站需要進行改擴建，因此變電站涉及較多的施工作業(yè)[2]。而在日常作業(yè)中，很大一部分作業(yè)是低危險級別的，如變電站清掃等，工作人員僅在變電站外圍進行作業(yè)，還有部分作業(yè)可通過控制工作人員活動范圍從而得以控制。電力系統(tǒng)提高經(jīng)濟效益的主要途徑之一，就是大幅度減少從業(yè)人員。減人的措施靠管理上的現(xiàn)代化和生產(chǎn)上的技術(shù)進步[3]。

為了解決工作許可人人手緊缺的問題，需要通過科技手段解決該矛盾。人臉識別是當(dāng)今的熱門應(yīng)用領(lǐng)域和研發(fā)方向，在安防、金融、公共服務(wù)等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用[4]。本文根據(jù)現(xiàn)在的工作許可流程，結(jié)合生物識別技術(shù)及邊緣計算等技術(shù)，對現(xiàn)有變電站進行改進，配合各種遠程遙控技術(shù)，以信息采集、遠程控制等功能為基礎(chǔ)，可實現(xiàn)一套遠程許可授權(quán)的系統(tǒng)，達到用自動化技術(shù)手段代替工作許可人現(xiàn)場授權(quán)的目的，并且可保障現(xiàn)場作業(yè)的安全。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

電力作業(yè)中，工作許可人的崗位職責(zé)有以下幾點：

（1）負(fù)責(zé)對工作票上的安全措施進行仔細檢查，確保其無遺漏、無錯失，且符合現(xiàn)場條件；

（2）對工作現(xiàn)場進行嚴(yán)格檢查，保證現(xiàn)場安全措施落實到位，如出現(xiàn)缺失需立即進行補充；

（3）關(guān)閉電源后對檢修設(shè)備進行測試，確保設(shè)備處于斷電狀態(tài)；

（4）在對工作票中事項出現(xiàn)疑問時應(yīng)積極向簽發(fā)部門進行了解，并進行詳細補充，防止出現(xiàn)意外事故。

由此可見，工作許可人在作業(yè)中的安全至關(guān)重要。遠程許可系統(tǒng)可以通過科技手段，讓許可人不在現(xiàn)場也能完成作業(yè)許可的功能，圖1為遠程許可系統(tǒng)開始任務(wù)的許可流程。

在結(jié)束任務(wù)時，遠程許可系統(tǒng)同樣有工作許可人的崗位職責(zé)，通過完成業(yè)務(wù)流程，完成作業(yè)后安全檢查的目的。遠程許可系統(tǒng)結(jié)束任務(wù)流程，如圖2所示。

2 站端系統(tǒng)說明

為了完成遠程許可系統(tǒng)，需要對現(xiàn)有變電站進行改造，增加遠程許可設(shè)備，每個電站內(nèi)需安裝，站端相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

2.1 站端設(shè)備要求

站端結(jié)合站內(nèi)輔控、技防等已有系統(tǒng)，增配適當(dāng)?shù)碾娍亍⒁曨l及終端設(shè)備，以滿足遠程許可各項工作要求[5]。

（1）在大門或主要站房門口配置帶有人臉識別、身份證識別、工作識別等多重身份識別的智能門禁，結(jié)合遠程應(yīng)用，實現(xiàn)遠程站房許可準(zhǔn)入。設(shè)計上充分考慮戶外防護等級要求，做好防偷盜、防損壞措施，設(shè)備能夠易于維護。

（2）對變電站大門或主要門房鎖具進行電動鎖或智能鎖改造，通過智能門禁實現(xiàn)授權(quán)開門。

（3）配置專門用于車牌識別的攝像機，對進站車輛進行識別比對。其他場地攝像機可充分利用原有安防及生產(chǎn)監(jiān)控攝像機。

（4）配置專門用于人臉識別的攝像機，對進站所有人員進行人臉識別和資質(zhì)審核。

（5）對在場所有人員進行人數(shù)識別判斷是否與工單相符。如不相符則產(chǎn)生相應(yīng)告警。

（6）站端配置遠程許可終端，對門禁、攝像機等設(shè)備進行管理、調(diào)配和控制，支持人臉、車牌識別功能。與站端輔控、技防等系統(tǒng)進行信息交互，實現(xiàn)技防撤布防、異常告警等功能。采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議與供服系統(tǒng)進行通信，結(jié)合遠程應(yīng)用，完成遠程許可各項工作[6]。

2.2 站端設(shè)備應(yīng)用

（1）信息采集。通過智能門禁、專用攝像頭等設(shè)備獲取建站人員證件信息、車牌信息、人臉圖像等；可調(diào)用場地攝像頭，監(jiān)視現(xiàn)場情況，進行抓拍記錄。

（2）識別功能。對人員、車輛進行識別，結(jié)合工作任務(wù)，確定進站的合法身份。原則上，人員（車輛）的準(zhǔn)入機制依賴的判據(jù)不得少于兩條。對不在許可范圍內(nèi)的人員（車輛）信息，能夠自動識別并告警。

