基于物聯網的電力工程安全建設監理技術研究

【關鍵詞】物聯網；電力工程安全建設；監理技術；傳感器網絡；數據安全

引言

世界正在改變能源的使用方式，數字技術也在快速發展。這些變化讓電力行業有了新的發展機遇。新的信息技術正在與能源系統結合，讓電力工程的安全管理方式開始發生變化。電力工程的安全監理借助物聯網技術，實現了智能化和精準化。物聯網能實時采集數據、快速傳輸信息，還能進行智能分析處理。依靠這些技術，電力工程的安全監理變得更高效和精準，不僅提升了安全保障，還讓整個工程運行更加穩定。如今電力工程越來越復雜，物聯網技術成為安全管理的重要工具，推動電力行業走向更高質量的發展。

一、物聯網技術在電力工程安全建設監理中的應用基礎

（一）物聯網技術概述

物聯網技術通過為各類設備配備傳感器和定位裝置，使其能夠聯網并交換數據，從而實現設備的遠程監控與智能化管理。物聯網系統主要由三部分構成，前端感知設備、中間網絡通道和后端應用平臺。前端感知設備負責采集現場數據，如溫度讀數、設備振動等實時信息；中間網絡通道確保數據的安全可靠傳輸；后端應用平臺則對數據進行分析處理，實現設備的遠程操控、管理流程優化及輔助決策。在電力工程安全建設監理中，傳感器、射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、云計算和大數據分析等技術為工程監理提供了有力支持。傳感器能夠實時監測設備狀態，RFID技術便于設備資產的管理，云計算可高效處理海量數據，大數據分析則可用于故障預測和施工方案優化。這些技術的協同作用，不僅提升了工程建設的質量與效率，還保障了電力系統的安全穩定運行[1]。

（二）電力工程安全建設與物聯網技術的契合點

電力工程安全施工越來越依賴于物聯網技術。它能實時監測設備狀況、跟蹤作業人員動作，并觀察施工環境，從而有效提升安全管理的整體水平。通過高精度傳感器采集設備數據，并運用大數據和人工智能分析，可提前發現潛在故障，確保設備穩定運行。結合視頻監控和定位技術，能即時跟蹤人員操作，保障施工安全規范落實。同時，利用氣象傳感器和地質災害監測設備收集現場環境信息，并配合地理信息系統進行風險評估，可根據實際情況優化施工計劃，提前采取防護措施。同時，可以采用智能預警系統，將可能的風險信息實時發送至管理人員的設備上，讓他們能快速做出反應和決定。平時積累的各種監測數據經過分析，不僅能幫后續工程總結經驗，還能建立全行業的安全資料庫，為電力工程安全標準的更新和完善提供參考。

（三）基于物聯網的電力工程安全建設監理技術架構

基于物聯網的電力工程安全建設監理技術架構，通過底層傳感器與智能設備實時采集環境、設備及人員動態數據，依托有線與無線融合網絡實現安全高效傳輸。數據經清洗整合后存入數據庫，支撐實時監控與風險預警。應用層集成風險分析、施工監控及人員管理三大模塊，運用智能算法分析歷史與實時數據，預測安全隱患并生成最優解決方案。該架構數據流轉順暢，實現電力工程安全監理的智能化管理，有效保障施工安全，提升監管效率[2]。物聯網電力工程安全監理技術架構如圖1所示。

二、基于物聯網的電力工程安全建設監理關鍵技術解析

（一）傳感器網絡技術

傳感器網絡如何運用在電力工程安全監理上，尤其是如何選擇傳感器，重點要考量三個關鍵指標：靈敏度、抗干擾能力、性能是否穩定。在布設策略上，運用網格劃分和動態調整算法，既能保證全面覆蓋，又避免過度冗余?？梢圆捎枚嗵越M織網絡來優化網絡結構，在提高數據傳輸速度的同時增強網絡的穩定性。通過分布式智能算法，使網絡具備自動組織和自我修復能力，遇到故障時可以快速調整恢復。用統計方法校驗數據質量，公式如式（1）所示：

