电力工作记录仪、智能安全帽、智能布控球助力智能电网建设

电力行业的建设和发展是国家经济发展的重要支撑，而智能电网作为电力系统的重要组成部分，它的安全高效运行关乎到整个电力系统乃至民生的稳定和安全。为了加快国家经济的发展以及满足人们对电力的需求和用电可靠性的要求，国家早在十二规划中就提出了电网改革，现阶段，国家更是加大力度支持电网的智能化建设。

　　前段时间，粤港澳大湾区发展纲要的出台引起很大的轰动，其中智能电网建设就是其中重要的部分。据悉，2018年-2022年，珠三角地区电网投资将超过1700亿元，加快粤港澳大湾区智能电网规划建设，目标是到2022年基本建成安全可靠、绿色高效的智能电网。 当然，不仅粤港澳大湾区，其他省市区也正在加紧智能电网建设，为地区经济发展提供基础支撑。

　　由于电力行业对生产安全稳定要求极度苛刻，因此较早就引入了安防设备和系统，不过早期用于电力行业的安防系统是以视频监控应用为主，主要保卫发电厂、变电站等场所，防止电力设施被盗、被破坏。而当前，随着智能电网概念的逐渐落地，电力行业对安防技术应用提出了一些新要求。

　　首先，加强前端采集功能

　　早期阶段，应用于电力行业的安防系统侧重于对电力设备的“防盗、被破坏”的安全防范，而忽视了电力设备的运行情况、站点温度、故障报警、远程遥控开关等动力环境或报警信息的采集。不少变电站部署的相关前端采集设备，无论是功能和质量均无法满足电力作业需求，甚至现在有不少变电站还需要安排专人定期抄表。

　　大多数变电站处在雷击、电晕、噪音、电磁场干扰等复杂环境，对监控设施要求较高，前端监控摄像机必须具有防暴特性，以增加在恒温恒湿环境中的适应力。同时前端采集温度、湿度、电流、电压、仪表等模拟量的传感器需要具有很高的灵敏度，可根据实际应用来设置不同的区间。另外，前端也需安装一些报警信号采集设备，用来采集相关数据以及主动识别分析输变电线路是否发生漏电和短路，重要设备是否被水浸，机房和仓库是否发生火灾或盗窃现象等等，并主动预警，保障电力设备在不断的环境变化和长时间工作下能够正常安全运行以及人员安全。

　　其次，接入移动视频设备

　　由于电力作业场所的高危险性以及安全风险等特性，巡检机器人、输电线路无人直升机智能巡检系统以及车载、单兵等移动视频设备的接入，可以代替人工“执勤”，满足随时随地对变电站内外部进行监控及巡检的安防需求。

　　特别是在存在积水、光线黑暗、通风不足，甚至有毒有害气体的电力遂道内，巡检机器人将发挥重要的应用价值，可以代替人员进行常规巡检，保证电力隧道内设备的正常工作，防止偷盗、私拉电线等非法行为。

　　此外，机器人通过智能化技术充分发挥“感、看、闻”等技能，比如，通过红外热成像仪可以准确感知电力设备温度，并能通过各种传感器感闻出空气中的温湿度，烟雾、特定气体(CO，O2，CH4，H2S……)浓度等，而且通过可见光摄像头监控隧道内场景看到仪表读数，并且，当发现可疑情况会自动判断并报警，甚至可以自助呼叫灭火机器人能进行灭火。

电力工业是基础产业，充足可靠的电力供应是国民经济和社会发展的基础，建立健全有效的电力安全应急机制，正确、有效和快速地处置和应对电力突发事件，对维护人民生命财产安全具有十分重要的意义。 电力抢修场景复杂多变，确保现场高清视频快速、稳定、可靠的获取与回传是保证电力应急抢修工作顺利进行的有效保障。 AI+5G物联网+时代，人工智能、大数据技术等前沿科技飞速发展，改变着人们的生活生产、工作方式。　

电力行业的发展和整个社会息息相关，在供电企业的安全生产中，经常会涉及多家施工单位、监理单位等，人员复杂，环境复杂，管理力度大，为了预防现场安全意外的发生，电力施工现场的安全监控十分必要。远程视频监控目前处于技术发展的前沿，从模拟到高清，从窄带到宽带，从有线到无线，从地面到空中。在此过程中，使用最新的移动视频监控技术，可以进一步保障电力系统的电力生产安全。电力作业现场安全综合管控平台主要使用移动网络，结合无线网络传输与流媒体技术，使视频监控技术能够更好地为安全供电服务。随着4G网络的应用和普及，移动通信系统的网络宽带有了大幅度的提高，有效解决了视频监测点分散、线缆铺设难等问题，监控点视频图像可以随时随地地联网查看，从而实现作业现场监控。

