揭東智慧化電廠項目智慧維護管理研究

［摘 要］物聯網、云計算、大數據技術等先進信息技術的發展，促使傳統專職運維模式開始轉向線上值守與線下運維有效結合的平臺模式，通過智慧安防系統的集成化建設，逐漸實現檢修集中、少人值守、及時響應的電廠項目智慧維護管理模式，可更好地保障員工生命和企業財產的安全。

［關鍵詞］電力項目；智慧化；安全生產；維護管理

［中圖分類號］TM62 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0181–03

國家電投揭東燃氣熱電項目廠址位于揭陽市揭東區埔田鎮東面的揭東經濟開發區新型工業園內，西南向距揭陽市8 km，南距揭陽市揭東區及楓江6 km，東距潮州市20 km，北距梅州市80 km。本期建設容量為2×100 MW級燃氣–蒸汽聯合循環供熱機組（ “一拖一”配置），預留擴建場地，汽輪發電機組采用兩臺抽凝式機組。當前國家和國家電投集團層面大力推動智慧型企業的建設，順應電站智慧化的趨勢，雖然目前國內智慧電廠建設方案尚無統一標準，但智慧電廠要基于云計算、大數據、物聯網、人工智能等技術基礎，實現智慧運行、智慧設備管理、智慧安全、智慧決策等智慧應用的建設思路已基本達成一致[1] ；國內燃煤電廠、氣電、風電等各類型智慧電廠主流技術方案已成熟；頂層設計，分步實施的實施策略也形成共識[2]。揭東能源項目的控制系統按全廠采用現場總線設計，DCS、現場智能儀表也是按支持現場總線設計，具備了實現智慧電廠的技術支持基礎。文章以揭東智慧化電廠項目為例，對智慧安防系統集成建設方案與應用展開研究。

1 智慧安防前端設備系統

智慧安防前端設備包括入侵警報管控系統和人員定位系統，為項目現場5 km的周界提供入侵管控設備，入侵管控設備應可融合視頻系統，實現事件聯動，并支持本地聲光報警和遠程報警。同時覆蓋廠區重點區域，包括二期鍋爐廠房、汽輪機廠房、升壓站區域等管控區域在內的人員定位系統，人員定位系統應采用UWB 超寬帶技術，實現高精度人員定位，人員定位系統與項目單位三維虛擬電廠系統融合，并提供三維人員定位展現。

1.1 入侵警報管控系統

（1）技術標準。紅外對射探測器采用光束遮斷方式檢測入侵，發射端和接收端之間應形成3 束紅外光，形成監控防護區，當有人橫跨該區域時，遮斷不可見的紅外線光束而引發警報。設備應支持同時遮斷3 個光束立即發出報警，若只觸發2 個及以下，并持續超過特定時限（時限可設定），系統亦判定為報警。

（2）主要功能。人員通過圍墻翻入作業區域時，會立即觸發警報，警報通過開關量輸出到入侵報警管控報警主機，報警主機可根據預置規則聯動相應功能，包括報警信息上傳、保安人員提醒、本地聲光報警、啟用攝像機預置位、啟動報警錄像等。重點區域信息：在三維虛擬電廠中，通過圖形化界面，對電廠重點區域及設備區域（如主變、配電室、檢修區域、主要輔機等）進行劃分，并生成電子圍欄。系統可維護重點區域信息，同時可以錄入重大區域及設備控制措施、管理方案、應急預案等證明材料。

（3）監測告警。根據全廠不同區域的安全管理等級，規劃設置重點區域，顯示重點區域內的人數及停留時間，如人員的數量、權限、停留時間等，當人員超員或停留時間超時系統發出告警信號，避免在特定工作現場人員超員或超時停留可能引發的危險。

（4）告警信息查詢。當工作組成員離開指定區域、無關人員進入未授權區域或車輛進入未授權區域時，系統都將進行告警，通過首頁的滾動告警消息進行滾動展示，單擊滾動信息即可彈出詳細的告警信息，包括告警時間、告警內容、告警人員/ 車輛、告警區域等信息[3] ；通過告警人員/ 車輛、區域后的定位按鈕，可直接定位到系統的最新位置。

（5）門禁系統聯動。管理者通過三維環境呈現就能動態化地掌握布控區域內的人員密度、位置、狀態和活動軌跡等。一旦出現任何突發事件，管理人員都能從系統中提取需要的圖形和數據，快速了解目標人員的狀態信息和位置信息，進而采取對應的措施進行控制，大幅提升調度管理的合理性，實現更高的安全防范力度和處理突發事件的效率，使辦公室和場區管理朝著智能化、規范化方向發展。

