电网基建施工安全管控技术研究

宋华松 万磊 王旭东 雷雨

摘  要：文章针对电网基建施工现场面临的主要问题，从总体策略、核心技术和实施应用方面进行了探索和研究，为电网基建施工现场的人员身份识别、作业规范识别及日常考勤管理提供了可靠的解决方案。

关键词：电网基建;安全施工;人脸识别;射频识别

中图分类号：TU714        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）18-0165-02

Abstract： In view of the main problems faced by the construction site of power grid capital construction， this paper explores and studies the overall strategy， core technology and implementation and application. It provides a reliable solution for personnel identification， operation specification identification and daily attendance management in the construction site of power grid capital construction.

Keywords： power grid infrastructure; security construction; face recognition; radio frequency identification

引言

2017年，國家电网企业提出了“深化基础设施建设队伍改革，加强安全管理”的12项配套政策。要把握的关键因素有两个：抓好项目管理的关键人员和抓好现场操作的关键点。如何采用技术措施24小时不间断实时抓住项目关键人、作业关键点，确保电力施工安全，需要开展深入研究和探索[1]。

本文基于上述问题，从总体策略、核心技术、实施应用方面展开研究，为电网基建施工安全管控技术和系统的研发提供了指导方向和理论基础。

1 总体策略

1.1 抓住项目关键人策略

通过统一建库，持证上岗，实时核查施工单位项目经理、同进同出人员、特种作业员等项目人员资质信息，在岗状态;实时核查监理单位的监理总工、安全监理员、监理旁站员等人员资质信息，在岗状态。对影响安全施工的关键人从源头抓起，进行实时管控，达到安全管控系统监督安全管控人员，安全管控人员监督施工安全的效果，间接提高安全管控人员的责任心。

1.2 抓住作业关键点策略

通过对关键作业点实时远程可视化监控、录像，安排专业人员现场或者远程监督，从而确保关键作业点安全施工。

2 核心技术

2.1 毫米波雷达目标探测技术

毫米波目标探测技术包括三个核心内容：天线技术、接收机技术、定标技术。

天线技术是检测效果的重要技术。毫米波聚焦天线包含两种类型：抛物面天线和准光学透镜。相对于准光学透镜，抛物面天线具有便于系统电路调整、易于执行扫描操作、易于安排送料源检测阵列，以及重量轻等优点。

全功率式辐射计接收机结构设计相对简单，在所有工作时间都可以接收和处理目标信号。具体应用中可以采用迪克式接收机，来调节输入信号，并且在平方速率检测器和低通滤波器之间设置一个同步检测器，降低了系统增益波动对辐射计灵敏度的影响。

标准设置是毫米波雷达绝对测量的重要步骤之一。主要有两种标定方法，一种是分步标定方法，分为两个步骤：接收机校准和天线校准;另一种是全局定标方法，用于整体校准的辐射源是由已知辐射率的材料制成，并置于精确可调节温度的环境中。

2.2 射频识别技术

在标签进入磁场后，如果接收到读取器发射的特殊射频信号，则存储在芯片中的产品信息可以利用感应电流获得的能量进行传输，或者主动发送一定频率的信号。所述读取器读取所述信息并对其进行解码，然后将其发送到中央信息系统进行数据处理[2]。射频识别技术具有数据完整性 、安全性和相互对称的鉴别机制等优点。

数整性：在利用非接触技术进行数据传输时，针对这一问题，采用了数据差错检测和纠错算法来解决这一问题。从而保证数据的完整和准确。

安全性：高度安全的射频识别系统能够应对各种攻击，从而保证数据的安全性。

相互对称的鉴别机制：密钥不经过空间传输，只传输加密的随机数;严格使用来自两个独立源的随机数;随机密钥可以从生成的随机数中计算，对后续传输的数据进行加密。

2.3 人脸识别技术

本文所采用的人脸识别方法为基于AdaBoost算法的人脸识别算法，主要方式是通过训练一个级联分类器以及调用OpenCv函数库来实现人脸检测。在实现人脸检测的过程中，对图片进行预处理也是一个比较重要的环节。在图像预处理中，通过直方图均衡和中值滤波技术的处理，可以快速进行人脸检测;通过cvcapete-fromcam函数从视频中获取图片来进行实时处理[3]。

