智慧电厂智能安全管控的思路及解决方案

智慧电厂最终目的是更安全更高效，更环保，更节能，以及承担更多系统责任，安全是重中之重。人的不安全行为的解决方案，从技术角度来说，最关键技术是无线定位以及三维的管理者。

——珠海优特电力科技股份有限公司产品总监虞晨曦

为快速适应新形势下发展要求，精准把握行业发展趋势，引领行业方向，促进新技术、新成果和新产品在智慧电厂领域的转化应用，华北电力大学技术转移转化中心与上海电力大学技术转移中心、中国华电集团有限公司生产技术部、中关村华电能源电力产业联盟等单位于2020年9月27-28日在上海联合举办“2020年智慧电厂论坛（第一期）”。北极星电力网、北极星电力APP对会议进行全程直播。

珠海优特电力科技股份有限公司产品总监虞晨曦作题为《智慧电厂智能安全管控的思路及解决方案》的演讲。

以下为发言实录：

虞晨曦：各位领导各位专家大家上午好！

首先介绍一下公司。珠海优特创建于1985年，员工1500多人，专利500多项，包括国际专利和七十多项发明专利，并且获得多项国际先进领先和国内领先的关键技术成果。

公司产品在全国四万多所发电厂和变电站得到广泛应用，也参与国家的一些重点工程，包括北京奥运，上海世博等，并加快走出去的步伐。

我们合作伙伴和客户主要是电力行业，石化行业以及轨道交通，其中尤其是电力行业应用最为广泛，包括五大发电集团，南网国网都是我们客户。产品广泛应用与火风核水光。智慧电厂安全管控建设思路，通俗来说这套系统是如何思考的，第二部分解决方案，这套系统是如何做的第三系统应用，这套系统应用效果怎么样。

刚才的专家已经探讨过什么是智慧电厂就不过多说，我说一下自己的理解，智慧电厂基于技术，通过技术手段解决电厂实际业务过程当中发现的问题，这个是智慧电厂建设的思路。

智慧电厂最终目的是更安全更高效，更环保，更节能，以及承担更多系统责任，安全是重中之重。

关于安全是这么说。糟糕的事情不管概率多小总会发生，这是墨菲定律，比墨菲定律更加沮丧的是这个，被大概率发生的事情一直在重复发生。我们电力行业有没有关于安全做一些事情呢？答案是肯定的做了，比如说员工的，比如说我们做了很多，包括国标行标，包括管理规定安全管理方法等等，做了效果怎么样。效果不错，这个阶段管理流程是很完善但事故是有发生。

事故发生在生产过程当中且多数跟人相关，那么既然说通过管理手段培训制度等在这个情况有事故发生进行下一步思考是不是可以通过技术手段进一步努力，我们可以看到通过技术手段将红绿灯转化成高架桥就很难犯错，所以结论是通过技术手段提高本质安全程度使人无法犯罪是很好的一个思路，我们知道打算用技术手段管理安全，我们从哪里入手是从冰山上露在水面上安全事故本身，还是水面下的成因呢？我们可以看到是环境不安全因素，不安全状态出发。

总结一下刚才说安全很重要，我们制定的法律法规从人、设备、环境各个方面进行管控，提高安全。但是势必会发生，所以我们需要建立一套针对性的管控平台，管控平台具有预防特色，从事故根源，风险出发建立安全屏障，提高电厂安全生产防止事故发生。

继而我们打算建设一套平台，那必然需要有原则遵循，从五个原则展开来说，第一个刚才说的，我们最终更安全更可靠，没有哪两个电厂需求是一样，所以需要结合电厂实际的需求，选用合适的先进的技术，包括3D，AI，还有最终是基于电厂的实际的业务开展包括人员管控，作业管控，搭建平台，还有在电厂过去的生产过程当中有很多资料，包括数据管理经验等等充分应用，包括之前有一些硬件，包括服务器工作站还有网络设备。

这是平台思路，刚才说从事故源头风险开始，识别到风险开始制定措施这个制定措施，然后下面是过程控制，这两个是特点，还有我们产品里面一会儿会强调，还有整改完善提高，整个过程是通用过程PDCA在这个基础上面，刚才所说的制度人员培训管理这些是人防的手段，在人防的手段上面加以技术防范手段还有物防手段，加以屏障手段来打造智能安全智能管控系统，智能安全管控系统搭建八个子系统模块安全检测设备管理，作业管理等等。

