5G+智慧电力安全服务管理系统设计

邓启兵，赵 勇，许历灵，吴章玮，余江山

（国网安徽省电力有限公司金寨县供电公司，安徽 六安 237300）

电力现场施工人员多，作业点分布广，作业点分散，作业危险程度高，安全管理人员数量跟作业点数量无法匹配，无法对作业人员和作业现场实时监管，不能及时规避相关风险，存在一定的安全管理漏洞和风险[1]。

1 智能型电力安全服务管理的重要性

传统企业的生产运行管理面临着管控难、溯源难、效率低等问题，信息技术的发展使得安全生产运行逐步由传统管理向智能化转型，解决传统管理方式的局限性。在2018年底召开的中央经济工作会议上就明确了5G、人工智能、工业互联网、物联网等“新型基础设施建设”的定位。结合上述情况，本文提出一种构想设计，可协助企业提高生产运行效率，加速实现企业由传统管理向智能化转型，落实中央提出的“新基建”指示的部分目标。

2 5G+智慧电力安全服务管理系统建设方案

2.1 系统概述

5G+智慧电力安全服务管理系统的构成及各子系统的功能如下：

5G+本地服务通信交互平台。通过融合5G、呼叫中心和语音AI算法的能力，搭载在适应方言的语言识别系统上，将通话转换成简易工单，并将通话录音与工单打包发送给供电所端或移动端，实现语音—工单—工作人员的快速响应。

5G+电力“单兵”抢修系统。通过融合5G大带宽和智能摄像头的功能，实现音频同步回传，实时监控抢修人员的抢修过程，纠正违章行为。

智能三维现场安全行为检测辅助系统（集成在5G+电力“单兵”抢修系统中）。通过检测抢修人员所属安全工器具的在线情况，判断其是否正确佩戴安全帽、工作服等，实现实时监控、实时配比、实时提醒等功能。

2.2 5G+智慧电力安全服务管理系统各单元功能

2.2.1 5G+本地服务通信交互平台

5G+本地服务通信交互平台主要包括平台层、网络层、设备层，如图1所示。

图1 5G+本地服务通信交互平台

平台层主要指5G智能组网综合管理系统，平台基于通用的X86硬件平台，内置5G模组、GPU等模块，上层部署5G智能组网软件系统，为用户提供5G无线网络与企业已有网络的互通和统一管理，实现数据不出厂、可视化运维、网络自监控等功能，在本方案中主要用于搭建本地服务通信交互平台，兼实时内外网穿透功能，实现数据不上公网，保护数据安全。

网络层主要基于本地建设的5G网络，基于5G的低时延、大连接、大带宽等能力实现语音数据、文字数据的采集和传输。

设备层是指所有的终端设备，例如IP电话、交换机、5G智能一体机、配电设施等设备。

2.2.2 5G+电力“单兵”抢修系统

5G+电力“单兵”抢修系统主要包括综合管理平台、核心服务器、前端接入系统，如图2所示。

图2 5G+电力“单兵”抢修系统

系统的核心是综合管理平台，部署在综合管理中心，通过SDK开发包与用户已有的业务子系统及其他第三方软件管理平台进行数据对接，实现统一调度、联动控制负责业务系统的统一接入与集中管理、整合联动。同时提供管理坐席为用户提供统一的登录、操作以及管理界面，可供用户同时观看现场视频、人员位置地图、系统状态主界面，同时基于实际情况，可部署不同数量的客户端。

核心服务器包括综合管理服务器和存储管理服务器，实现前端设备的融合通信和应急指挥。

前端接入系统主要接入前端移动作业人员佩戴的智能安全帽和手机App、登高伴侣等，可实现管理人员与现场作业人员实时通信，实现现场人员实时定位、音视频回传等功能。

2.2.3 智能三维现场安全行为检测辅助系统

该系统利用蓝牙技术或RFID射频识别技术，在安全帽、绝缘手套，绝缘靴（鞋）、验电器、脚扣上安装部署蓝牙或RFID标签，可对装备进行检测感知，当现场缺少一件装备时，发出报警，并由智能安全帽将信息回传至5G+电力“单兵”抢修系统的综合管理平台。

3 5G+智慧电力安全服务管理系统部署方案

3.1 5G+本地服务通信交互平台系统部署方案

3.1.1 适用性

当企业呼叫中心规模坐席数量达到一定规模（一般10坐席起），对通话质量和系统稳定性要求较高，或者对语音数据安全性有一定要求，希望录音能存储在本地并能保证较长的存储时间，以上种种条件下，数字中继混合云方案效果较好。

混合云因为话务走本地局域网，不依赖互联网络，所以语音质量不受企业外网带宽的稳定性限制，语音质量较公有云有很大提升。

企业的网络工程师可以通过5G智能组网系统，配合运维工程师现场实施并有能力组建企业自己的局域网络；系统出现故障可以配合技术人员定位问题（判断是物理线路、设备物理宕机还是本地网络问题）。

