揭东智慧化电厂项目智慧维护管理研究

［摘 要］物联网、云计算、大数据技术等先进信息技术的发展，促使传统专职运维模式开始转向线上值守与线下运维有效结合的平台模式，通过智慧安防系统的集成化建设，逐渐实现检修集中、少人值守、及时响应的电厂项目智慧维护管理模式，可更好地保障员工生命和企业财产的安全。

［关键词］电力项目；智慧化；安全生产；维护管理

［中图分类号］TM62 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）04–0181–03

国家电投揭东燃气热电项目厂址位于揭阳市揭东区埔田镇东面的揭东经济开发区新型工业园内，西南向距揭阳市8 km，南距揭阳市揭东区及枫江6 km，东距潮州市20 km，北距梅州市80 km。本期建设容量为2×100 MW级燃气–蒸汽联合循环供热机组（ “一拖一”配置），预留扩建场地，汽轮发电机组采用两台抽凝式机组。当前国家和国家电投集团层面大力推动智慧型企业的建设，顺应电站智慧化的趋势，虽然目前国内智慧电厂建设方案尚无统一标准，但智慧电厂要基于云计算、大数据、物联网、人工智能等技术基础，实现智慧运行、智慧设备管理、智慧安全、智慧决策等智慧应用的建设思路已基本达成一致[1] ；国内燃煤电厂、气电、风电等各类型智慧电厂主流技术方案已成熟；顶层设计，分步实施的实施策略也形成共识[2]。揭东能源项目的控制系统按全厂采用现场总线设计，DCS、现场智能仪表也是按支持现场总线设计，具备了实现智慧电厂的技术支持基础。文章以揭东智慧化电厂项目为例，对智慧安防系统集成建设方案与应用展开研究。

1 智慧安防前端设备系统

智慧安防前端设备包括入侵警报管控系统和人员定位系统，为项目现场5 km的周界提供入侵管控设备，入侵管控设备应可融合视频系统，实现事件联动，并支持本地声光报警和远程报警。同时覆盖厂区重点区域，包括二期锅炉厂房、汽轮机厂房、升压站区域等管控区域在内的人员定位系统，人员定位系统应采用UWB 超宽带技术，实现高精度人员定位，人员定位系统与项目单位三维虚拟电厂系统融合，并提供三维人员定位展现。

1.1 入侵警报管控系统

（1）技术标准。红外对射探测器采用光束遮断方式检测入侵，发射端和接收端之间应形成3 束红外光，形成监控防护区，当有人横跨该区域时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。设备应支持同时遮断3 个光束立即发出报警，若只触发2 个及以下，并持续超过特定时限（时限可设定），系统亦判定为报警。

（2）主要功能。人员通过围墙翻入作业区域时，会立即触发警报，警报通过开关量输出到入侵报警管控报警主机，报警主机可根据预置规则联动相应功能，包括报警信息上传、保安人员提醒、本地声光报警、启用摄像机预置位、启动报警录像等。重点区域信息：在三维虚拟电厂中，通过图形化界面，对电厂重点区域及设备区域（如主变、配电室、检修区域、主要辅机等）进行划分，并生成电子围栏。系统可维护重点区域信息，同时可以录入重大区域及设备控制措施、管理方案、应急预案等证明材料。

（3）监测告警。根据全厂不同区域的安全管理等级，规划设置重点区域，显示重点区域内的人数及停留时间，如人员的数量、权限、停留时间等，当人员超员或停留时间超时系统发出告警信号，避免在特定工作现场人员超员或超时停留可能引发的危险。

（4）告警信息查询。当工作组成员离开指定区域、无关人员进入未授权区域或车辆进入未授权区域时，系统都将进行告警，通过首页的滚动告警消息进行滚动展示，单击滚动信息即可弹出详细的告警信息，包括告警时间、告警内容、告警人员/ 车辆、告警区域等信息[3] ；通过告警人员/ 车辆、区域后的定位按钮，可直接定位到系统的最新位置。

（5）门禁系统联动。管理者通过三维环境呈现就能动态化地掌握布控区域内的人员密度、位置、状态和活动轨迹等。一旦出现任何突发事件，管理人员都能从系统中提取需要的图形和数据，快速了解目标人员的状态信息和位置信息，进而采取对应的措施进行控制，大幅提升调度管理的合理性，实现更高的安全防范力度和处理突发事件的效率，使办公室和场区管理朝着智能化、规范化方向发展。

