基于“AI+”的变电站作业人员行为管控设计

汪金礼，杨可军，张帆，王皓，尹涛

摘 要：变电站作业安全管控要求越来越高。围绕全面提升安全生产管控水平，文章创新性地提出了一种基于“AI+”的变电站作业人员行为管控设计，实现人像识别、图像分析、视频监控、门禁车闸、报警、锁控、可视对讲等业务融合贯通，并基于站内全业务一体化数据管控平台实现相关应用，为变电站作业人员行为管控提供高效、可靠方案，多方位打造变电站运检安全智能管控体系。

关键词：人工智能;作业安全;行为管控

1 “AI+”的变电站作业管控

变电站作为电力传输的重要节点，发挥着至关重要的作用。站内设备的日常运维、检修、试验等作业是保障电网正常运行的关键手段，但是通常作业现场都处于高压带电环境，为了保障变电站现场作业人员生命和生产活动的安全，电网企业出台了一系列的安全保障措施。但是，依然有因为作业不规范导致的不安全事件发生，不仅电网生产安全压力大，而且经常给电网公司带来巨大的舆论压力。因此，万无一失、安全生产已经成为企业最重要的诉求之一。近年来，随着国家“大众创新、万众创业”战略及人工智能（Artificial Intelligence，AI）发展规划的实施与落地应用，特别是在2019年国家电网公司创新性地提出“三型两网、世界一流”目标的大环境下，如何充分应用大数据、移动作业、人工智能、“互联网+”等新技术，推动电力系统各环节人机交互、高效协同方面成为当前研究的热点[1]。

围绕全面提升安全生产管控水平，解决现有人盯人、人为主观意愿作为安全防范主要方式的问题，通过“智能+”手段，多方位打造变电站运检安全智能管控体系。本文结合现场运检作业实际情况，创新性地提出基于“AI+”的變电站作业管控应用，实现人像识别、图像分析、视频监控、门禁车闸、报警、锁控、可视对讲等业务融合贯通，并基于站内全业务一体化数据管控平台实现相关应用。

2 方案设计

基于“AI+”的作业管控模块功能提升的目标是实现从出入变电站、接受工作任务到作业现场管控全流程认证自动化识别，在解放人力资源的同时有效提高工作质量，降低误操作风险，夯实运检管理基础，提升智能管控水平，保障生产工作安全，达到运检管理提质增效。基于人脸识别技术手段，精确管控，同时配合作业流程管控功能，保障作业安全，提升工作效率。分级权限、接口开放，不同级别变电站的权限不同，进行分级管理[2]。基于“AI+”的作业管控整体流程如图1所示。

基于“AI+”的作业管控流程分为3层设计：感知与接入、智能主件服务和业务应用。在感知与接入层，解析变电站作业工作票或者操作票流程，结合高清视频、机器人、人脸识别和智能锁控等终端设备，实现数据源端信号和管控方式输入。在智能主件服务层，实现业务所需的人脸识别、文字识别、安全周界、人员定位、安全帽、违章闯入等各类智能分析能力设计，并结合业务流程管控，工作许可、工作违章监管等融合分析应用，支撑业务应用。在应用层通过业务流程管控、作业过程管控、可视化管理及统计分析等功能的实现，充分发挥基于“AI+”的业务应用流程优化，全面助力业务模式和管理模式变革[3]。

图1 基于“AI+”的作业管控整体流程

3 应用分析

3.1 工作许可授权

基于变电站管控系统工作票模块完善升级，实现工作票信息实时录入，工作票内容中作业人员确认、工作时间和工作内容及作业区域/间隔拆分，并与人脸识别、智能锁控、高清视频与机器人、智能分析算法服务等模块关联，自动形成工作票全流程的作业行为管控预案。工作许可授权流程如图2所示。

图2 工作许可授权

3.2 作业安全管控

通过现场许可后，对人员信息、工作票有效时间和工作区域进行现场作业管控。（1）刷脸进入，未授权人员无法进入相关区域工作，通过人脸识别、虚拟视频电子周界识别确认管控。（2）作业人员在指定时间、区域内精准管控。（3）智能锁控，避免运检人员在作业区域内误开机柜。按照上述3点要求，依托变电站智能运检管控系统作业管控模块，提升了作业人员在规定时间到达规定区域安全管控水平，当一切满足条件后，才允许作业区域进入正常作业状态，并且依托算法模块实现作业过程的事前引导、事中预警和事后追溯的全过程管控[4]。作业过程的安全管控过程如图3所示。

图3 现场安全管控

3.3 数据报表填报

数据报表在相关作业数据汇总后，形成数据报表、趋势分析面向管理层，洞察各方面工作情况，输出的报表包括人员到岗情况趋势分析、车辆出入情况趋势分析、运检作业数量趋势分析、设备运维情况趋势分析、违章情况趋势分析、综合工作情况趋势分析[5]。

4 结语

通过基于“AI+”的作业管控整体流程设计创新了变电站人员作业行为管控的方式，本文从设计流程全面概况了站内前端感知手段和作用、智能分析服务组件和业务需求能力，将AI技术应用到变电站工作票/操作票生产作业流程管控中，“AI+”赋能变电站作业行为管控，全过程、全流程安全防护，全面提升了作业安全水平，同时释放人力资源，提升了工作质量和效率。

作者简介：汪金礼（1987— ），男，安徽霍邱人，高级工程师，硕士;研究方向：人工智能应用，设备检修运维。

[参考文献]

[1]彭健.变电站现场风险防范管控措施分析研究[J].设备管理与维修，2018（23）：24-25.

[2]施伟，陈桥.变电站安全管理中习惯性违章的预防措施研究[J].机电信息，2018（33）：169-170.

[3]周兴凤.变电站内作业人员违章行为分析及措施建议[J].贵州电力技术，2017（3）：58-60.

[4]王艺睿.智能变电站检修安全措施辅助决策系统设计[D].成都：四川师范大学，2018.

[5]徐廣源，曾伟华，倪修峰，等.一种无线互联的变电站监护方案设计[J].无线互联科技，2019（13）：11-12.

Design of behavior control for substation operators based on “AI +”

Wang Jinli， Yang Kejun， Zhang Fan， Wang Hao， Yin Tao

（Anhui Nari Jiyuan Electric Power System Tech Co.， Ltd.， Hefei 230088， China）

Abstract：The safety and control requirements for substation operation are getting higher and higher. According to the comprehensive improvement of the safety production and control level， the article innovatively proposes a “AI +”-based management and control design of the operation personnel of the transformer station， realizes the integration of the human figure recognition， the image analysis， the video monitoring， the access control， the alarm， the lock control， the visual intercom and so on， And based on the whole-service integrated data management and control platform in the station， the related application is realized， and a high-efficiency and reliable scheme is provided for the behavior control and control of the operation personnel of the transformer station， and the intelligent control system for the transportation and detection of the transformer station is built in various directions.

Key words：artificial intelligence; safe work; behavior control