这是系统架构分两个部分第一是电厂技术架构，第二个是电厂分公司和我们集团公司三层架构现在先看电厂架构电厂架构有四个组成，四个主要是前端设备，边缘计算以及数据接口还有下面是网络层网络层是要考虑安全，在安全前提下保证数据稳定，高效传输。第三平台层融合贯通，且资源开放共享，对下感知对上应用层进行支撑，上面应用层就不支撑，根据现场实际业务展开应用。这是一个集团技术架构通过云技术通过对分公司需求进行满足的。

系统部署架构，我们这个系统里面还有什么东西？会有什么样部署原则，这里面一部分是前主要是帮助在操纵当中防止误操作，工作人员前端的部署还有下面是设备状态检测还有环境检测，还有人员定位还有视频监控，下面是网络层，网络层设备一般来说分两类，第一类是接入层，第二个是汇聚层，第一层会更靠近前端，第二个一般会在机房或者疾控中心等，中间根据距离通过有线或者光线方式介入，最后是控制中心，像这些业务模块的话会部署在我们业务开展的地方，像服务器，软件硬件的话一般会部署在机房，下面是液晶拼接屏对这些做一个较好的呈现。

在知道我们关于安全管控怎么思考基础上面，我们来看安全管控是怎么做？因为我们实践比较多，这四个方面比较有特色就从这四个方面分享一下，第一人员管控，我们所有都是会有人员展开。

人员管控，我们关注的是什么？我们关注事件成因就是风险，我们知道一个人在睡觉的时候面临的风险和工作当中面临风险是不一样，为了知道它有什么风险要进行逐步分析，知道什么时候？这个人在工作时间还是什么时间，还有位置，位置也很重要是在位置，还有工作层，什么人员。还有人员，你是过来工作操作等等，这是你应该待的呢？如果是那是可以，有一些固定风险，如果不是有一些额外风险，可能到更危险的一些地方。

下面对风险进行分析最后在整个作业过程当中基于人员定位，文件等技术手段追溯到运动规矩。还有举例我们是如何做的，这是一个工作人员他接到一个工作任务，他到安全管控平台，开工作票，或者工作票信息，这个时候系统会自动关联我将要作业的区域，然后激活相应的机房，人员定位，视频监控，视频分析，区域电子围栏，运行人员获得了工作票信息，到了作业现场，管警示牌，检修隔离避所，把工作区域交给工作负责人，交给工作人员进行作业，施工人员开了小差离开的工作区域，识别有人跨越边界走出去，还有就是高监控发现施工人员跑出去，给系统发报警信息。系统报警信息告诉施工人员告诉的方式有很多，包括语音提示，包括智能安全帽上面的分明包括振动等等。到安全人员那里告状，还有回到了他的作业里面去，因为接了报警，这后面还有因为动画比较长，整个流程是这样流程。

整个管控流程，全方面保证安全这上面是部分并不是全面，全过程从开票，还有整个作业过程，以及后面的接票整个过程闭环管理，整个过程对多角色进行管理，可以把这些信息推送给领导。

主动安全，这里面所有的识别到的，我们尽量选用技术手段，由系统自动出发，而不是当这个人跑到这里打了一个盹儿才回来那种响应太慢。

这里抽一个场景来演示一下。这个就是工作人员这个是他将要去工作区域，现在右上角是绿色的，然后它走到了一个错误间隔，这里面就产生黄色预警信号，是黄色预警信号，这里是没有播放声音，实际上在这个位置是安装的一个音箱，实际上是有提示因为刚才识别这个人在这个位置，会提醒某某人员已经进入非工作区域，请回到工作区域。

人的不安全行为的解决方案，从技术角度来说，最关键三项技术。

第一是无线定位，既然已经知道这个人去哪里作业，我需要知道它现在在什么位置，有没有去工作位置？有没有去错误位置。

第二是三维的管理者，对我们来说没有三维记住很难知道这个人动作是否规范，有一些音箱还有传感帽，通过这些来把通讯建立起来，通过这些可以跟门禁结合来控制，这个人只能去要作业的区域，可以通过人脸识别，指纹识别身份，可以通过安全帽识别语音对讲还有通讯下发。

还有这个是人员工作背景，刚才说这个区域有九个人这是三个人员，可以从其他一些维度察看比如说这个按照作业单位显示，还有作业任务巡检任务可以知道相关这个人在作业在这个区域，人员性质，外栏人员，区域报警，刚才说了就不展开，综合应用这几个主流技术定位，三维，虚拟，可视化，AI，门禁，物联网，这些技术的应用必然要回到业务上面为业务服务才是这个技术的价值而不是技术的本身。

