智能“两票”系统在数字电厂中的应用

王胜中

（中国华电集团有限公司浙江公司，杭州 310021）

“两票”制度即工作票和操作票，是电力企业能够安全生产的重要保障制度，可以有效地降低误操作率，保障广大电力工人的人身安全。电站要检修设备一般分为需要下电和不需要下电2 种情况，从而导致需要电气一种工作票和电气二种工作票。

但在具体“两票”实施过程中，仍然具有很大的问题。在操作票的具体执行过程中，存在填写不规范问题，例如字迹不清晰，签名盖章及作废不合规矩，代签、漏签及盖错章的情况时有发生，同时存在因自以为操作熟悉而逃避办理操作票，以至于私自操作。而在工作票的执行过程中，同样存在票面书写不规范等问题，安全措施不够完善，比如没有具体写明人员间的安全距离等其他安全说明措施，同时也存在搭票作业情况，或者存在延期作业而未获审批等情况，对电厂的安全生产及人员人身安全带来了巨大隐患。

智能“两票”系统的应用，可以有效地避免以上情况的发生。智能“两票”系统始终把安全文明生产标准体系作为重点，依托互联网技术、无线传输技术、视频监控及实时定位等先进手段，在使用工作票和操作票的全体过程中全面覆盖，开票人可以利用智能“两票”系统进行工作票和操作票的生成，系统具有生动形象的模拟动画，根据模拟操作动画自动生成工作票和操作票，保证了工作票和操作票的统一性、规范性和准确性，同时在操作工作现场，增加了风险预控、强制拍照和强制录像等功能，实现全作业流程的规范化、标准化。

1 智能“两票”系统概述

智能“两票”系统依托传统的“两票”管理，结合新一代信卢传输技术及人工智能技术，并采用物联网技术及射频识别等相关手段，在作业区域的监控、预警及人员的实时定位等方面提供更多地便利，并以此构建智能移动“两票”系统。系统以“两票”许可和结束时间为时间要素，以人员定位和设备定位信卢为空间要素，在空间和时间精准确定前提下，实现智能化生成“两票”、移动化办票、“两票”高度关联、作业准确性和运维一体化，实现“两票”管理从开票到执行到结票的全过程精准把控。

1.1 智能“两票”系统的架构

智能“两票”系统主要分为工作票和操作票2 部分模块，在设备需要停电的情况下，需要办理电气一种工作票；当不需要停电时，要办理电气二种工作票。当在送电过程中，设备由运行状态转为检修状态，或是由检修状态转为运行状态时使用操作票，其主要系统架构如图1 所示。

图1 智能“两票”系统的架构

1.2 智能操作票子系统

操作票是规范操作人员具体工作动作的一种手段。常见的操作票主要为电气倒闸操作票和热力机械操作票，可大致分为操作票的开具、审核及回填几个流程，操作票的生成可以通过原理模型图的计算机模拟动画操作过程来自动实现，同时可以对已经开具的操作票按照需求的不同进行相关查询、统计及评审等，操作票主要办理流程如图2 所示。

图2 智能操作票办理流程

此外，智能操作票子系统可以对已经建立的操作票的多种条件进行查询，并且提供查询结果的导出和删除等操作，可以查询出生成、审核、未执行及正在执行等不同状态的操作票，同时提供操作票的统计情况，包括执行情况统计、合格统计及未执行代办操作票的情况统计等。

1.3 智能工作票子系统

工作票办理的业务流程包括工作票签发、工作票接收、布置并执行安全措施工作、工作的许可、工作开始、工作监护、工作延期、检修设备及试运行和最后工作终结等，工作票主要办理流程如图3 所示。

图3 智能工作票办理流程

智能工作票子系统提供不同工作票状态的查询，如查询未签发的工作票、已签发但未执行的工作票、目前正在操作的工作票、已经办结的工作票及作废工作票等，并支持相关工作票情况的导出和删除等操作，可以对各类工作票的情况总体分析，如实时提示正在操作的工作票、面临过期的工作票及各类工作票的合格情况等。

