“智慧+”安全在发电行业的探索与实践

中国大唐集团公司 王光辉｜文、图

在企业追求高质量发展的当下，安全生产无疑是最基本的底线与要求。党的十九大以来，党中央对安全生产工作作出了一系列重要批示，强调发展决不能以牺牲人的生命为代价，这必须作为一条不能逾越的红线和底线。

当前，数字化、人工智能、大数据等技术手段已在诸多领域广泛应用，对于安全管控来说，这些技术手段往往发挥着不可或缺的创新要素和“倍增器”的作用。尤其目前安全生产形势依然严峻，通过创新手段，应用“智慧+”安全构建“屏障”防患于未然，已成为发电行业强化安全管控的重要手段和大趋势。

“智慧+”安全培训

强基固本

目前，“智慧+”安全培训在发电行业已被广泛应用，尤其是新冠肺炎疫情发生后，“智慧+”的作用愈加凸显。为保证安全培训工作“不断档”，很多发电企业都在原有网上培训系统的基础上，推出线上平台为广大员工提供优质安全培训课程，确保防疫、充电“双优”在线。

比如，在大唐泰州电厂，基于三维可视化的运行及培训系统已投运多年，正在发挥着越来越重要的作用。该厂通过1∶1建模构建真实尺寸模型建立虚拟环境，将设备模型物理属性和生产工艺流程充分融合，达到了信息的充分共享，能够使受训者、管理人员全面掌握厂内状态。三维虚拟电厂与实际厂区布置和设备高度吻合，为各项管理、培训工作提供了强大的可视化支撑。以安全培训为例，该系统可以模拟实现设备的逐一解体、模拟设备大检修的过程，相关人员只需要登录平台就可以模拟拆装。通过高精度的3D设备模型基础，以及生动形象的设备课件，可以实现对检修人员开展设备标准操作、故障分析等方面的三维可视化培训。这种培训过程生动、直观，有效确保了培训效果，能够让员工更好地掌握相关技能，保证作业时的安全。

工作人员正在监控设备状态

“智慧+”行为安全

强化源头管控

电力作业现场是电力安全事故的多发地，尤其是一些小规模、临时又分散的工作现场更易发生事故。鉴于电力作业具有点多、面广、周期短等特点，目前的管控模式难以实现全方位24小时、随时随地的监管。

对此，很多电力企业都在探索如何有效运用“智慧+”实施严格安全管控，对辖区（以及下属辖区）生产现场安全监督做到全面覆盖，有效避免监督盲区，实现随时随地远程监管。目前，在人员行为管控方面，电力企业应用较多的手段主要包括作业安全管控平台、人员定位、智能两票及电子围栏。

作业安全管控平台

所谓作业安全管控平台，即通过在作业安全的三个核心环节（作业区人员与设备准入核查、作业过程监控、离场验收）增加自动识别无人监管防线，将管理制度及要求转化为现场作业的安全屏障，以实现高效管理。

第一，作业区人员与设备准入核查，即通过技术手段实现作业人员培训、进出权限控制、安全分析、“人员、设备、环境”状态监控等功能，通过多种物联网技术的融合，实现作业现场全方位、多角度立体联动监控。系统可以实现作业人员培训信息自动建档，并通过信息采集，构建作业人员信息库，保证信息准确完整。同时，通过集成射频识别与人脸视频识别，自动识别进出人员身份以及是否佩戴安全帽，并进行异常报警。

第二，作业过程监控，即利用“传感器+固定气体监测仪”，保障作业现场周围环境安全。具体功能主要包括：通过射频门禁跟踪作业人员进出与异常闯入；运用智能穿戴设备实现智能定位和实时远程视频上传，并借助视频监控和运动目标定位实现行为轨迹检测；凭借多样化的物联集成手段和大数据智能分析，实现监控报警自动化、智能化。

第三，离场验收，即在作业结束时，系统会自动推送验收清单，并根据监控视频和智能穿戴设备跟踪确认“人-物”离场情况，辅助验收人员快速完成智能验收，并实时更新作业状态。

人员定位

在人员定位方面，目前电力企业主要是通过定位基站和定位标签采集定位数据，采用相关定位技术实时显示一个或多个人员移动轨迹。相关系统可以根据导航地图，跟踪指定人员，并通过三维可视化环境以不同颜色和形状显示人员的报警状态。同时，系统可以通过对现场工作人员进行主动安全综合信息提示，进而避免不必要的危险、事故。通过应用这种“人员定位”系统，一方面，有效减少了由人为原因造成的各类安全问题，另一方面也提高了生产管理的本质安全水平。

传统的电厂安全管理，大多依赖制度或者管理体系，而通过应用“智慧+”手段，电厂可以利用信息化系统对人员位置、重点设备、敏感区域实时监控提示，有效解决发电企业安全管理过程中现场人员位置及工作状态无法把控等问题。

另外，“人员定位”系统还能够对人员进行高效的岗位管理。例如，值班人员可以在三维画面中看到预先设定的巡检路线，当班值长、管理人员在三维虚拟电厂中则可实时查看该人员的行走轨迹及巡检过程，实现高效的人员调度。同时，还可通过回放指定时间段的人员或设备运动轨迹，为事件处理提供决策依据；通过对作业人员行走路线的查询，实现巡检监察、岗位监管，保障生产流程符合安全管理标准。

智能两票

对于发电行业来说，生产工作离不开两票，即工作票、操作票。两票是允许工作和从事操作的书面命令和依据，是防止误操作、保证人身安全的重要措施。

所谓智能两票，即通过将相关管理业务与三维、人员定位、移动App、无线WIFI、区域蓝牙到位等移动互联技术融合，全面覆盖两票生产、审批、执行、监督、终结、统计等业务环节，以解决两票管理中的诸多难题。