（3）現(xiàn)場告警。依托站內(nèi)輔控、技防等系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)設(shè)模型和研判規(guī)則，分析現(xiàn)場異常狀態(tài)。現(xiàn)場告警信息可實時發(fā)送給后臺供服系統(tǒng)。

（4）聯(lián)動功能。與技防系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。人員正常進站時，可向技防主機發(fā)送撤防請求；非法進入時，可向技防主機發(fā)送入侵告警。結(jié)合遠程應(yīng)用，可實現(xiàn)遠程布撤防操作。

3 遠程許可終端功能說明

在整套遠程許可系統(tǒng)中，遠程許可終端可謂整個系統(tǒng)的大腦，對下調(diào)度各個遠程許可設(shè)備，為許可作業(yè)進行服務(wù)；對上和供服系統(tǒng)交互，接收供服系統(tǒng)下發(fā)的業(yè)務(wù)信息，上傳遠程許可業(yè)務(wù)報文。遠程許可終端相關(guān)功能框圖如圖4所示。

由圖可知，系統(tǒng)中有多種設(shè)備組成，各種設(shè)備有各自的接口及協(xié)議，并且，不同的廠家協(xié)議及接口也存在差異。為了完成遠程許可的功能，遠程許可終端對接了所有的設(shè)備完成遙信、遙測、遙控的功能[7]。

遠程許可系統(tǒng)中的每個設(shè)備，通過遠程許可終端的調(diào)度，為作業(yè)安全服務(wù)。工作許可人無需到達作業(yè)現(xiàn)場，即可完成工作許可的崗位職責(zé)，系統(tǒng)使用的主要流程如下：

（1）工作負(fù)責(zé)人通過供服系統(tǒng)提供的網(wǎng)頁客戶端或者手機APP申請任務(wù)。

（2）工作許可人對任務(wù)進行審核，任務(wù)審核通過后，系統(tǒng)將任務(wù)信息下發(fā)到遠程許可終端，終端對數(shù)據(jù)進行處理后存儲到終端內(nèi)部，其中包含電子工作票信息，其信息與傳統(tǒng)工作票信息一致。

（3）工作負(fù)責(zé)人到達作業(yè)現(xiàn)場，通過APP進行進站申請。工作許可人通過進站申請后，遠程許可終端將任務(wù)相關(guān)信息下發(fā)至各個遠程許可設(shè)備。

（4）工作負(fù)責(zé)人到達作業(yè)現(xiàn)場大門的身份認(rèn)證裝置前，通過刷卡加刷人臉進行身份驗證。通過身份認(rèn)證裝置的邊緣計算功能，將認(rèn)證結(jié)果發(fā)送至遠程許可終端，終端對認(rèn)證結(jié)果進行審核，上報消息或告警給供服平臺。

（5）工作許可人可通過手機APP或客戶端，遠程審核任務(wù)及身份認(rèn)證信息，通過遙信信息，還可以查看現(xiàn)場認(rèn)證人員的照片，完成遠程許可的工作。

（6）完成審核后，工作許可人可通過APP進行遠程遙控，發(fā)送遠程控制命令，包括遠程控制電站大門、遠程撤防等。遠程許可終端收到遙控信息后，可控制各種遠程設(shè)備，進行機構(gòu)運作。

（7）工作人員進站后，車牌識別和人臉識別攝像頭工作，抓取現(xiàn)場視頻，進行邊緣計算，分析現(xiàn)場工作人員及車輛是否為任務(wù)車輛，如發(fā)現(xiàn)非法的人和車，上報告警至供服。工作許可人即可通過APP和客戶端查看告警信息，查看現(xiàn)場圖片，可遠程把控作業(yè)現(xiàn)場安全[8]。

（8）變電站特別是高電壓等級的變電站場地很大，有很多扇門防，工作許可人通過APP和客戶端，可遠程授權(quán)和作業(yè)相關(guān)的門房，控制作業(yè)人員的出入，禁止人員進入和任務(wù)無關(guān)的區(qū)域，保障作業(yè)安全。

4 結(jié)語

現(xiàn)代變電站是電網(wǎng)智能化建設(shè)安全、可靠運行的關(guān)鍵，智能監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代化變電站中所起的作用十分重要，通過視頻識別分析這一技術(shù)功能，使智能變電站的監(jiān)控技術(shù)更加完善。本文介紹的遠程許可系統(tǒng)運用了這種技術(shù)功能，實現(xiàn)了工作許可中作業(yè)安全監(jiān)控的功能，達到了節(jié)省工作許可人力成本的目的[9-10]。

目前，遠程許可系統(tǒng)在很多變電站中已投入使用，包括500kV220kV110kV35kV變電站等，大大節(jié)省了國網(wǎng)電力工作許可人的需求壓力。該系統(tǒng)投運以來，得到了用戶一致好評。除了變電站，該系統(tǒng)也可以應(yīng)用到開關(guān)站、配電站、箱變等配電設(shè)施。遠程許可系統(tǒng)在客戶中不斷迭代開發(fā)增加功能，為保障作業(yè)安全服務(wù)。