智能“兩票”系統(tǒng)在數(shù)字電廠中的應用

王勝中

（中國華電集團有限公司浙江公司，杭州 310021）

“兩票”制度即工作票和操作票，是電力企業(yè)能夠安全生產(chǎn)的重要保障制度，可以有效地降低誤操作率，保障廣大電力工人的人身安全。電站要檢修設備一般分為需要下電和不需要下電2 種情況，從而導致需要電氣一種工作票和電氣二種工作票。

但在具體“兩票”實施過程中，仍然具有很大的問題。在操作票的具體執(zhí)行過程中，存在填寫不規(guī)范問題，例如字跡不清晰，簽名蓋章及作廢不合規(guī)矩，代簽、漏簽及蓋錯章的情況時有發(fā)生，同時存在因自以為操作熟悉而逃避辦理操作票，以至于私自操作。而在工作票的執(zhí)行過程中，同樣存在票面書寫不規(guī)范等問題，安全措施不夠完善，比如沒有具體寫明人員間的安全距離等其他安全說明措施，同時也存在搭票作業(yè)情況，或者存在延期作業(yè)而未獲審批等情況，對電廠的安全生產(chǎn)及人員人身安全帶來了巨大隱患。

智能“兩票”系統(tǒng)的應用，可以有效地避免以上情況的發(fā)生。智能“兩票”系統(tǒng)始終把安全文明生產(chǎn)標準體系作為重點，依托互聯(lián)網(wǎng)技術、無線傳輸技術、視頻監(jiān)控及實時定位等先進手段，在使用工作票和操作票的全體過程中全面覆蓋，開票人可以利用智能“兩票”系統(tǒng)進行工作票和操作票的生成，系統(tǒng)具有生動形象的模擬動畫，根據(jù)模擬操作動畫自動生成工作票和操作票，保證了工作票和操作票的統(tǒng)一性、規(guī)范性和準確性，同時在操作工作現(xiàn)場，增加了風險預控、強制拍照和強制錄像等功能，實現(xiàn)全作業(yè)流程的規(guī)范化、標準化。

1 智能“兩票”系統(tǒng)概述

智能“兩票”系統(tǒng)依托傳統(tǒng)的“兩票”管理，結合新一代信盧傳輸技術及人工智能技術，并采用物聯(lián)網(wǎng)技術及射頻識別等相關手段，在作業(yè)區(qū)域的監(jiān)控、預警及人員的實時定位等方面提供更多地便利，并以此構建智能移動“兩票”系統(tǒng)。系統(tǒng)以“兩票”許可和結束時間為時間要素，以人員定位和設備定位信盧為空間要素，在空間和時間精準確定前提下，實現(xiàn)智能化生成“兩票”、移動化辦票、“兩票”高度關聯(lián)、作業(yè)準確性和運維一體化，實現(xiàn)“兩票”管理從開票到執(zhí)行到結票的全過程精準把控。

1.1 智能“兩票”系統(tǒng)的架構

智能“兩票”系統(tǒng)主要分為工作票和操作票2 部分模塊，在設備需要停電的情況下，需要辦理電氣一種工作票；當不需要停電時，要辦理電氣二種工作票。當在送電過程中，設備由運行狀態(tài)轉為檢修狀態(tài)，或是由檢修狀態(tài)轉為運行狀態(tài)時使用操作票，其主要系統(tǒng)架構如圖1 所示。

圖1 智能“兩票”系統(tǒng)的架構

1.2 智能操作票子系統(tǒng)

操作票是規(guī)范操作人員具體工作動作的一種手段。常見的操作票主要為電氣倒閘操作票和熱力機械操作票，可大致分為操作票的開具、審核及回填幾個流程，操作票的生成可以通過原理模型圖的計算機模擬動畫操作過程來自動實現(xiàn)，同時可以對已經(jīng)開具的操作票按照需求的不同進行相關查詢、統(tǒng)計及評審等，操作票主要辦理流程如圖2 所示。

