电网基建全过程综合数字化管理平台建设

李 冉

（国网伊犁伊河供电有限责任公司，新疆 伊犁哈萨克 835000）

国网基建部印发的《国家电网有限公司关于印发基建全过程综合数字化管理平台建设2020年实施方案的通知》（国家电网基建〔2020〕88 号）文中，明确要求开展依托电力物联网，实施基建全过程综合数字化管理平台的建设。并指出基建项目的现场感知能力仍需提升，工程现场自动感知技术手段单一，各专业功能开发不均衡，终端集成度较低，现场应用便捷性不高等问题。国网公司2021年初下发《2021年基建数字化应用与建设工作方案》（国家电网基建〔2020〕25 号），指出要抓好现场智能感知，全面提升基建现场数据自动采集、状态自动感知水平，实现智能分析，全面提升精益化管控水平。

目前，公司严格遵守国网公司各项规定，管辖范围内110kV 及以上在建变电站均已按要求完成视频监控部署，解决了现场实时监控、规范现场管理的目的，在一定程度上保障了现场人财物的安全。但目前施工现场智能化感知水平较低，已部署的监控摄像机仅有传统的摄像功能，需要专人查看现场监控，人为识别现场人员违章或安全隐患，缺少主动发现违章事件、场景学习、数据整合等智能化功能，不能起到事前预警、事中及时发现的目的，已无法满足现场安全管理需求。基于此，本文设计了一套数字化管理平台方案体系，创新性地提出了应用AI 算法图像识别等新技术手段，实现了现场违章监控自动化，提高了现场智能化水平及实时管控效率，对电网基建智能平台的建设具有很好的借鉴意义。

1 数字化管理平台建设思路分析

目前，施工现场的安全管理主要依赖安全管理人员的监督及现场施工人员的自觉性，缺乏从人员进入工地到作业点施工的全过程智能管理功能。然而，目前基建变电站施工现场人员习惯性违章、安全隐患频发，仅依靠安全员的巡查及传统的视频监控，无法满足全方位安全监管的需要，给现场安全管理带来较大挑战。因此，亟需开展智能识别算法研究，通过对现场视频监控画面的智能识别，主动发现现场人员违章及安全隐患，规范现场人员违章行为及提前发现现场安全隐患，主动识别人员准入情况，通过人脸识别关联人员持特种证情况、人员是否在作业票签字等，严格把控人员准入资质，保证不该出现在现场的人员不出现在现场。本平台建设主要思路如下。

（1）通过在各个变电站原有视频监控基础上后端加装AI 智能识别算法服务器，实现人员违章行为的智能识别与预警，保障现场作业安全；

（2）通过与基建e 安全数据打通，获取人员持证信息、施工作业票信息，并与智能识别算法关联，通过人脸识别自动核验人员准入情况，严格把控现场人员准入，并辅助管理关键人员到岗情况；

（3）通过移动端App，管理人员可在外网环境下，随时随地查看违章情况及预警信息，方便且快捷地对施工现场进行远程监管，方便管理人员在不同场景的管理需求；

（4）通过加装智能工地广播系统，实现与智能监控平台的联动，当有人员违章行为时，自动联动广播喊话，对违章行为进行提醒。

2 数字化管理平台建设方案设计

2.1 系统网络架构设计

系统前端设置多个视频监控传感器和工地广播。视频传感器将采样信息通过交换机存入存储设备，并通过智能模块进行信息解算，若发现违规现象，则通过前端广播进行报警。管理人员可以通过无线基于App 对现场进行监控和管理。本建设方案系统网络整体架构如图1所示。

图1 系统网络架构

2.2 智能AI 识别

在变电站现场部署AI 算法服务器，对接施工现场已安装视频监控设备，采集分析现场摄像机视频流信息，通过算法服务器中已训练完成的算法模型，主动识别视频画面中的人员违章及非法作业等安全隐患，如未佩戴安全帽、未穿戴安全带、吸烟监测、作业票未签字监测、关键人员未在场监测。在发现违章或安全隐患时，通过关联的工地广播自动发出告警，并在手机App 端、Web 端发送告警信息（事件类型、告警设备、抓拍画面等）给安全员，提醒安全管理人员现场正在发生违规或安全隐患事件，及时制止或消除安全违规事件。

算法服务器可根据不同监控设备的不同监控场景，设定需识别的违章及安全隐患类型，并将识别的结果输出至工地管理平台，实现现场事件的自动采集、自动识别、自动告警功能，为现场安全管理提供智能支撑。