1.2 人员定位系统

（1）总体概述。人员定位系统采用UWB 定位技术，系统可使管理人员实时掌握各个区域人员或设备的详细信息及数目；系统还能实现自动点算指定区域内人员或设备的数量，对区域内人员进行全程动态监控，记录人员的行进轨迹及停留时间。在遇到突发事件或紧急情况时，可通过实时定位系统迅速定位相关人员或设备的所在位置，从而提高工作效率。

（2）定位管理平台。其是一个定制化的综合性的人员位置呈现和相关服务的软件平台。该平台集监视、跟踪、查询、采集定位信息于一体，功能类似用户的专用地图，可视化界面应用十分方便。该平台可以让企业通过实时定位系统自动监视有标签人员的实时位置，可以明显减少确定人员位置的时间。

（3）系统功能。①通过为生产作业人员配发定位标签实时定位作业人员所在位置，管理人员可以在后台查看不同类型人员的实时位置信息，便于管理人员实时了解整个生产现场的人员实时状态，实现监控、危险区域安全预警、大数据分析等功能，以提高工作人员的工作效率，实现巡检路线的轨迹回放，漏检情况能够及时发现提醒。②系统可维护定位设备的基本信息，包括定位标签唯一标识、使用人、类型、备注等信息，授权用户可以增加、修改和删除及多条件组合查询设备信息。③系统对定位标签单独下发寻呼/越界提醒/ 撤离指令。④标签电量应以百分比形式查看，支持低电量后台告警。⑤系统支持实时定位，以2D/3D 形式呈现，定位刷新率可调节范围为0.1～20 Hz，可以通过后台统一对所有标签刷新率进行调节，也可只对部分标签刷新率进行调节，显示人员姓名、部门等信息。⑥支持对某标签在设定时间段内的活动轨迹进行回放，支持对某选定区域在设定时间段内的所有标签活动轨迹进行回放，支持回放速率调节，支持自动跳过无位置数据时间段，可手动开启，支持轨迹与视频同时回放。⑦对不同标签设置不同电子围栏权限，某标签进入禁入区和危险区等特定区域，后台弹出报警信息并记录，标签通过声音和震动方式告警，支持不同地图设置电子围栏，包含进入、离开、拒绝进入、拒绝离开权限。⑧系统可实时监测基站工作状态，掉线提醒。

2 智慧安防综合管理系统

2.1 智能视频分析系统

（1）分析模块。前端视频分析设备负责实现对视频信号的智能分析，并将相关结果送至管理平台，也可以直接输出报警信号。

（2）智能报警管理平台。中心管理系统负责完成报警规则设置、用户/ 设备管理、告警信息处理、日志管理等工作。

智能视频分析系统以数字化、网络化视频监控为基础，用户可以设置某些特定的规则，系统识别不同的物体，同时识别目标行为是否符合这些规则，一旦发现监控画面中的异常情况，系统能够以最快和最佳的方式发出警报并提供有用信息，从而能够更加有效地协助安全人员处理危机，最大限度地降低误报和漏报现象。

智能视频分析系统由模块化的设计组合而成，整个系统主要由视频源、视频智能处理引擎、管理终端组成。

视频源的主要功能是通过前端摄像机对关键区域实时视频进行采集，通过网络、光纤传回监控中心。

视频智能处理引擎是1 台拥有智能化分析视频功能的服务器，能够根据设备预设的要求，将采集到的视频进行实时性的智能分析，如果收集的视频信息超出了设备内预存的规则，引擎会自动对外发出警告。

目前基于机器视觉技术的智能视频分析系统可以实现以下应用功能：特定区域非法入侵检测、重要装备仓库周边警戒线穿越检测、烟雾检测、火焰检测、徘徊检测、人员聚集检测、逆行检测、遗弃物检测和物体搬移检测、行为异常检测、车辆识别检测、摄像机健康检测和球机跟踪检测。

2.2 显示控制中心系统

（1）指挥中心组成。指挥中心的设计与视频监控的中心设计相仿，一般情况下共用1 套监控中心，其主要由液晶拼接屏、高清解码拼接设备、工作站、应急指挥调度平台等系统组成。