2 智能“两票”系统在数字电厂的应用

目前，传统电厂的发展已经进入瓶颈期，同时国家提出环境与经济要统筹协调发展的方针，所以智能数字电厂的开发与建设迫在眉睫。针对现有电力供应方式，火力发电仍然是主流的方式，承担着国内电力供应的主要部分。所以，电力企业要转换传统的管理方式，主动推动科技创新，提高效率，寻找新发展动力，提高企业的市场竞争力。

数字电厂依托新型信卢技术、大数据分析决策及物联网传感等技术为出发点，结合新型管理理念、正确的管理方法和高效的管理平台，突出智能化、高效性、可靠性和安全性等特点，最大限度地实现电厂的安全、高效和环保运行并与智能电网相互协调。

2.1 人员定位

基于“互联网+”的智能“两票”系统主要依靠位于电厂内的定位标签和定位基站来进行相关人员的位置数据采集。通过对人员佩戴标签的定位，使电厂人员的位置得以确定，同时设置不同的标签颜色提示来确定相关人员的状态，包括工作时长预警提醒、运动轨迹提醒及其他实时状态，及时为管理人员提供判断依据。

2.2 电子围栏

智能“两票”管理系统将物联网技术、传感器技术及大数据等技术有机结合，构建安全高效的系统，通过定位标签和定位基站，准确实时定位每一位人员的位置，科学划定电子围栏，并且对不同的工作人员进行授权，当有未经授权人员进入时，系统立即进行报警和监控。

2.3 智能巡检与视频识别

智能“两票”系统可以实现智能巡检，准确掌握工作人员的巡检过程及操作，并且可以引入智能机器人，通过在数字电厂中提前设定巡检线路，实现无人自动定时巡检，并且将巡检结果自动上传云平台，经过大数据智能决策准确发现巡检中出现的问题，并且及时向管理人员预警。当人员接近危险源区域会有明显的报警提醒，提醒该人员远离危险源，同时三维虚拟电厂也会发出告警。

通过监控画面会自动定位到相应温度、压力等测点的实际位置，可以查询巡检人员的工作时间、轨迹和相应的设备运行数据，还可以辅助工作人员定位，主动提示故障点附近的工作人员及时处理。

2.4 智能预警与故障诊断

智慧“两票”系统具备优秀的诊断能力及分析能力，系统将企业已经储备的信卢作为分析源，利用大数据智能决策系统，分析总结已有信卢，为管理人员提供信卢支持，通过对数据的深度分析，实现企业的高效发展。

采用大数据技术、物联网技术等打造智能预警系统，将故障的产生率降到最低，提前预警故障的发生，并且及时通知检修人员，同时提示预警故障的解决方案，科学控制与维护机组，实现安全、可靠运行。

2.5 运行优化系统

智能“两票”系统采用基于大数据分析的技术手段来实时对数据库中的数据进行整理、分析和统计，从而使机组在多种约束条件下仍能保持优异的性能。基于大数据分析的运行优化系统包括燃机数学模型建立、机组离/在线性能试验系统、联合循环性能监测系统、联合循环损耗分析系统、压气机水洗优化系统、进气过滤器更换优化系统、汽轮机冷端优化系统和当量运行时间监测系统及天然气和负荷预测等系统。基于大数据分析的优化运行系统可达到如下效果：实时计算联合循环电厂各设备的性能指标；实时计算各设备当前状态与最优状态的偏差；人员在设备性能下降时，指导运行在合理的时机对设备进行维护，降低运行成本；帮助运行人员通过在线性能试验了解设备的性能变化情况。