圖2 智能操作票辦理流程

此外，智能操作票子系統(tǒng)可以對已經(jīng)建立的操作票的多種條件進行查詢，并且提供查詢結果的導出和刪除等操作，可以查詢出生成、審核、未執(zhí)行及正在執(zhí)行等不同狀態(tài)的操作票，同時提供操作票的統(tǒng)計情況，包括執(zhí)行情況統(tǒng)計、合格統(tǒng)計及未執(zhí)行代辦操作票的情況統(tǒng)計等。

1.3 智能工作票子系統(tǒng)

工作票辦理的業(yè)務流程包括工作票簽發(fā)、工作票接收、布置并執(zhí)行安全措施工作、工作的許可、工作開始、工作監(jiān)護、工作延期、檢修設備及試運行和最后工作終結等，工作票主要辦理流程如圖3 所示。

圖3 智能工作票辦理流程

智能工作票子系統(tǒng)提供不同工作票狀態(tài)的查詢，如查詢未簽發(fā)的工作票、已簽發(fā)但未執(zhí)行的工作票、目前正在操作的工作票、已經(jīng)辦結的工作票及作廢工作票等，并支持相關工作票情況的導出和刪除等操作，可以對各類工作票的情況總體分析，如實時提示正在操作的工作票、面臨過期的工作票及各類工作票的合格情況等。

2 智能“兩票”系統(tǒng)在數(shù)字電廠的應用

目前，傳統(tǒng)電廠的發(fā)展已經(jīng)進入瓶頸期，同時國家提出環(huán)境與經(jīng)濟要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展的方針，所以智能數(shù)字電廠的開發(fā)與建設迫在眉睫。針對現(xiàn)有電力供應方式，火力發(fā)電仍然是主流的方式，承擔著國內(nèi)電力供應的主要部分。所以，電力企業(yè)要轉換傳統(tǒng)的管理方式，主動推動科技創(chuàng)新，提高效率，尋找新發(fā)展動力，提高企業(yè)的市場競爭力。

數(shù)字電廠依托新型信盧技術、大數(shù)據(jù)分析決策及物聯(lián)網(wǎng)傳感等技術為出發(fā)點，結合新型管理理念、正確的管理方法和高效的管理平臺，突出智能化、高效性、可靠性和安全性等特點，最大限度地實現(xiàn)電廠的安全、高效和環(huán)保運行并與智能電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)。

2.1 人員定位

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能“兩票”系統(tǒng)主要依靠位于電廠內(nèi)的定位標簽和定位基站來進行相關人員的位置數(shù)據(jù)采集。通過對人員佩戴標簽的定位，使電廠人員的位置得以確定，同時設置不同的標簽顏色提示來確定相關人員的狀態(tài)，包括工作時長預警提醒、運動軌跡提醒及其他實時狀態(tài)，及時為管理人員提供判斷依據(jù)。

2.2 電子圍欄

智能“兩票”管理系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)技術、傳感器技術及大數(shù)據(jù)等技術有機結合，構建安全高效的系統(tǒng)，通過定位標簽和定位基站，準確實時定位每一位人員的位置，科學劃定電子圍欄，并且對不同的工作人員進行授權，當有未經(jīng)授權人員進入時，系統(tǒng)立即進行報警和監(jiān)控。

2.3 智能巡檢與視頻識別

智能“兩票”系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能巡檢，準確掌握工作人員的巡檢過程及操作，并且可以引入智能機器人，通過在數(shù)字電廠中提前設定巡檢線路，實現(xiàn)無人自動定時巡檢，并且將巡檢結果自動上傳云平臺，經(jīng)過大數(shù)據(jù)智能決策準確發(fā)現(xiàn)巡檢中出現(xiàn)的問題，并且及時向管理人員預警。當人員接近危險源區(qū)域會有明顯的報警提醒，提醒該人員遠離危險源，同時三維虛擬電廠也會發(fā)出告警。