σ= ∑ni=1（xi-μ）2n（1）

其中，σ為標準差，μ為均值，n為樣本數，xi為第i個樣本值。通過計算標準差來評估數據波動，確保監測數據的準確性與可靠性[3]。

（二）數據安全與隱私保護技術

電力系統的數據安全不容忽視，尤其是在物聯網環境下。必須嚴防網絡攻擊、數據泄露和篡改這些現實威脅，仔細評估可能引發的風險?？梢詫⒏呒壖用軜藴蕪娂用芎凸€基礎設施認證體系結合使用，這樣能更好地保護數據傳輸和存儲的安全。用分級權限管理和多重驗證雙重把關，確保只有授權人員才能訪問數據。采用公式（2）建立數據備份與恢復策略：

R=1-（1-p）n（2）

其中，R為數據恢復率，p為單次備份成功率，n為備份次數。

（三）智能預警與應急決策技術

利用大數據和人工智能技術，可以構建智能風險預警平臺。該平臺能夠自動分析海量數據，借助機器學習算法實時識別潛在風險，并及時發出預警信號。通過機器學習技術，系統可分析歷史數據與實時信息，提前發現潛在安全風險。風險閾值可通過公式（3）設定：

Risk=f（W1I1+W2I2+…+WnIn）（3）

其中，Risk代表風險值；I1，I2，…，In代表各預警指標值；W1，W2，…，Wn代表對應指標的權重。采用多因素評分模型綜合計算風險等級，可提前發現并精確定位隱患。在應急決策方面，需充分利用預警信息，并結合多目標優化算法，快速制定科學合理的應急預案。根據事故的具體情況、波及范圍及現有資源，制定最有效的處理方案，并及時通知現場人員迅速行動，以最大限度降低事故風險與損失，從而提升電力工程的安全建設監理水平[4]。

三、基于物聯網的電力工程安全建設監理技術的實踐應用案例分析

（一）案例背景

某新建的220 kV智能變電站工程位于山區，面臨多重挑戰。地形復雜、天氣惡劣，環境風險高；施工區域大，多分區交叉作業，監管困難；高價值精密設備多，安裝要求嚴苛；施工人員超300人，素質參差不齊，人為風險大。傳統監理模式也存在明顯不足。信息靠人工巡檢和上報，實時性差；風險預警缺失，多為事后處置；管理依賴紙質記錄，效率低下；應急響應慢，難以及時定位事故點。因此，亟需引入智能監控技術，實現全天候、全過程、全方位的工程安全監理，確保項目高效優質建設。

（二）物聯網安全監理技術應用情況

為破解傳統監理難題，創新構建基于物聯網的“設備-人員-環境”三位一體智能安全監理系統，通過四層架構實現施工現場精細化管控。感知層部署多元智能終端，在核心設備安裝多參數傳感器實現全生命周期追溯；通過智能穿戴設備和人工智能視頻分析實時監控人員行為；運用微氣象站及地質傳感器動態監測環境風險。網絡層融合5G、遠距離無線電等技術搭建高速傳輸通道，數據中臺實現多源信息融合分析。應用層打造三維可視化電子沙盤，集成智能預警、電子圍欄等功能，形成“監測—預警—處置—反饋”閉環管理，顯著提升安全監管效能。

（三）應用效果

通過物聯網安全監理，防護方式從被動轉為主動，變電站的建設質量和安全性得以提升。設備實現實時監測后，故障提前發現率提高到90%，停工次數減少30%。運維模式已從定期檢修轉變為狀態檢修，更加精準，且響應更快。人員安全方面成效顯著，“三違”行為減少75%，輕傷事故發生率下降40%。借助人員定位系統，應急搜救效率提升10倍，重傷事故實現清零。環境監測系統提前識別3次暴雨滑坡和2次大風風險，成功避險，停工時間減少15天，未對工期造成影響。物聯網技術應用前后關鍵指標對比分析如表1所示。設備可靠性提升、人員安全保障強化與環境適應性增強三者相互促進，形成正向循環，為智能變電站建設提供了可復制的示范案例。

