智能化现场作业管控平台的设计与实现

路 辉 ，张建文 ，张 羿

（1.云南电网有限责任公司信息中心，云南昆明 650000；2.云南电网有限责任公司，云南昆明 650000）

0 引言

根据国家安全生产监督管理局2020年3月公布的数据显示，2019年我国共发生电力安全事故54起，造成人员伤亡50多人，其中电网企业的安全事故共18起，造成人员伤亡20余人。接连出现的电力行业安全事故在告诫我们要时刻重视安全生产主体责任的落实[1]。为最大限度地避免出现安全事故，企业方面首先要强化管理，做好安全监督检查工作，其次要紧跟科技发展步伐，注重将智能化管理纳入安全生产管理中[2]。

1 智能化现场作业管控平台设计

1.1 管控平台总体设计要求

智能化现场作业管控平台的设计旨在为确保高标准、高质量、高效率地完成电网建设任务和企业安全生产服务，在此基础上设计“可视化的智能安全现场作业管控平台”[3]。通过这个平台将电力生产过程中的施工计划和移动视频设备绑定，对电力施工作业面的安全质量情况进行实施监督，实行多层级的现场作业管理和可追溯的视频存档服务，为电网工程建设提供完善的智能化现场管控手段[4]。

1.2 平台模块设计及相关技术介绍

1.2.1 系统主要模块技术

“可视化智能安全现场作业管控平台”总体设计分为现场管控主站平台、分控中心、移动客户端应用以及前端移动设备4个模块，平台和所有软件都融合了当前先进的视频人像识别技术功能和算法，可以对现场作业中的违章、违规行为进行自动判定、自动报警和记录，平台根据报警信息形成现场管控日志，对现场作业工程进行全天候监督。

1.2.2 智能化监控技术

现场作业管控平台下设二级监控中心，全天候对所管的现场作业工程进行远程监督，通过远程监管实现对作业现场安全隐患、违章施工作业、质量问题等情况的即时发现及处理。整个系统模块软件构建基于FaceNet、OpenPose、BSN、TSN、MobileNet、SSD、YoloV3等7类网络算法模型库，可以实现对规范化作业、现场基础环境等信息的及时识别[5]。

1.2.3 人员现场作业管控技术

现场作业工作票的自动采集主要借助文本识别技术；现场作业人员全程管控借助人脸识别和签名识别技术，同时根据作业人员现场作业位置，通过自动导航技术来引导作业人员；监控设备内嵌图像识别分析技术，对现场作业人员进行智能化识别、现场风险监测预警，同时现场语音合成技术可将作业方式等实时推送给现场作业人员；人工智能研发技术可及时、全面地分析作业现场视频信息，及时发现现场异常动态，对作业现场进行快速的闭环化管理。

2 智能化现场作业管控平台功能实现

2.1 管理模式

整个管控借助分层管理和多级应用两个模式实现现场作业管控。通过分层管理和多级应用确保各层管理人员可以对现场作业进度、作业风险状况等进行远程实时掌控，尤其是针对电网工程作业过程中的重大风险可以实施全过程监管，最大限度地提升现场安全管控效率。

智能化现场作业管控平台可以详细地显示平台任务总数、报警任务、关注单位和重点关注企业，通过软件过渡可以统计具体的作业任务量、手机视频信息，及时查看违规违章作业情况。该平台借助智能化的信息识别和自动告警等功能实施现场监督，确保现场安全文明施工。

整个平台的首页包含多个功能，例如首页地图、监管任务统计、违章报警信息、现场视频信息、违章提醒等功能，通过首页地图连接能够进入具体的施工现场地图视频界面，在具体的界面地图中可以筛选出不同区域的现场施工、巡检任务；点击任务图标可以预览任意与现场作业相关联的视频端口、单兵设备拍摄的视频内容；借助二维码功能，可以对现场作业监控设备生成独立的二维码标识，然后借助移动作业App软件扫码将监控设备和现场施工作业进行关联操作；移动App所推送的任务与监控设备关联信息可以自动将对应监控设备的视频预览功能直接关联到平台现场作业任务中，将现场作业任务信息添加到视频信息模块。