人脸检测程序包含四个部分：加载分类器、分类排错、合并收敛和确定人脸区域。程序使用OpenCV中提供“haarcascade_Frontalface_alt.使用cvLoad函数加载的XML”文件存储的目标检测分类被转换。

3 系统设计

该系统主要功能模块包括：供电模块、非施工人员识别模块、特种作业人员资质识别模块、安全帽和安全带佩戴识别、数据处理模块、报警信息、报警联动。系统拓扑结构如图1所示。

（1）供电模块：采用移动式太阳能+储能电池作为电源供应，便于携带，清洁高效。

（2）非施工人员识别模块：采用毫米波雷达侦测技术，实时扫描侦测施工范围内人员总数量M人，再利用RFID射频识别技术识别施工人员N人，分析模块做差值计算（M-N）计算得出施工区域内非施工人员数量。

（3）特种作业人员资质识别模块：采用GPS+射频识别技术单元实时上传特种人员具体位置，利用GPS采集施工人员身处高度与人员资质对比判别登高人员是否具备登高资质;利用摄像机人脸识别和行为识别算法判别地面特种作业人员是否具备相应作业资质。

（4）安全帽和安全带佩戴识别：采用安全帽和安全带识别算法摄像机实时侦测现场未佩戴安全帽人员。

（5）数据处理模块：采用嵌入式ARM+DSP双硬件架

构，实时分析处理采集数据，给出报警信息。

（6）无线通信模块：采用4G七模全网通通信模块，将数据分析结果和报警信息第一时间传给监控平台，模块抗干扰性强，通信稳定。

（7）报警信息：现场监控站会第一時间收到报警信息，另外也设计了监控平台报警窗口，有报警信息及时弹出报警窗口和联动报警音箱，通知值班人员。另外报警信息还及时传达给现场施工负责人手机APP或者微信。

（8）报警联动：出现报警信息的情况下，主机会联动现场智能识别摄像机，录制报警点的视频画面，比如视频画面切换到非施工人员场景或者切换到不具备资质的施工人员场景。实时存储到本地和服务器，便于留存查证。

4 实施应用

4.1 人员身份识别

采用毫米波雷达侦测和射频识别融合技术准确识别进入施工现场的非持证施工人员，侦测装置一旦发现非持证施工人员，立刻联动现场可视摄像机抓拍、录像，并触发声光报警器，将报警信息上传到安全管控平台存储。项目负责人和相关安全管控人员接到报警随即将非持证人员请离施工现场，提前杜绝安全隐患。

4.2 作业规范识别

采用智能摄像机识别特种作业人员是否存在违规操作现象。通过人脸识别对比技术及时发现无证从事特种作业的违规情况，联动摄像机抓拍、录像，并触发声光报警器，将报警信息上传到安全管控平台存储。项目负责人和相关安全管控人员接到报警随即制止违规作业，杜绝安全事故。

4.3 日常考勤管理

采用实时动态考勤办法解决施工人员，同进同出人员，监理旁站人员的随意离岗现象。通过射频标签实时侦测施工人员等人员是否在施工场地范围内。通过对同进同出，监理旁站人员配备可穿戴定位可视装置（双定位、高清摄像、24小时不间断录像、录音），实时查看此类人员的活动路线轨迹，工作状态，工作言语记录信息。确保上述人员能坚守岗位，尽职尽责。

5 结束语

本文针对电网基建施工现场关于项目管理关键人、作业关键点方面的主要问题，从总体策略、核心技术和实施应用方面进行了探索和研究，为电网基建施工现场的人员身份识别、作业规范识别及日常考勤管理提供了可靠的解决方案。

参考文献：

[1]朱一帆.电网基建施工安全评价与预警系统的设计与实现[D].北京：华北电力大学，2017.

[2]陈超，童可君，杨艳.一种基于电子标签技术的电力安全工具系统设计与应用[J].科技创新与应用，2019，4：86-87.

[3]陈耿，王国威，董清风，等.基于人脸识别技术的安保系统研究[A].第33次全国计算机安全学术交流会论文集[C].2018：37-40.