1.2 人員定位系統

（1）總體概述。人員定位系統采用UWB 定位技術，系統可使管理人員實時掌握各個區域人員或設備的詳細信息及數目；系統還能實現自動點算指定區域內人員或設備的數量，對區域內人員進行全程動態監控，記錄人員的行進軌跡及停留時間。在遇到突發事件或緊急情況時，可通過實時定位系統迅速定位相關人員或設備的所在位置，從而提高工作效率。

（2）定位管理平臺。其是一個定制化的綜合性的人員位置呈現和相關服務的軟件平臺。該平臺集監視、跟蹤、查詢、采集定位信息于一體，功能類似用戶的專用地圖，可視化界面應用十分方便。該平臺可以讓企業通過實時定位系統自動監視有標簽人員的實時位置，可以明顯減少確定人員位置的時間。

（3）系統功能。①通過為生產作業人員配發定位標簽實時定位作業人員所在位置，管理人員可以在后臺查看不同類型人員的實時位置信息，便于管理人員實時了解整個生產現場的人員實時狀態，實現監控、危險區域安全預警、大數據分析等功能，以提高工作人員的工作效率，實現巡檢路線的軌跡回放，漏檢情況能夠及時發現提醒。②系統可維護定位設備的基本信息，包括定位標簽唯一標識、使用人、類型、備注等信息，授權用戶可以增加、修改和刪除及多條件組合查詢設備信息。③系統對定位標簽單獨下發尋呼/越界提醒/ 撤離指令。④標簽電量應以百分比形式查看，支持低電量后臺告警。⑤系統支持實時定位，以2D/3D 形式呈現，定位刷新率可調節范圍為0.1～20 Hz，可以通過后臺統一對所有標簽刷新率進行調節，也可只對部分標簽刷新率進行調節，顯示人員姓名、部門等信息。⑥支持對某標簽在設定時間段內的活動軌跡進行回放，支持對某選定區域在設定時間段內的所有標簽活動軌跡進行回放，支持回放速率調節，支持自動跳過無位置數據時間段，可手動開啟，支持軌跡與視頻同時回放。⑦對不同標簽設置不同電子圍欄權限，某標簽進入禁入區和危險區等特定區域，后臺彈出報警信息并記錄，標簽通過聲音和震動方式告警，支持不同地圖設置電子圍欄，包含進入、離開、拒絕進入、拒絕離開權限。⑧系統可實時監測基站工作狀態，掉線提醒。

2 智慧安防綜合管理系統

2.1 智能視頻分析系統

（1）分析模塊。前端視頻分析設備負責實現對視頻信號的智能分析，并將相關結果送至管理平臺，也可以直接輸出報警信號。

（2）智能報警管理平臺。中心管理系統負責完成報警規則設置、用戶/ 設備管理、告警信息處理、日志管理等工作。

智能視頻分析系統以數字化、網絡化視頻監控為基礎，用戶可以設置某些特定的規則，系統識別不同的物體，同時識別目標行為是否符合這些規則，一旦發現監控畫面中的異常情況，系統能夠以最快和最佳的方式發出警報并提供有用信息，從而能夠更加有效地協助安全人員處理危機，最大限度地降低誤報和漏報現象。

智能視頻分析系統由模塊化的設計組合而成，整個系統主要由視頻源、視頻智能處理引擎、管理終端組成。

視頻源的主要功能是通過前端攝像機對關鍵區域實時視頻進行采集，通過網絡、光纖傳回監控中心。

視頻智能處理引擎是1 臺擁有智能化分析視頻功能的服務器，能夠根據設備預設的要求，將采集到的視頻進行實時性的智能分析，如果收集的視頻信息超出了設備內預存的規則，引擎會自動對外發出警告。

目前基于機器視覺技術的智能視頻分析系統可以實現以下應用功能：特定區域非法入侵檢測、重要裝備倉庫周邊警戒線穿越檢測、煙霧檢測、火焰檢測、徘徊檢測、人員聚集檢測、逆行檢測、遺棄物檢測和物體搬移檢測、行為異常檢測、車輛識別檢測、攝像機健康檢測和球機跟蹤檢測。

2.2 顯示控制中心系統

（1）指揮中心組成。指揮中心的設計與視頻監控的中心設計相仿，一般情況下共用1 套監控中心，其主要由液晶拼接屏、高清解碼拼接設備、工作站、應急指揮調度平臺等系統組成。