2.2 分级监控中心

“可视化的智能安全现场作业管控平台”分为两级监控中心，可对当天的施工作业进行现场巡检监控。在监控过程中如果发现施工设备异常、现场不文明施工、无监管人员等情况，监控中心可以通过手动录像、截图等方式记录和统计管理信息。除此之外，该平台可以记录每次监控操作，详细地查看历史监控操作信息。

分级监控指的是指挥中心和各单位分指挥中心之间的两级在线指挥、智能管控。系统会对现场作业任务完成情况、操作数据信息、告警信息等进行统计分析，自动生成当天值班日志。当天的值班日志会记录平台中不同单位的系统登录、操作次数，施工过程中任务监控总数、正常情况数量、异常情况数量等信息。当天工程作业任务所涉及的监控设备会对现场作业情况进行自动视频轮巡，软件应用管理人员可自行设定视频轮巡间隔，或选择重点关注区域、作业任务等进行重点轮巡。

2.3 日常管理应用

可视化智能安全现场作业管控平台在日常应用管理过程中，可对现场作业人员进行定位追踪，智能识别人员的违规违章行为。如果现场作业人员出现违章、违规行为时，系统会自动捕捉其行为，同时录制30～60 s的视频上传到平台管理终端，终端服务器配置有大数据分析服务器，可以对现场作业视频数据、违规违章信息、设备等进行智能诊断分析，根据分析结果归类违章事件，同时还可以根据统计信息分析出现场作业薄弱环节，为安全生产提供风险评估，提升现场作业安全性。

2.4 现场作业全面管控

可视化智能现场作业管控平台基于深度学习算法、图像识别等多项技术打造智能化的现场管控系统，通过事前、事中、事后控制对现场作业全过程进行安全管控。该平台系统借助人工智能识别分析技术，为现场作业环节提供实时可视化、自动巡视、自动轮巡、智能化研判和高效率的现场安全监管。

2.4.1 事前控制

事前控制主要是针对进入现场的施工作业人员进行的。系统借助文本识别技术功能，对作业人员工作票信息进行自动识别，自动采集工作票信息；借助人脸视频信息识别技术，快速验证现场作业人员身份资格；依托签名识别技术来核查、检验关键作业流程签字人签名信息，同时根据人员的角色定位推送安全防范内容和要求；根据现场作业位置信息为作业人员提供自动导航服务。事前控制流程及模块如图1所示。

图1 事前控制流程及模块展示

2.4.2 事中控制

整个平台系统在事中控制过程中涉及的系统模块主要有现场监控、人员管控、违规违章行为监督、现场作业情况安全督查、作业情况安全评价、安全警示等6个模块。

事中控制环节主要是借助平台的图像识别分析算法和现场监控设备，对作业人员现场作业行为实施智能化识别和分析。一方面，可以对作业现场的违章违规行为、作业环境等告警信息进行实时监测和报警，相关负责人能实时获取系统提供的告警信息，然后根据现场作业环境对作业现场安全隐患、风险进行实时预警，及时解决现场作业过程中的无自动监管问题；另一方面，该模块搭载语音合成技术，可以将现场作业违规整改指令通过语音方式及时传达给作业人员，及时有效地解决现场作业交互实时性问题。

2.4.3 事后控制

事后控制主要依托多维度智能化分析模块，按照现场作业规范、作业督查内容等，对作业现场业务数据、视频数据、作业质量进行分析，及时发现现场作业环节中出现的违规违章等信息，然后形成多维度智能分析评估报告，并将报告推送给相关作业人员、督查人员和管理人员。

事后控制就是通过对作业现场视频监控信息的采集整理，借助智能识别功能来分析作业现场的异常信息，自动生成现场作业质量、作业规范、作业违章等分析报告，然后根据不同模块角色设定将其推送给相关人员，及时迅速地完成现场作业闭环管理。

3 结束语

安全无小事，事故猛于虎。面对频发的安全事故，电力行业必须重视安全生产管理，依托现有的技术优势逐步打造适合自己的智能化管控平台，通过构建智能化现场作业管控平台对施工作业现场的人员、设备以及环境进行一体化智能管控，确保电力企业的安全生产和安全管理目标的实现。