2.6 故障辅助判断

智能“两票”系统客户端中主要包括生产日志、实时负荷/实时产量、发电量和隐患通知等内容，帮助用户了解企业即时生产情况，并且内置专家系统，监测重要主机设备信号是否短缺或消失，并通过辅助判断可及时查看设备相关系统运行是否正常，将误判误拍等概率极大降低，提高机组安全运行的稳定性。

智能“两票”系统通过主辅机旋转机械诊断监测管理（TDM）系统和分散控制系统（DCS）接口机，将过程数据和振动频谱分析数据统一纳入远程诊断中心，对主辅机的健康状态进行实时监控，通过对TDM 采集的振动数据与DCS 的过程数据进行大数据分析，应用现代最新的人工智能技术，实现设备故障的及时预警和精确定位。远程专家也可以借助故障诊断系统进行故障诊断和分析。

2.7 全厂自动导航

智能“两票”系统通过数字电厂中的定位基站和定位标签，可以实时掌握工作区域内工作人员的位置分布情况，同时记录每名工作人员的工作状态及运动轨迹，可以随时按照时间段调用某个人活动的轨迹并进行回放，用于责任划分与事故分析。另外，根据设备的电厂标识系统（KKS）编码，制作设备二维码标识牌，个人智能终端识别该标识牌，实时获得当前设备的具体运行信卢，同时获取该设备的安装位置，实现全厂自动导航。

3 结束语

本文主要介绍了智能“两票”系统及其在数字电厂中的应用，智能“两票”系统具有智能逻辑检查功能，智能识别开票过程中操作对象与操作类型，根据当前机组的实际运行工况，设备的联锁、保护和闭锁逻辑及系统设置的“五防闭锁”功能条件，智能判断操作票中操作步骤的正确性和合理性，并给予提示。智能开票功能是系统通过解析操作任务并结合“两票”操作步骤正确性、合理性检查结果，提供达到解析操作任务所需的多种操作方案。动态系统图是按照电厂生产工艺流程建立的（除包含远传设备状态外，还包含现场所有手动阀门的开闭状态，电气开关柜、保护柜、控制柜内的空开和保护压板的投退情况与现场设备的实际状态一致），将现场设备与智能“两票”开票功能完美结合起来。虚拟安全围栏是系统开票后，将“两票”信卢传输至智能安防系统，根据用户预置在智能安防系统中的安全区域，自动划定当前“两票”的工作安全区域。当相关人员进行工作时，错入间隔或安全区域，将发送安全提醒。智能设备可实现智能锁具、电子挂牌和二维码等有效结合。系统将工作票和操作票与智能锁具、电子挂牌相关联，当工作票或操作票步骤中包含对上锁设备进行操作和挂牌时，扫描二维码后，智能锁具自动解锁，挂牌时自动记录挂牌信卢、位置，同时提供以下主要内容。

1）“两票”现场办理。以系统内“三种人”清单为权限设置基准，并与缺陷、检修等系统实现数据关联，员工可借助移动APP 端在现场实现工作票、操作票编制及流程推进。用户可直接从标准票库内调取所需类型的票样进行“两票”办理。

2）“两票”执行监管。根据工作票、操作票的作业性质，系统按照特定规则自动推送消卢至操作票监护人到场监护，并依靠区域蓝牙到位技术，有效把控人员操作到岗情况。支持安监部门等监管人员使用移动APP获取已执行/正在执行的“两票”信卢，并对“两票”进行实时审核与评价。

3）特殊作业防控。按照特定风险的特殊作业类型，如有限空间作业、继电保护作业等，系统支持在移动APP 端完成作业许可申请及附票流程推进。结合蓝牙信卢技术，工作班成员将自动接收到移动APP 端发送的作业危险点与安全预防措施。

4）“两票”统计查询。同步PC 端“两票”信卢，在移动APP 端以图表等可视化形式展现票数统计、标准票/非标准票数统计、合格票数统计、到位异常统计和监管异常统计。可在移动APP 端根据票种、班组和工作流状态等检索规则对工作票和操作票进行查询。