5G/4G智能安全帽，智能头盔，安全帽摄像头、摄录安全帽、头盔摄像头，执法记录仪，工作作业记录仪，其音视频通讯功能可以通过5G/4G/WiFi网络实时传递现场作业状况；指挥中心亦可同时监管多个重点区域，从而全局把握现场作业实况，为下达下一步指示提供依据。作业现场若出现技术性难题或者操作不当的情况，指挥中心可以进行远程指导及监管。对于产生问题或者操作手法更科学的视频画面进行存档，为后面现场作业总结提供更好的事实依据，更具说服力及宣传效果。

2. 设计原则

　　1. 专网专用、信息安全

　　建立一套独立的电力作业现场安全综合管控平台，专网专用;

　　2. 技术先进性

　　各种设备采用技术成熟。稳定且具备先进设计理念的产品，系统在建成后能够通过平滑升级保持其先进性，延长生命周期;

　　3. 高可靠性

　　系统必须具有高度的可靠性，系统设备必须能够可靠、 稳定工作。采用成熟、稳定和通用的技术和产品，所选用的产品经过各种质量认证，并在国内外的实际应用中被证明稳定可靠;使用具有备份和保障能力的系统软件，以保证系统长期稳定运行，并有较强的容错和恢复能力，以保证系统运行的稳定可靠;关键部分采用备份、冗余等措施。

　　4. 高安全性

　　解决方案从主机、数据及网络等多方面采取相应措施，从分考虑防止非法接入、病毒传染、防雷击、过载、断电、电磁干扰和人为破坏等方面的安全防护。

　　5. 高可用性

　　以实用为主，在项目设计和实施的过程中，始终把工程的实际需求放在首位。统筹考虑环境条件、监控对象、投资规模、维护保养等因素，选择实用性强的设备，合理设置系统功能，使系统操作方便、简洁、高效。同时采用优化的流程设计确保系统的高效率。

　　6. 易维护性

　　系统硬件可以方便的实现远程管理维护，并提供友好的人机接口，确保系统的 易维护性。

　　7. 灵活的扩展性

　　系统可完全保证随着用户的增加，实现系统的平滑扩容。软件系统架构充分利用网络扩展性强的特点，采用分散控制、集中管理的结构，使得系统可扩展性极强。网络加厚灵活，即可实现平台的集中处理，又能提供全面的透过网络的分散能力，适应多种应用环境及场合。

　　8. 良好的开放性

　　系统采用业界主流的硬件平台、操作系统平台、数据库平台以及标准的协议，保证系统的开放性。

　　9. 高的性价比

　　以满足用户实际需求和品质要求为标准，为用户提供最优化，具有最高性价比的方案。

　　10. 规范性

　　系统开发要严格遵照国家软件工程规范进行，根据开发进度及时提供有关开发文档。

3. 平台总体设计

3.1. 设计思路

　　电力作业现场安全综合管控平台(以下简称“平台”)主要用于监控现场作业人员行为，实现以下功能:一是录像查看，实现作业现场的视频传输和语音对话、事后追溯、人员行为分析;二是实时监控，实现应急抢修、高风险作业、大型综合作业等情况下的实时视频传输和语音对话，开展远程辅助研判、应急指挥。

　　平台定位为对电力生产的服务和监督，监控范围覆盖运检配电、变电、输电及基建作业等专业。　　

3.2. 技术路线

　　对作业现场人员的行为监控，以实时视频监控与就地录像事后查看相结合，并鼓励基层创新方式手段进行模拟补充。归纳起来，具体有以下三种方式：

　　方式一：实时视频，联网通信。在各单位配置带4G无线实时传输功能的前端设备，主要用于计划检修、自然灾害、应急抢修或作业现场比较复杂的场景，如应急抢修指挥、输电线路组塔、变电站建设施工等。实时视频数据传输到无线视频服务器上进行远程查看。

　　方式二：就地录像，事后查看。在公司层面统一部署建立一个视频文件管理服务器，开发平台管理软件。实现作业前将工单与相关应用信息系统的对接和配对，作业时对现场作业过程进行录像，作业后将现场监控视频进行上传和归档。监督人员可通过管理软件对现场作业的历史视频进行查阅、分析。