有一组数据2016年电力行业总共发生56件事故，造成178个人死亡其中有70%以上是由外包工程导致的，所以我们认为三外管理是人员管控的重中之重，一般通过五个步骤来管理三外人员，第一资质审查包括人员包括升外，对资质进行拍照采集，他进入电厂，在进入电厂知道需要经过多长时间培训，培训完经过考试，再按照电厂管理派发准入证，我想大家都碰到过一个单位有三个人，三个人被另外一个工程占用，另外一个人冒名顶替实际上很糟糕很危险，所以通过人脸识别，身份识别知道这个人不是毛冒名顶替然后进入现场！进入现场多种管控技术，智能分析技术，还有等一会儿还会讲一些我们特有的专用的技术帮助人员作业过程当中实现安全，并通过APP辅助我们按揭人员，来察看现场是什么样工作性质，有多少人要落实多少安措，安措落实没有，要进行评价，可以对企业可以对个人。

下面我们看一下3D的一个培训。首先看一下正确的操作，这是正确的挂接地线，这是错的操作，挂接地线，造成重大安全事故。可以看到基于3D安全监督和安全培训，刚才可以看到，这个模拟预演操作过程可以是正确操作过程也可以是错误的操作过程，这个过程3D培训场景这是错误的操作这是正确措施，也可以进行一个事故演练，虚拟一个当火灾发生如果没有干预是什么状态，如果干预又是什么状态在这个上面可以培训考试，培训考试也可以为现场本身员工服务也可以为三外人员服务，通过电子试卷方式也可以基于这种实景的操作。

了解完人员管控我们了解作业管控怎么做，作业管控一般基于两票三制保障电力的安全，我们电力管控也按照这些展开，包括一些什么内容工作主线包括电子工作票，保证工作票完备，还有隔离闭锁保障里面没有能源源，输入，还有智能辅助管理工器具，还有操作票，保障操作前操作中操作后的安全，智能电线，压板还有验电防误一体化，从名字可以看出来。还有三制，分是这么分，是工作票和三制交织在一起的，可以看到电厂现有的一些设施或者是通用的一些技术，视频监控，以及视频分析还有无线定位，还有虚拟电子围栏还有智能所控还有3D模型进入一个察看记录等等。这里面一个视频，我们看一下。这个区域是检修区域，基于视频智能分析的作业过程风险预警，这个人刚才闪烁的时候是报警，绿色是消警。可以看到把帽子摘下来以后，这个一直在刷新，红绿在切换，实际上可以看到整个动画里面可以通知这个人也会通知按揭人员，通知相关的检排人员。

还有视频智能分析，是对人员行为的分析还有也可以对设备异常的分析，包括跑，冒等等，还有环境异常比如说环境，下雨，雾等等，还有下面是一些应用案例，开关识别，人员违章识别，还有表计识别。

我们一直强调整个过程是闭环而且是全方位下面可以看一下是怎么一个闭环法或者怎么全方位法？工作票阶段，通过电子工作票，保证操作性，完备性，还有自动关联下面是有一个区域，我会自动识别到这种工作类型里面，会有哪些固定的风险，会有哪些动态风险，关联完了以后，保证工作票的权限通过人脸识别或者指纹识别，还有就是操作过程当中保证误操作，通过强制手段实现还有这个作业范围控制，保证这个人只出现这个作业范围到其他是没有办法进行操作。还有就是操作过程只去操作的位置工器具管理还有智能地线，还有在线防误系统，展开一下有一次还有二次，一次是断炉器，跳闸，还有二次是压版线防误，因为有一些无人值守这些是伪命题，还有压板，使得远程操作覆盖范围更广，下面是操作设备识别等等。

安措落实实际上分为两类，第一类隔离闭锁，实际上就是一个标准误防还有加防手段，会这个方面设立避锁装置，让人输送高能量源是做不到的，安措照片回传是用户的需求，我已经安措但是不一定市市区现场看保障安措传播回来的，这是一个闭环管理。其实动画最多是检修就不展开了。安全交底，还有作业知识库等等。

