智慧安全管控系统在水电检修行业的应用

董文婷，王 平，邹国武

(中国长江电力股份有限公司，湖北 宜昌 443000)

0 引言

随着我国国民经济发展水平的不断提高,各行业在发展过程中取得了十分优异的成绩,但同时安全生产形势也十分严峻,各类重特大火灾、爆炸、倒塌事故的发生,给人民生命财产造成重大损失,如2013 年山东青岛中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故、2015 年天津港8·12 危化品爆炸特别重大事故、2016 年江西丰城电厂11·24 在建项目冷却塔施工平台坍塌特别重大事故、2019 年江苏响水3·21 危化品爆炸特别重大事故等等。习近平总书记指出：“发展决不能以牺牲人的生命为代价。这必须作为一条不可逾越的红线。”可见安全生产的极其重要性。

在实际施工过程中,受作业人员的安全意识及能力、作业环境、施工工期、人力资源、安全生产投入等因素制约,工程项目安全管理呈现管理难、实施难等特点。根据《中共中央、国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》(中发〔2016〕32号),企业应建立安全科技支撑体系,统筹安全生产科研项目,开展事故预防理论研究和关键技术装备研发,加快成果转化和推广应用。利用物联网、视频监控、虚拟现实、人工智能、大数据分析、云计算等技术,提升现代信息技术与安全生产融合度,加快安全生产信息化建设,实现智慧安全管控。

1 智慧安全管控系统构建

智慧安全管控系统是基于发电企业对安全生产管理的需求,利用高精度定位技术、三维可视化技术、智能信息处理技术等手段开发的安全管控系统。它将发电企业对安全生产管理的技术手段从被动式监控全面升级为主动式监控,实现全自动、全天候覆盖、全目标覆盖的主动式安全控制模式,使作业人员在复杂的机组检修作业环境中也能完成精准的监控、定位和智能提醒。

智慧安全管控系统结构分为三层：中心层、厂站层、现地层。中心层包括数据中心和功能中心。数据中心由数据库服务器组成,数据库服务器提供数据缓存和调用服务。数据中心主要提供智慧安控系统需要的数据存储和调用公司其他信息系统数据的服务。数据存储主要包括三维建模数据、视频监控数据、图像识别数据、人员定位数据、电子地图数据、报警记录数据等。功能中心由功能服务器组成,该层主要提供的功能包括Web 服务、手机APP 服务、三维电子地图的管理、现场人员定位管理、电子围栏管理、图像识别管理、现场照度检测与提醒、现场广播和电子警示牌管理、报警信息管理、人员违章处理管理、外包单位和人员管理,数据通信、短信发送、组织机构和用户管理、信息安全加密等功能。

厂站层主要提供人员定位数据解算引擎、现场视频数据存储、面向多终端的流媒体服务、现场图像预处理和预识别、现场广播和电子警告牌数据输出等功能。现地层主要由室内定位基站、集成在安全帽上的室内定位标签、在检修生产现场临时布置的高清视频监控设备、现场报警灯和广播喇叭、电子警告牌等组成。系统结构如图1 所示。

2 智慧安全管控系统功能应用

智慧安全管控系统主要由人员定位和电子围栏子系统、视频记录和流媒体服务子系统、图像识别子系统、广播和电子警告子系统、手机APP 子系统及外包工程项目管理等模块组成,检修作业全体员工可通过公司统一信息系统接口登录该智慧安全管控系统的PC 端和手机端。

图1 智慧安全管控系统结构

2.1 人员定位和电子围栏子系统

该系统通过在机组检修现场各高程安装的定位基站和集成在现场工作人员安全帽上的定位标签,实现检修现场各高程的人员定位。在实现人员定位的基础上,可在不同高程作业面的三维电子地图上设置电子围栏,设置人员进出权限,有人员违规进入时向广播和电子警告系统发出报警信息,并激活该人员定位标签的提醒功能。另外,在发电机组各高程入口处,使用单台基站实现现场工作人员的身份识别。

2.2 图像识别子系统

通过在机组检修现场各高程安装的高清摄像头,获得机组各高程的高清图像；通过机器视觉处理和人工智能识别,实现对现场出现的不安全孔洞、未佩戴安全帽和吸烟等违章行为进行识别抓拍。识别出孔洞后可自动提醒作业人员添加安全措施。若确认为临时孔洞,可通过人员随身佩戴的定位标签震动及电子警告系统实现人员靠近时智能提醒,以最大限度减少人员高处坠落伤害。通过红外摄像头对现场的照度进行判断,部分区域照明不足可通过自动检测后及时传送给系统平台,提醒检修人员增加光源布设。

2.3 视频记录和流媒体服务子系统

系统可以保存30 天视频监控记录,现场的实时监控记录可以通过专用流媒体服务器,将连续视音频经压缩编码、数据打包后连续实时地传送给接收设备,实现流畅的视频播放,以保证中心层实时查看生产现场全方位作业状况以及某个监控点的历史视频记录。同时,现场视频监控的布设给作业人员以威慑,杜绝了现场人员作业时习惯性违章的侥幸心理。

2.4 广播和电子警告子系统

当系统出现报警信息时,点亮现场的报警灯,通过现场喇叭广播报警信息,并在LED 电子显示屏上显示,激活现场工作人员安全帽上的定位标签的震动功能,通过多重方式向作业人员实施提醒或警告,向相关人员的手机APP 发送报警信息。

2.5 手机APP 子系统

为实现全员监督安全生产的目标,在发电厂检修作业过程中全厂推行“安全隐患随手拍”“安全积分制”等活动,通过手机APP 端实现上传、审核、发布等流程,检修作业人员积分情况统计查阅,报警信息推送及现场信息手机端查阅等功能。

2.6 外包单位安全管理

外包单位安全管理包括外包单位和人员的安全管理,内容包括企业资质、管理人员资质、项目组织机构设置、外包人员合规性检查(年龄、特种作业证有效期、安全教育和考试情况)等。针对外包工程项目人员流动频繁的特点,通过调用电子围栏子系统,实现人员准入制度。通过手机APP 违章随手拍功能(内部员工进行拍摄)及图像识别子模块,对外包单位和外包工进行安全积分管理,通过积分实现对外包单位从准入→服务过程→退出(淘汰)的全过程、多维度、可量化的考评管理。

3 结束语

整个智慧安全管控系统从现场硬件到系统软件的建设,通过试点项目验证,实现了水力发电机组检修作业安全管控智能化,极大地提升了安全管控能力,能够实时掌握试点项目现场实时安全态势,同时也扭转了安全监督的被动局面。通过对孔洞的自动识别,用科技手段为频繁发生的“高处坠落”事故提供了解决方案；外包工程项目管理子模块,融入了施工单位安全积分制、低于阈值清退制度,为外包工程管理这一“痛点”与“难点”提供了“祛痛”的方法。该智慧安全管控系统的初步应用将不断推进“智慧电厂”建设步伐,不断提升安全管控能力,不断创新安全监管模式。