　　方式三：变电站视频监控。未来平台保留接口与已有的变电站辅助综合监控系统进行通信，将站内现场作业的视频保存在变电站本地，供实时作业行为查看和事后查阅。监督人员根据各单位的周作业计划信息，提前将站内视频探头设置对准待作业区域，实现现场作业行为的实施展示，方便对作业期间工作人员行为的随时查看。

　　再次，智能视频分析应用

　　业界皆知，人脸识别、运动侦测、禁区检测等智能视频分析功能已不是安防行业的新鲜词，它们已经越来越多的应用在平安城市、金融等领域，不过，智能视频分析功能在智能电网中的应用还处于初步阶段，但未来，智能视频分析会更多的结合电力场景需求应用，其与电力场所具有天然的适应能力，更能大展拳脚。

　　据业内某电力行业安防解决方案企业负责人表示，在变电站的综合监控系统中嵌入人脸识别技术，通过智能分析服务器捕获视频流中的人脸，根据预先建立好的人脸数据库区分进行识别比对等，一旦发现无关人员或非法人员时，立即发出报警。

　　另有业内人士表示，在变电站建智能读表与刀闸状态分析系统，利用视频智能分析技术，直接通过视频读取变电站现场表盘度数及分析刀闸开合状态，使视频分析技术为变电站智能监控添加了新的应用方式。

　　根据《国家电网公司变电运维通用管理规定(试行)》规定，变电站应积极应用智能巡检机器人开展巡检工作，与运维人员巡视互相补充建立协同巡检机制。而在山西阳煤矿区110千伏变电站，“五自”智能巡检机器人已成功上岗半月，并已成为护佑阳煤集团矿区电网安全运行、确保集团本部矿井安全的 “利器”。

　　据介绍，“五自”智能巡检机器人是一款具有“自动前行、自动拍摄、自动识别、自动存储、自动报警”功能的机器人。在矿区110千伏变电站服役后，“五自”智能巡检机器人充分利用自身搭载的可见光传感器、红外热成像传感器等，实现视觉检测、红外测温、表计识别、远程控制、智能分析、刀闸和开关状态判别及自主充电等综合功能的应用，同时有效发挥自身移动和旋转的功能，实现设备区域的无死角监控。

5G智能电网能让电力工作人员通过超高清摄录镜头监察输电线路和配电设施，能及时发现故障，节省80%巡查人力。而且传统电网的电力系统故障识别和定位时间较长，停电的范围会较大，恢复供电的时间往往超过1日。但现时通过5G技术能够快速定位故障位置，停电时间已经缩短到几秒甚至更少。

　　国网青岛供电公司负责人表示，日后将在5G电力机械人、无人机智能巡检、精准负荷控制等方面作进一步研究，提升电网互通能力。

　　相关人员表示，智能巡检机器人上岗后，不仅减轻了变电运维人员的巡视任务，还提高了巡视效率。通过人工巡检和机器人巡检相结合的方式，能有效提高设备缺陷和故障查找的准确性和及时性，为矿区电网的安全运行提供坚强保障。

　　最后，各系统融合并联动

　　电力行业安防系统包括视频监控、环境监测、消防、智能控制、安全周界、门禁管理及智能巡检等众多智能化设备和系统。后端编码处理设备必须集成并统一管理视频数据、环境数据、动力数据、报警数据等各子系统信息，并实现数据之间的联动报警，建立起实现变电站设备安全、人员安全以及环境安全的全方位立体化安全管控体系，从而保证整个智能电网系统安全、稳定和可靠运行，这也是当前电厂和变电站对安防技术应用的要求。

　　同时，安防监控系统与智能电网自动化管理系统融合也是安防技术在大型企业深化应用的创新与发展朝向。两者的融合可以助力电网信息化、自动化和互动化，为电网减员增效提供多种辅助手段，让电网运维更加稳定，防护更加安全，从而保障国民经济发展和社会进步对安全用电的强劲需求。

　　总结：

　　在国家大力支持智能电网建设趋势下，根据需求，安防企业以先进的AI、物联网和大数据等技术为核心的大型联网监控平台、高清摄像机、智能视频分析、机器人等高端产品将有很大施展空间。毫无疑问，以监控为表率的安防系统正成为电网智能化的尖兵，未来将更多地参与电力安全生产管理，为提高智能变电站的运行、管理效率和供电安全贡献力量。