（2）高清解码控制系统平台对所辖装置区实时监控、集中管理。前端系统通过网络摄像机将视频信号压缩编码，压缩码流通过视频网传输到平台，移动客户端和获得授权的办公用户可实时预览监控[4]。要想最大限度地将大屏系统超高分辨率和超高对比度的优势凸显出来，指挥中心可通过网络传输将视频流送至解码器，完成解码处理后统一输出到大屏系统。

（3）在监控中心解码器中选定一个综合性视频平台，该平台在设计上参考高级电信计算架构标准，功能强大，包含视频图像动态分析、数字视频的矩阵切换、资源集中存储和管理、视频剪辑、解码视音频等，是一款具备综合处理功能的电信级视频交换平台，集合了用户权限管理、图像处理、设备维护等功能。

（4）系统功能。整个大屏显示系统的控制单元来源于视频综合平台，该平台不仅同步支持视频输入和输出业务板，还能提供高速网络的接口。前端网络摄像机的模拟视频信号、在线视频数据、其他系统计算机显示信号、远程桌面等，都能在该平台的内部拼接控制功能影响下全部实现，充分发挥视频综合平台高效的数据处理能力，完成图像拼接与漫游[5]。视频综合平台能提供不同类别的高清数字输出接口，主要有DVI 和HDMI，与大屏拼接显示系统建立有效连接，同步高清地输出视频信号。

（5）系统对接设计。显示控制中心平台的主要优势是对接能力高效且精准，通过简便操作就能无缝对接于其他业务平台。平台对外提供符合功能需求的Web Service 接口，提供给其他系统实现视频监控，对客户而言也能直接将视频监控集成到自己系统里，实施统一化管理。

3 智慧安防管控软件

（1）智慧安防综合管理一体化平台。平台应可统一管理项目现场的门禁系统、人员定位系统、视频分析系统、显示控制系统，并立足于统一的技术栈、接入方式和数据标准规划平台建设。平台应提供组织机构、岗位、角色、权限、日志等功能，支持在甲方云平台上以虚拟机、容器等方式布署[6]。平台应具备统计、分析、报警等功能，并支持移动互联网应用。由于本项目中包含了诸多软件接口，一体化平台应可对接口进行管理、诊断和维护，为实现多源异构数据交互提供坚实的技术基础。

（2）智能生产过程管控。根据揭东智慧电厂建设的整体规划，智慧安防系统需与两票系统深度融合，实现生产作业全过程的智慧安全管理，提供三维平台、人员定位系统、视频监控系统、智能行为分析、门禁系统的功能支持和接口集成联调，实现以下功能要求：根据项目实际情况、用户要求和本系统功能需要，开发移动App，重点在数据查询、审批流程方面提供服务。支持离线应用模式，移动App 应具备在安卓环境和IOS 环境运行的能力，并支持移动客户端操作系统的最新版本更新提醒，具体应包括风险分级管控、隐患现场录入、隐患现场取证、隐患档案、违章录入等功能。

4 结束语

智慧电力项目的智能化维护与管理对保障电力项目安全性与可靠性具有重要意义。但在未来的应用过程中，会面临数据安全、技术兼容性等问题，所以要在现有的基础上强化数据安全和隐私保护机制建设，在统一化的要求下制订技术标准与相关协议，提升电力项目智能化维护管理水平。

参考文献

[1] 李峰，施高峰. 电厂氨区智慧化管理平台系统设计[J]. 自动化应用，2020（12）：153-154，157.

[2] 朱金庆. 智慧电厂下的数据网络安全体系研究[J]. 数码设计（上），2020，9（2）：23-24.

[3] 李德利，任亚群，杨丹. 电力设计企业EPC 项目智慧安监设计与实践[J]. 智能建筑与智慧城市，2023（5）：111-113.

[4] 戎毅成，谭鑫，高瑾，等. 基于物联网的电网施工智慧工地数字化管理平台建设[J]. 山东电力技术，2023，50（4）：22-27.

[5] 徐皓，林妮娜. 国网江苏电力项目管理智能化建设实践[J].财务与会计，2022（15）：67-68.

[6] 曹娟娟，李新军. 钢铁行业电力系统智慧化运维与管理研究分析[J]. 山西冶金，2023，46（5）：99-101.