四、基于物聯網的電力工程安全建設監理技術面臨的挑戰與解決對策

（一）技術挑戰和對策

在電力工程安全監理中，物聯網技術的應用仍面臨多方面挑戰：設備技術標準不統一，導致系統集成復雜化；現場數據采集和處理的及時性不足，制約了分析效率；網絡安全風險持續上升，增加了防護壓力[5]。這些問題不僅影響系統穩定運行，還在一定程度上阻礙了智能化管理的深入發展。隨著工程規模擴張和應用場景多樣化，技術與管理的協調難度將更加突出。若缺乏前瞻性規劃與持續優化，可能導致投入產出比下降，甚至引發安全隱患。因此，應從全局出發，構建具備可擴展性和長期適應能力的技術體系。為解決上述問題，項目規劃階段應優先制定統一的技術標準和接口規范。采用標準化通信協議并設置中間件層，實現數據的高效對接，減少后續沖突。優化傳感器網絡布局，結合邊緣計算以提高本地數據處理效率。在安全防護上，應采取多層次策略，應用多種加密手段保護數據，部署防火墻與入侵檢測系統，并定期進行漏洞檢測與修復，不斷增強系統的整體防護能力。

（二）管理與成本挑戰和對策

電力工程安全監理應用物聯網技術后，仍存在兩大難點：一是技術人才招聘與管理難度較大；二是系統建設及維護成本偏高[6]。針對這些問題，可采取多重解決措施。對于人才短缺問題，可以與高校、科研機構合作，通過聯合培養模式定向培育懂多領域的復合型人才。企業內部需建立系統化培訓機制，確保技術人員的專業能力持續提升。同時，應制定具有吸引力的激勵政策，以優厚待遇和廣闊發展空間留住人才。系統建設需精細化規劃，做好成本和效益核算，確保投入產出合理。架構設計應選擇最優方案，設備和技術需結合實際需求，避免不必要的開支。優先采用云服務替代自建機房，減少硬件投入及后期運維成本。為控制長期成本，需同步完善預算管理與審計機制，確保資金使用透明高效。這些措施可充分發揮物聯網技術的效用，提升電力工程安全監理效能，保障項目穩步推進。

結語

應用物聯網技術后，電力工程安全監理實現了智能化與高效化升級，整體管理水平顯著提升。通過智能監測、數據分析和預警系統，可對設備、人員與環境進行實時監控，一旦發現異常便能實時預警，提前攔截安全隱患。該技術架構兼具穩定性與靈活性，關鍵技術的應用既保障了數據安全，也增強了系統可靠性。物聯網的應用，不僅減少了設備故障與安全事故，還使施工方案更加合理，工程進度推進更順利。目前技術上、管理上和成本上仍存在一些難題，但通過統一標準、培養人才及成本管控等措施，這些問題均可逐步解決。未來，物聯網技術在電力工程監理領域的作用將愈發重要，推動整個行業向更智能、更高效的方向發展。

參考文獻：

[1] 謝照軍，王一竹，糜浩榮.基于物聯網技術在電力工程建設中的應用[J].科技視界，2014（10）：86+187.

[2] 張磊.電力工程安全建設監理技術措施[J].數碼設計（上），2021，10（04）：133.

[3] 李雙弛.電力建設工程安全監理存在的問題及解決措施[J].中國新技術新產品，2016（13）：183184.

[4] 賈云博，張永炘，黃偉文，等.基于KanBIM和物聯網的電力工程現場安全行為識別方法研究[J].工程管理學報，2022，36（05）：154158.

[5] 陳府玉，李蘭蘭，丁海濤.無線傳感器網絡在城市內澇監測系統中的應用[J].信息與電腦，2025，37（03）：9094.

[6] 蘇鳳.基于優化蟻群的無線傳感器網絡路由算法研究[J].信息與電腦，2024，36（24）：69.