智慧电厂有限空间作业5G智慧应用初步探析

曾新杰

福建晋江天然气发电有限公司 福建 晋江 362200

引言

安全生产一直以来是晋江气电的公司重点，也是发电企业赖以生产发展的基础。晋江气电生产区域大，有限空间作业区域较多，涉及锅炉、凝汽器、储水罐、电缆沟、井等各种区域。由于该类型作业特点特殊，安全的风险一直是安全监管部门头疼的地方。应急管理部调查评估和统计司2020年曾专门下文《关于加强有限空间作业安全风险管控的通知》，公司目前正根据要求不断加强有限空间作业管理。

安全是智能电厂构建的重要部分，也是最能体现大数据、智能化、互联网应用场景结合地方。而5G是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统，也是国家今年推出新基建的重要领域。本论文主要基于5G研究和实践电厂安全的部分经典场景，希望逐步打开智慧电厂的部分应用建设和创新的大门，更好发挥管理和智能集成的效应。

1 需求分析

在电力行业，有限空间监管是公认的普遍存在的难点，晋江气电亦是如此，我们亟须思考和研究在新技术新经济背景下的一些有效办法。难点主要体现在如下两大方面：

（1）有效空间内部结构复杂、环境恶劣，各种危险的情况如有毒气体、含氧量不足普遍存在，时有发生触电情况，对现场的检修人员构成很大的风险和隐患。

（2）有限空间作业检修过程监管是难点，外部监督人员如何实时了解内部工作情况并进行互动，并进行应急性救援准备和施救，是业界普遍头疼的地方[1]。

2 5G+有限空间智能创新应用思考

在国家大力推动5G网络建设之际，笔者主要研究如何结合5G网络技术进行有限空间作业过程辅助智能化应用的融合实现，以降低安全风险。

主要的研究创新如下：

图1 5G+有限空间智能应用示意图

实现步骤如下：

（1）智能安全帽增加监测模块，实时报警，实现巡检人员“生命体征监测”，以保障巡检人员在有限空间内的安全。

（2）技术人员穿戴智能安全帽+AR眼镜进入有限空间，提取现场数据通过5G CPE 设备传输至后台远程，可实现远程专家与现场人员视觉共享，以及信息共享，保证交流的精确性和有效性。

（3）智能安全帽+AR眼镜自动识别设备，通过一体化平台获取数据，叠加在设备上，并给出运行状态数据，故障预防警报提醒；实时记录过程，问责溯源，提高电厂巡检质量与效率。

（4）基于电厂设备数字化与三维建模，大幅提升员工对复杂部件的结构认知与操作规范，从而降低培训成本，提升整体员工素质与工作效率[2]。

3 难点分析

3.1 难点

5G是新课题，既不同于传统应用，又和实际工作有千丝万缕的联系。5G因为涉及新技术、新思路、新方法的运用，将会面临诸多挑战：

（1）新技术的挑战。5G会打破原有的系统集成的方法，利用5G高速、低时延的特点，将很多系统的通道由有线变成无线，对应的设备也会发生变化，设备和系统的兼容性都要慎重考虑，此外是不是应用云计算技术、人工智能技术也要根据实际需要。

（2）场景的选择挑战。对于5G新生事物来说，构建5G的应用一般费用都是不低的，如何选择合适的场景进行试点构建是十分重要的，而不是盲目的大项目一推而上。

3.2 采用基于云的技术架构

整个智慧电厂5G创新应用主要是由“用”“云”“管”“端”四个维度组成。“用”主要是应用侧的系统，比如有限空间应用管理。“云”是云端管理化，通过智慧电厂一体化平台，整合电力需求的所有系统，实现集中管理，统一调度，能节省大量烦琐的重复操作，提高工作效率。“管”主要是通过5G的传输网络，可制定传输专网，通过VPN方式实现内外网穿透，能够保证数据的流通以及安全性。“端”是最前端的设备，通过各种数据采集设备，如传感器，高清摄像机，智能仪表等等智能化设备，把数据采集后上传到一体化平台，电力维护人员只需要远程通过数据判断来实现日常监管。

3.3 5G基站建设

在原有4G基站基础上，加装5G设备设施，同时在化学楼加立天线，实现机组锅炉周边区域，储水箱、储气罐、锅炉、汽包、凝汽器等有限空间内的智能安全帽信号回传。

图2 晋江气电5G基站部署示意

4 结束语

4.1 创新方面

探索5G新技术在企业生产领域的应用和融合，通过有限空间领域应用大胆创新，特别引进智能安全帽集成相关传感技术，能为有限空间工作人员的安全提升保障，降低事故风险。

4.2 价值应用

除了在本文前面提到的一些场景，5G在智能安防的可利用的场景很多，如机器人巡检等。本文希望通过笔者提到的有限空间典型场景和创新应用，启发相关人员的思考，推动信息化建设者更好的企业信息管理和5G结合起来，提升应用的价值和品位，为集团“智慧福能”战略的信息建设贡献更大的力量。