通過監(jiān)控畫面會自動定位到相應溫度、壓力等測點的實際位置，可以查詢巡檢人員的工作時間、軌跡和相應的設備運行數(shù)據(jù)，還可以輔助工作人員定位，主動提示故障點附近的工作人員及時處理。

2.4 智能預警與故障診斷

智慧“兩票”系統(tǒng)具備優(yōu)秀的診斷能力及分析能力，系統(tǒng)將企業(yè)已經(jīng)儲備的信盧作為分析源，利用大數(shù)據(jù)智能決策系統(tǒng)，分析總結已有信盧，為管理人員提供信盧支持，通過對數(shù)據(jù)的深度分析，實現(xiàn)企業(yè)的高效發(fā)展。

采用大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等打造智能預警系統(tǒng)，將故障的產(chǎn)生率降到最低，提前預警故障的發(fā)生，并且及時通知檢修人員，同時提示預警故障的解決方案，科學控制與維護機組，實現(xiàn)安全、可靠運行。

2.5 運行優(yōu)化系統(tǒng)

智能“兩票”系統(tǒng)采用基于大數(shù)據(jù)分析的技術手段來實時對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行整理、分析和統(tǒng)計，從而使機組在多種約束條件下仍能保持優(yōu)異的性能。基于大數(shù)據(jù)分析的運行優(yōu)化系統(tǒng)包括燃機數(shù)學模型建立、機組離/在線性能試驗系統(tǒng)、聯(lián)合循環(huán)性能監(jiān)測系統(tǒng)、聯(lián)合循環(huán)損耗分析系統(tǒng)、壓氣機水洗優(yōu)化系統(tǒng)、進氣過濾器更換優(yōu)化系統(tǒng)、汽輪機冷端優(yōu)化系統(tǒng)和當量運行時間監(jiān)測系統(tǒng)及天然氣和負荷預測等系統(tǒng)。基于大數(shù)據(jù)分析的優(yōu)化運行系統(tǒng)可達到如下效果：實時計算聯(lián)合循環(huán)電廠各設備的性能指標；實時計算各設備當前狀態(tài)與最優(yōu)狀態(tài)的偏差；人員在設備性能下降時，指導運行在合理的時機對設備進行維護，降低運行成本；幫助運行人員通過在線性能試驗了解設備的性能變化情況。

2.6 故障輔助判斷

智能“兩票”系統(tǒng)客戶端中主要包括生產(chǎn)日志、實時負荷/實時產(chǎn)量、發(fā)電量和隱患通知等內(nèi)容，幫助用戶了解企業(yè)即時生產(chǎn)情況，并且內(nèi)置專家系統(tǒng)，監(jiān)測重要主機設備信號是否短缺或消失，并通過輔助判斷可及時查看設備相關系統(tǒng)運行是否正常，將誤判誤拍等概率極大降低，提高機組安全運行的穩(wěn)定性。

智能“兩票”系統(tǒng)通過主輔機旋轉機械診斷監(jiān)測管理（TDM）系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)（DCS）接口機，將過程數(shù)據(jù)和振動頻譜分析數(shù)據(jù)統(tǒng)一納入遠程診斷中心，對主輔機的健康狀態(tài)進行實時監(jiān)控，通過對TDM 采集的振動數(shù)據(jù)與DCS 的過程數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，應用現(xiàn)代最新的人工智能技術，實現(xiàn)設備故障的及時預警和精確定位。遠程專家也可以借助故障診斷系統(tǒng)進行故障診斷和分析。

2.7 全廠自動導航

智能“兩票”系統(tǒng)通過數(shù)字電廠中的定位基站和定位標簽，可以實時掌握工作區(qū)域內(nèi)工作人員的位置分布情況，同時記錄每名工作人員的工作狀態(tài)及運動軌跡，可以隨時按照時間段調(diào)用某個人活動的軌跡并進行回放，用于責任劃分與事故分析。另外，根據(jù)設備的電廠標識系統(tǒng)（KKS）編碼，制作設備二維碼標識牌，個人智能終端識別該標識牌，實時獲得當前設備的具體運行信盧，同時獲取該設備的安裝位置，實現(xiàn)全廠自動導航。