智能AI 视频监控系统主要功能包含设备管理、实时预览、智能识别算法设定、录像管理、违章事件查询与统计、关键人员查询统计、特种作业查询统计、系统管理等内容。

（1）违章识别。自动识别现场人员违章行为，包含未佩戴安全帽、未穿戴安全带、吸烟监测等场景，发现违章行为时系统自动告警并抓拍画面。

（2）人员准入识别。与基建e 安全数据库打通，获取人员持证信息、施工作业票信息。通过人脸识别技术，自动关联人员准入情况，辨别人员持特种证情况，辨别人员是否在作业票签字，有效避免不该在现场的人员出现在现场，特种作业人员持证上岗，保障现场作业安全。

（3）关键人员到岗识别。当现场开工作业时，依据施工作业票数据，系统通过前端各个摄像机，自动搜寻、比对关键人员在场信息（需关键人员面向摄像机），在系统设定的监测周期内（如2h）未监测到关键人员，系统自动告警，避免违规作业。

（4）设备管理。支持视频监控系统设备（摄像机、硬盘录像机、编解码、算法服务器）的添加、删除、修改、查看功能，支持通过输入网段批量添加功能。

（5）实时预览。包含视图设置、轮巡设置、云台控制、抓图功能。①视图画面设置。支持设置新的实时监控看板，而不影响原有的实时监控看板，支持“一、四、九”画面切换设置。②轮巡设置。支持在实时监控画面中，设置轮巡播放，可以选择哪些摄像头进行轮巡播放以及轮巡播放的时间间隔和分屏需求，可设置多组轮巡机制。③云台控制。支持控制摄像机云台的上、下、左、右、左上、右上、左下、右下8方位转动，镜头调焦（放大、缩小）、聚焦（光圈大、小调整）；云台转速设置、自动扫描（开、关）；支持一键聚焦、3D 放大、灯光、雨刷、重置等功能。④ 抓图。支持实时预览画面主动抓图功能。

（6）录像管理。支持录像机计划配置、录像下载、录像回放功能。①录像机计划配置：支持调用硬盘录像机录像计划配置同步功能。②录像下载：支持选择时间段下载相应视频文件，本地存储功能。③录像回放：支持按时间段，以正常播放速度，在线查看录像回放，且在录像回放的过程中截图功能。

（7）智能识别算法设定。支持每个摄像机根据不同的需求设定多个智能识别算法（人脸识别、未佩戴安全帽、未穿戴安全带、吸烟监测）。

（8）违章事件查询与统计。支持违章事件按不同时间段查询；支持按“日、周、月”不同周期以折线图形式统计违章事件，并导出相应数据功能。

（9）关键人员查询统计。支持按照工程统计查询各个工程的关键人员履职情况，包括应到岗人数、实际到岗人数、未到岗人数。

（10）特种作业人员统计。支持按照工程统计查询各个工程的特种作业人员入场情况，包括入场特种作业人数、持证人数、未持证人数。

（11）系统管理包括角色管理、字典管理、密码管理。角色管理：通过超级用户授权各级人员权限分配，支持角色添加、角色日常管理（编辑、权限分配、删除操作）、查询；字典管理：系统初始化需配置的必要字典括包工程类型、电压等级、证书名称、项目组织、专业类别。密码管理：支持用户密码修改功能。

2.3 智能工地广播

工地广播是在施工现场四周安装音柱广播，通过与其他子模块建立联动关系，在其他模块发生报警（违章事件、人员闯入预警、关键人员未到场）时，自动播报相应音频，提醒现场人员注意安全。同时，工地广播支持语音喊话，滚动播放安全管理规定，在需要全场播报广播信息时，通过后台话筒，直接播放或喊话，实现信息全场覆盖。主要功能包括设备管理、配置管理、报警管理。

（1）设备管理。支持通过定制开发对接工地广播管理系统，添加广播主机，查看系统运行状态信息（网络通信）。

（2）配置管理。支持广播主机定时播放设定、广播音频文件上传（可滚动播放“十不干”等安全管理规定语音）、报警优先级设置。

（3）报警管理。支持与智能AI 系统联动报警，当有人员违章行为时，自动语音播报，提醒现场人员。

2.4 移动端App

构建移动端App 监管平台，监管人员可在外网环境下，随时随地查看违章情况及预警信息，方便且快捷地对施工现场进行远程监管。当有人员违章行为时，通过短信发送至指定人员。

3 结语

本项目创新性地提出应用AI 算法图像识别等新技术手段，并打通基建e 安全，获取人员持证、施工作业票数据，唤醒工地现场已部署设备的沉睡价值，实现现场违章监控自动化，实现自动采集、自动汇总、自动分析、自动预警，全面提升现场智能化水平及实时管控效率，为践行建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业愿景带来良好示范效应。本项目实施简便，现场环境具备较高的实施可行性，已有监控设备利用率高，能够更好地发挥现有设备应用价值，有效规范现场安全管理，项目可推广至全市乃至全省的110kV 及以上在建、新建变电站施工现场，具备良好的推广价值。