下面是工作终结，检修交底，还有安措接触，回归工器具，整个过程是闭环，每一个阶段会自动识别风险所在，用技术的手段来帮助我们保障安全。

抽取一些己技防手段来管控一下，主要通过运行作业安全管理，还有智能地线，还有智能压板包括安全。里面举例子，我们认为带电不能打开柜门是显而易见，但是实际上这种事情是经常发生通过检查是没有办法打开柜门通过这种防止事件发生，还有智能安检管控，保证是健康，还有就是谁取，什么时候取得等等，智能地线通过物联网技术实现对地线管理，保证不会漏挂漏拆，错挂错拆，这也有一些事故发生也是技术手段。还有刚才说检修电子围栏可以通过虚拟还有虚拟屏障，实现什么效果？实现工作人员只会在检修区域，除了检修区域长时间停留外面我会报警，也不允许非工作票范围内人员进入到这个区域也会进行报警，还有检修作业安全管控，在检修过程当中，通过闭锁设立这个是安全，还有高压高温是没有办法输入，这个权限掌握在检修人员手里，保证这个时间这个作业是安全的。还有智能压板跟智能地线有相似，通过这个操作压板的声光辅助，什么叫声光辅助，操作的时候上面是一个小绿灯，我可以顺着小绿灯操作，这个操作是我们计划操作的内容不会犯错，错误了以后可以报警。

下面是标准化作业，标准化作业实际上是APP在应用里面的缩影，把标准化作业介绍一下，标准化作业是刚才电厂生产过程当中，很多宝贵的资产，宝贵的资产我们可以通过把这个标准化APP加入到APP应用里面，保证不同的人基于同样的作业流程，在不同，相同的地方对相同设备会得到相同结果，而且整个过程是安全的。

了解了作业管控，我们分享风险预控是怎么做的？这是风险预控的全过程，风险预控是实际上这里面业务活动的定位还有危险辨识还有风险评估已经标准化了，我强调两点。第一作业过程控制，第二是潜入及第一作业控制实际上识别风险以后，是会关联到作业很多前端设备各技术手段，通过实际技术手段来帮助作业过程当中是安全的，而不是仅仅是停留在纸面或者电子化的东西，这是第一个。

第二个为什么要强调两票三制业务呢？实际上我们把这些特定风险跟我两票三制已经绑定了，里面有一些历史票，典型票，这里面实际上在以前操作是固化，可以跟风险相关联，还有我们会解释动态风险怎么做，在这个基础上面，作业基础过程当中，是处于什么风险等级，并通过移动终端配送给相应人包括按揭人员等等。

这是一个工作原理，风险知识库是现有，结合到现场实际开展的业务，在工作票操作票里面，让风险措施完备且落实，刚才我们可以看到有一部分是自动落实的，还有一部分是我们运行人员落实安措，刚才说有动态风险，动态风险是什么有设备不符合状态，还有是一个经验缺乏人，那样基于动态风险，基于预控措施，比如说预控措施有什么？增加设备巡检频次还有对工作人员进行额外多一次的培训。

作业过程是如何预控，可以说一下，我们知道这个人将在什么环境下面，对于什么一个设备进行什么样的业务操作，我们通过风险预控模型，以及算法来调用到我们相应技术手段和措施，进行落实，我们在整个过程当中通过移动视频，固定视频，视频智能分析，视频联动以及APP辅助整个过程，让整个过程听得见，看得见。

下面是移动应用。这是一些部分信息发布生产信息发布，预警信息发布，事故信息发布，应急信息发布，还有工作审批，工作票审批定期工作票什么，还有一个监督管理主要是为我们工作人员提供的，察看危险点还有观向。还有就是有要坐班车上车，就会坐下上车拿出手机看一下有没有什么情况发生，有情况把任务稍微进行调整。

还有下面看系统用的怎么样，第一个我们实现安全生产作业过程管控，就刚才我说整个过程，我是管控到的，是用技术手段嵌入在作业过程里面。还有第二个强制性是具备物防手段来进行预防强制性，还有统一视频分析，还有通过3D定位进行全景化模式及还有进行标准化管理，整个过程我要演什么什么，是自对触发并有闭环管理，实现整个人风险预警以及作业任务的风险预警。

看几个案例，这个是我们的水电案例，一个33万千瓦的大型水利工程应用，通过产品把操作可靠性提高到99%以上这个项目也被中央电视台报道过。

这是火电应用案例这里面通过我们地线管理，隔离闭锁，防误操作，还智能压板管理全面管理，体现管理全面性。

这是风电厂管理，统一3D建模人员定位实现了作业管理过程当中人员风险预警。

这是光伏应用实现传出适配器还有形成强制闭锁保证安全。谢谢大家。

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