简单来说，两票责任人会在移动终端以标准流程规则进行两票审批推进，然后基于动态二维码扫描与区域蓝牙定位技术，与两票许可时间相匹配，实现作业到岗、操作到岗精准把控，规范现场作业。同时通过实现开票方式多样化、闭环管理线上化、防误管控智能化、操作视频流程化，待办事项自动推送，最终实现智能两票管理。

当工作票开出之后，系统将依据时间要素和空间要素，自动开出电子围栏（详见下文）。空间要素即设备所在厂区的位置，如果工作人员长期离开电子围栏区域，系统就会通过移动终端对离开人员进行报警提醒；如果有非工作班成员闯入，系统则不但会对闯入人员，同时也会对工作票负责人进行短信和手机报警提醒，进而避免出现误操作。

电子围栏

有人曾将电子围栏形象地比喻为《西游记》中孙悟空为了保护唐僧等人用金箍棒在地上画的圈，“豺狼虎豹，妖魔鬼怪，俱莫敢近”。

电子围栏，顾名思义，主要是利用视频图像分析等技术设定的一个电子的围栏，能够对人员非法闯入信息进行预警，并根据不同的预警内容来联动相应的处置方式，同时利用图像、语音等手段对不同区域的风险和防控措施进行提示和确认。

通常来说，电力企业主要是在上文中所述“人员定位”的基础上安装电子围栏。电子围栏采用的是“阻挡为主，辅助报警”的边界安防理念，同时具有开放性，能与人员定位系统、区域接警系统联动，随时按照时间段调取工作人员活动轨迹，并进行回放，可以实现通过手机进行危险区域警告、权限警告等功能。

电子围栏在电力企业安全生产管控实践中发挥了巨大的作用。例如，针对受限空间，可以利用电子围栏设定空间范围准入的人员数量、人员身份等参数，当超过设定数量或未被授权的人员进入时，系统将发出音响报警，提示值班员采取措施，既可实现对作业过程及作业人员的实时监督与管控，又可降低各级人员现场管理强度。

同时，通过给重要区域设置电子围栏，可以实现“越界预警、滞留预警、长时间静止预警、超员/缺员预警”等功能。若厂区发生爆炸、火灾、有毒气体泄漏等事故，企业也可以从电子围栏系统中查看各区域人员分布位置及数量，便于快速疏散并救援被困人员，第一时间减少人员伤亡和企业损失。

“智慧+”设备安全

防患于未然

对于发电企业来说，利用计算机软件网络技术、远程监测诊断技术、通信技术等，采取“智慧+”设备安全的手段，建立起一套高效、稳定的电厂大数据采集、监测、管理、分析与服务系统，能够为企业安全、可靠、经济、高效地运行提供保障。

下面以大唐陡河电厂、大唐泰州电厂、大唐国际新能源公司等实践经验为例进行介绍。

大唐陡河电厂

大唐陡河电厂以技术创新为重点，借助大数据、工业互联网等技术，对原有设备运行监控技术进行升级改造，将40多年的运行经验和历史数据转化为数字模型，成功设计研发了“发电机组辅助预警系统”，通过发电机组运行在线分析与预警，不断提高机组运行监控安全水平。

在这套系统中，报警值及报警逻辑均以机组实际运行参数为主，同时在报警逻辑的设计中加入了设备启停状态、阀门开闭状态等，有效避免了误报警和拒报警，提高了报警灵敏度，在设备异常发生初期且尚未造成严重后果之前即可发出预警，对运行值班人员提前警示，并给出相应异常处理的指导方案，为值班人员提供异常处理时间和空间。

该系统的成功运用，让运行人员能够借助实时信息监控平台及时掌握发电机组设备的健康情况，识别潜在的设备安全风险，变被动检修为主动检修，变非计划停机为计划停机，有效减少设备异常扩大导致故障的风险。

大唐泰州电厂

大唐泰州电厂通过采用大数据分析技术、人工智能技术、在线建模技术、专家系统等构成的智能预警与故障诊断系统，形成了设备和系统运行异常的预警机制，能够将相关信息实时推送给生产运行及管理人员，提供生产预警及事故预报。简单来说，企业通过该系统可以在设备运行周期中实时掌控其状态，做到合理的检修安排。

一方面，通过该系统的智能预警与故障诊断，实现了设备潜在故障的事前处理，变被动故障事后处理为事前的主动预防，可以减少设备安全事故。

另一方面，通过大数据分析手段对实时数据库、关系数据库等中海量数据收集、转换、挖掘和分析，为确定机组多约束条件下的全工况特性提供了可能。例如，企业可以根据实际情况，安装诸如冷端优化系统、联合循环损耗分析、机组在线性能试验、压气机离线水系优化系统、空气过滤器优化系统、联合循环性能监测系统等子系统。

通过系统对数据的智能化分析，可以得出机组运行的最佳点，从而指导运行人员进行操作，实现经验控制到精细化控制的转变，提高电厂的本质安全水平。

大唐国际新能源公司

大唐国际新能源公司围绕安全、科技、培训等关键点，一方面，积极推进集控中心建设，通过集中、共享、协同的大数据信息云平台，有效实现了生产管理的信息化和精细化；另一方面，通过开展风电场智能化平台移动消缺及远程技术指导功能应用与研究，有效实现了移动生产、移动消缺，提升了工作效率与设备安全水平。安