（2）高清解碼控制系統平臺對所轄裝置區實時監控、集中管理。前端系統通過網絡攝像機將視頻信號壓縮編碼，壓縮碼流通過視頻網傳輸到平臺，移動客戶端和獲得授權的辦公用戶可實時預覽監控[4]。要想最大限度地將大屏系統超高分辨率和超高對比度的優勢凸顯出來，指揮中心可通過網絡傳輸將視頻流送至解碼器，完成解碼處理后統一輸出到大屏系統。

（3）在監控中心解碼器中選定一個綜合性視頻平臺，該平臺在設計上參考高級電信計算架構標準，功能強大，包含視頻圖像動態分析、數字視頻的矩陣切換、資源集中存儲和管理、視頻剪輯、解碼視音頻等，是一款具備綜合處理功能的電信級視頻交換平臺，集合了用戶權限管理、圖像處理、設備維護等功能。

（4）系統功能。整個大屏顯示系統的控制單元來源于視頻綜合平臺，該平臺不僅同步支持視頻輸入和輸出業務板，還能提供高速網絡的接口。前端網絡攝像機的模擬視頻信號、在線視頻數據、其他系統計算機顯示信號、遠程桌面等，都能在該平臺的內部拼接控制功能影響下全部實現，充分發揮視頻綜合平臺高效的數據處理能力，完成圖像拼接與漫游[5]。視頻綜合平臺能提供不同類別的高清數字輸出接口，主要有DVI 和HDMI，與大屏拼接顯示系統建立有效連接，同步高清地輸出視頻信號。

（5）系統對接設計。顯示控制中心平臺的主要優勢是對接能力高效且精準，通過簡便操作就能無縫對接于其他業務平臺。平臺對外提供符合功能需求的Web Service 接口，提供給其他系統實現視頻監控，對客戶而言也能直接將視頻監控集成到自己系統里，實施統一化管理。

3 智慧安防管控軟件

（1）智慧安防綜合管理一體化平臺。平臺應可統一管理項目現場的門禁系統、人員定位系統、視頻分析系統、顯示控制系統，并立足于統一的技術棧、接入方式和數據標準規劃平臺建設。平臺應提供組織機構、崗位、角色、權限、日志等功能，支持在甲方云平臺上以虛擬機、容器等方式布署[6]。平臺應具備統計、分析、報警等功能，并支持移動互聯網應用。由于本項目中包含了諸多軟件接口，一體化平臺應可對接口進行管理、診斷和維護，為實現多源異構數據交互提供堅實的技術基礎。

（2）智能生產過程管控。根據揭東智慧電廠建設的整體規劃，智慧安防系統需與兩票系統深度融合，實現生產作業全過程的智慧安全管理，提供三維平臺、人員定位系統、視頻監控系統、智能行為分析、門禁系統的功能支持和接口集成聯調，實現以下功能要求：根據項目實際情況、用戶要求和本系統功能需要，開發移動App，重點在數據查詢、審批流程方面提供服務。支持離線應用模式，移動App 應具備在安卓環境和IOS 環境運行的能力，并支持移動客戶端操作系統的最新版本更新提醒，具體應包括風險分級管控、隱患現場錄入、隱患現場取證、隱患檔案、違章錄入等功能。

4 結束語

智慧電力項目的智能化維護與管理對保障電力項目安全性與可靠性具有重要意義。但在未來的應用過程中，會面臨數據安全、技術兼容性等問題，所以要在現有的基礎上強化數據安全和隱私保護機制建設，在統一化的要求下制訂技術標準與相關協議，提升電力項目智能化維護管理水平。

參考文獻

[1] 李峰，施高峰. 電廠氨區智慧化管理平臺系統設計[J]. 自動化應用，2020（12）：153-154，157.

[2] 朱金慶. 智慧電廠下的數據網絡安全體系研究[J]. 數碼設計（上），2020，9（2）：23-24.

[3] 李德利，任亞群，楊丹. 電力設計企業EPC 項目智慧安監設計與實踐[J]. 智能建筑與智慧城市，2023（5）：111-113.

[4] 戎毅成，譚鑫，高瑾，等. 基于物聯網的電網施工智慧工地數字化管理平臺建設[J]. 山東電力技術，2023，50（4）：22-27.

[5] 徐皓，林妮娜. 國網江蘇電力項目管理智能化建設實踐[J].財務與會計，2022（15）：67-68.

[6] 曹娟娟，李新軍. 鋼鐵行業電力系統智慧化運維與管理研究分析[J]. 山西冶金，2023，46（5）：99-101.