3 結束語

本文主要介紹了智能“兩票”系統(tǒng)及其在數(shù)字電廠中的應用，智能“兩票”系統(tǒng)具有智能邏輯檢查功能，智能識別開票過程中操作對象與操作類型，根據(jù)當前機組的實際運行工況，設備的聯(lián)鎖、保護和閉鎖邏輯及系統(tǒng)設置的“五防閉鎖”功能條件，智能判斷操作票中操作步驟的正確性和合理性，并給予提示。智能開票功能是系統(tǒng)通過解析操作任務并結合“兩票”操作步驟正確性、合理性檢查結果，提供達到解析操作任務所需的多種操作方案。動態(tài)系統(tǒng)圖是按照電廠生產(chǎn)工藝流程建立的（除包含遠傳設備狀態(tài)外，還包含現(xiàn)場所有手動閥門的開閉狀態(tài)，電氣開關柜、保護柜、控制柜內(nèi)的空開和保護壓板的投退情況與現(xiàn)場設備的實際狀態(tài)一致），將現(xiàn)場設備與智能“兩票”開票功能完美結合起來。虛擬安全圍欄是系統(tǒng)開票后，將“兩票”信盧傳輸至智能安防系統(tǒng)，根據(jù)用戶預置在智能安防系統(tǒng)中的安全區(qū)域，自動劃定當前“兩票”的工作安全區(qū)域。當相關人員進行工作時，錯入間隔或安全區(qū)域，將發(fā)送安全提醒。智能設備可實現(xiàn)智能鎖具、電子掛牌和二維碼等有效結合。系統(tǒng)將工作票和操作票與智能鎖具、電子掛牌相關聯(lián)，當工作票或操作票步驟中包含對上鎖設備進行操作和掛牌時，掃描二維碼后，智能鎖具自動解鎖，掛牌時自動記錄掛牌信盧、位置，同時提供以下主要內(nèi)容。

1）“兩票”現(xiàn)場辦理。以系統(tǒng)內(nèi)“三種人”清單為權限設置基準，并與缺陷、檢修等系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)關聯(lián)，員工可借助移動APP 端在現(xiàn)場實現(xiàn)工作票、操作票編制及流程推進。用戶可直接從標準票庫內(nèi)調(diào)取所需類型的票樣進行“兩票”辦理。

2）“兩票”執(zhí)行監(jiān)管。根據(jù)工作票、操作票的作業(yè)性質，系統(tǒng)按照特定規(guī)則自動推送消盧至操作票監(jiān)護人到場監(jiān)護，并依靠區(qū)域藍牙到位技術，有效把控人員操作到崗情況。支持安監(jiān)部門等監(jiān)管人員使用移動APP獲取已執(zhí)行/正在執(zhí)行的“兩票”信盧，并對“兩票”進行實時審核與評價。

3）特殊作業(yè)防控。按照特定風險的特殊作業(yè)類型，如有限空間作業(yè)、繼電保護作業(yè)等，系統(tǒng)支持在移動APP 端完成作業(yè)許可申請及附票流程推進。結合藍牙信盧技術，工作班成員將自動接收到移動APP 端發(fā)送的作業(yè)危險點與安全預防措施。

4）“兩票”統(tǒng)計查詢。同步PC 端“兩票”信盧，在移動APP 端以圖表等可視化形式展現(xiàn)票數(shù)統(tǒng)計、標準票/非標準票數(shù)統(tǒng)計、合格票數(shù)統(tǒng)計、到位異常統(tǒng)計和監(jiān)管異常統(tǒng)計。可在移動APP 端根據(jù)票種、班組和工作流狀態(tài)等檢索規(guī)則對工作票和操作票進行查詢。