3.1.2 扩展性

混合云本地首次投放硬件设备视企业现有坐席和通话量大小决定。

通信服务器（或工控机）最低配可支持120左右坐席量规模、120路并发通话（4根E1数字中继），超过容量可为企业升级服务器设备（高配服务器）或服务器堆叠来提高性能解决企业大规模扩容的问题。

语音网关根据坐席使用量来采购型号，分为4口、8口、16口、48口、96口等，前期可按照现有坐席采购，后期扩容坐席再横向扩容语音网关即可。

3.1.3 架构原理

混合云本地放置通信服务器（或工控机）并拉数字中继线路，在部署方式上，模块如下分布：

企业本地模块。TG（中继网关或板卡）CTI、IVR、ACD、录音、AG（语音网关）、话务盒，即话务功能基本都集成在本地通信服务器和接听设备中。

云端的模块。数据库（保存通话记录和账户信息-可限制不上传）、应用管理及配置（可限制访问）、远程监控和计费（可限制访问）。

3.2 5G+电力“单兵”抢修系统部署方案

3.2.1 综合管理中心部署

综合管理中心部署管理坐席，实现接听报修等功能。运行人员的安排、调度，实现人员的位置显示、处置过程中的沟通协调、指挥调度、现场的视频回传功能。

管理坐席高度集成了管理终端、专业对讲手柄等设备，可与综合管理中心部署的显示设备、音响设备、中央控制设备等完美结合，轻松实现专业的指挥调度操作。

综合管理中心对日常安全生产管理、应急处置工作和人员资源信息实现全面的管控，将工作实现规范化、实时化、可视化；实现整个管理过程的可控、可视和可溯，使得综合管理中心成为系统的核心和大脑，实现人员扁平化通信和可视化指挥。

3.2.2 机房部署

机房部署综合管理服务器、存储管理服务器，来实现前端设备的融合通信和应急指挥。

综合管理服务器：能够实现相关部门与现场人员语音、视频、数据的双向可视化交互，实现高效远程决策、实时调度和应急处置，轻松完成各种语音、视频调度。

存储管理服务器：实现各类存储多媒体文件的存储、查询、下载和播放功能。鉴于用户业务对存储的容量、安全性、可靠性要求都很高，采取将存储系统部署在管理中心集中管理，防止非法删除录像资料。

3.2.3 前端设备部署

3.2.3.1 智能安全帽

智能安全帽解决了前端作业人员在日常作业的同时实现现场情况的实时上报、与同事/领导高效沟通的重要问题，真正意义上的解放双手。可以实现高清视频采集、语音通讯对讲、无线传输、本地存储等功能[2]。

3.2.3.2 智能手机App

智能手机App软件可以安装在各管理人员的Android智能手机上，实现管理人员通过移动终端、智能手机等设备对现场移动人员进行远程监管，实时随时随地接收现场音视频、位置信息、远程呼救信息等，同时可将现场的实时情况及时上报上级指挥中心，真正实现移动办公功能。

3.2.3.3 蓝牙beacon信标

在厂区受控区域门口或各巡检点处，分别部署一定数量的蓝牙beacon定位信标，可实现人员靠近，联动智能安全帽进行语音播报。

监管人员可提前预设每个蓝牙beacon信标的安全警示语，当作业人员靠近该危险区域时，自动播报安全警示语。同时系统还可将该报警信息直接发送给相关管理人员，保障现场安全作业，减少安全事故的发生。

3.2.3.4 网络传输

前端智能设备（如智能安全帽、移动终端等）支持Wi-Fi和5G网络。佩戴智能安全帽的现场移动人员采集的音视频、位置信息等数据可通过Wi-Fi/5G回传至后台指挥中心。

4 5G智能组网系统方案

5G智能组网系统能够实现5G无线网络与企业已有网络的互通与统一管理,助力提升行业数字化组网和智慧化网络管理运维能力，主要分为5G专网系统和内外网穿透系统。

5G专网系统。分为底层的工业5G专网智能一体机和上层应用系统，主要提供5G网络与已有网络的融合组网能力；为用户提供切片管理、卡号管理、地址转换、带宽管理、路由控制、访问权限、网络需求管理、QoS调整、监控管理等功能。

内外网穿透系统。基于5G+工业互联网涉及的跨区域、实时的内外网穿透系统，通过建立专用的隧道，并对传输的数据进行加密及校验处理，为工业客户提供安全、可靠的内外网穿透服务。

5 结束语

本文是基于某供电公司现状设计的，通过电力“单兵”抢修系统、本地服务通信交互平台、智能三维现场安全行为检测的辅助系统、5G智能组网系统“四合一”等技术的应用探索，提升电网管理业务的就地消纳能力和运维管理能力。本方案具有广阔市场前景，可带来较大经济效益和社会效益[3]。