基于i国网微应用的现场作业安全管控方案

吴宏坚 王灿灿 孙 奇

(国网浙江省电力有限公司丽水供电公司)

随着我国全面建成小康社会向着下一个百年目标前进,城镇化建设进程也在加快,而电力系统作为我们日常生活的基础供应能源,已经成为我们日常生活中不可缺失的组成部分,电力安全平稳的供应是供电部门重要职责所在。现阶段电网安全运行所面临的抢修作业不断增多,老旧电网改造工程也越来越多;
同时城镇建设日新月异,电网面临的外部破坏风险也不断提高;
而电网面临的最大风险是自然灾害,台风、暴雨、冰雪都会造成大面积的电网断电。但是面临这么多风险和困难,电网公司会第一时间响应群众需求,实现日常电力故障的排除,电网公司不仅要实现快速响应,还需要安全、保质、保量地完成电力抢修作业工作。这就需要电力抢修人员具备更加专业的技术技能和更全面的服务意识,离不开科学的组织、调度、监督机制。

但是目前针对抢修作业现场监督管理手段比较单一,作业抢修现场是以人工督察为主,仅仅依靠人工督察还存在很多弊端。

1)缺乏对作业现场全局的管控:在面临台风季节、冬季冻雨等极端天气时,日常抢修作业点多、面广、任务重,会缺少人手对现场进行监督管理。

2)现场管理粗放、纸质记录:现场监督都是以人工监督为主,记录以纸质登记或手机拍照方式,管理比较粗放,会出现记人情帐的情况。

3)作业过程缺乏监控:当工作安排后,管理者对于工作的过程缺乏直观地把控,对于现场可能出现的风险无法及时掌握,有可能失去最佳的救援时间。

针对上述抢修作业现场面临的困境,建立以人为本的管理理念,围绕电力抢修作业人员行为进行全时可用、全程可视、全局可控的监管方式。

在电力抢修作业过程中,需要携带大量的工器具,在使用操作这些工器具时,移动终端设备不得影响工器具的正常使用,这就需要一种能够便捷携带、快速部署的移动终端设备,在抵达项目现场时,工作人员能够第一时间投入到抢修作业任务中去,移动终端设备能够清晰地记录整个作业过程,可以解决电力抢修过程中无影像资料、事故原因无法追溯的难题,移动终端设备同时具备实时录取声音的功能,替代现场作业人员实时记录各个工作节点。在电力作业现场常用的几款移动终端设备包括移动布控球、手持移动终端、智能安全帽,如图1所示。

图1 移动作业终端

现有移动作业终端已经被广泛应用在电力作业现场,用于监控作业流程是否合规,为保证数据接入的安全性,每个终端设备上都需要额外加载安全加密芯片,到后端平台侧再进行解密,这不仅增加了系统成本,并且平台侧的相关数据也没实现真正意义上的融合,现在的移动终端仅仅作为一个音视频采集工具在使用,系统潜在的管理价值、智能应用价值没有发挥出来,问题主因有以下几点。

(1)烟囱式系统建设

移动作业终端系统独立建设运营,系统服务采用垂直型架构,只是为了接入管理各个移动终端设备,与企业内部其他系统间服务及数据不能共享,形成业务孤岛与数据孤岛,难以适应复杂多变的安全监管需求。

(2)业务数据难容

由于数据安全的隔离,移动作业终端系统数据没有与电力业务其他系统数据进行交互,如与PMS系统、95598系统、GIS系统等进行数据交互,仅作为实时预览、录像回放来使用。

(3)业务流程脱节

现有移动终端设备仅作为音、视频采集终端使用,并没有与抢修作业工单流程结合,上传的视频文件以移动终端的名称体现,施工作业的任务内容、工作地址、工程进展相关信息都无法掌握,每次预览和查找音视频信息时都像在开盲盒,会浪费很多时间在查找操作上。

(4)智能应用不足

随着AI算法技术的成熟,音、视频信息就是一个巨大的数据宝库等待开发使用,而现有系统中AI智能分析几乎没有,施工过程风险不能有效及时制止,如人员着装规范、人员行为规范、人员呼救等行为,现阶段只能事故发生后看回放,缺少事前、事中的管控。

一个新的系统方案在设计之初需要具备顶层设计思路,从全局出发融入先进的运营、管理理念,企业的积累沉淀是创新的源泉,以人为本的管理理念是目标,在生产和服务中可以起到关键的作用。电网抢修作业工作是以任务工单的形式进行派发,包含设备位置信息、故障类型信息、责任人信息等相关信息内容,新建的移动终端管理系统以工单信息为主线,实现工单信息、设备信息、责任人信息的相互关联,为了打通各系统间的数据壁垒,整体系统运行在i国网平台框架内。i国网是由国家电网公司主导建设的外网移动门户,整体是基于企业微信私有化部署打造的企业级“移动互联办公平台”,i国网覆盖范围广泛,在企业内部实现员工互通,增强内部成员连接能力,提升沟通效率;
针对外部互联网应用,依托i国网能源互联网生态,可以实现个人微信、企业微信互加好友,并能实现基于i国网平台的微应用快速加载使用,同时,i国网是集团顶层开发设计的平台,已实现各种应用归集、用户数据统一、安全认证统一防护,为国家电网公司各专业、各单位移动应用提供共性基础服务。系统框图如图2所示。

图2 系统框图

(1)数据集成整合

原始数据来自95598工单系统、PMS系统以及自身系统数据,根据相应的规则对数据进行筛选处理后,通过人工智能算法输出计算结果。

(2)数据存储计算层

主数据使用数据库存储,形成区级流程知识库,实现对主数据管理流程运作的监测分析;
主数据管理系统与业务应用系统接口,实现跨部门业务流程监测分析,实现与业务系统之间的数据集成,以及数据区验数据存储。

(3)应用服务层整合

利用工作流、消息、协同等技术,实现跨系统整合,降低服务对系统交互的信赖性,服务之间通过简单、精确定义的接口进行通信,实现业务流程整合和管理。

(4)应用展示层

该层主要以数据概览的界面形式展示现场工程任务状态情况,以实现集中管控需求。

以任务现场执行为业务主线,工单数据为关系桥梁,利用新开发的i国网微应用APP,通过扫描设备条码实现移动终端设备与工单、用户信息的绑定,摆脱早期人与设备之间的单一固化模式,实现移动终端设备、工单任务、督察人三者之间的灵活组合。利用终端设备的GIS定位功能,可第一时间发现施工作业过程中是否到达现场,并根据运行轨迹、时间等信息进行综合研判,判定人员是否存在消极怠工情况;
实时采集现场施工过程中的音、视频信息,对施工全过程进行跟踪记录,AI算法实时分析现场人员行为规范,对施工过程中的不安全行为进行及时纠正,让不安全因素消灭在萌芽状态。业务流程如图3所示。

图3 业务流程图

依据电力系统抢修作业的习惯以及电网日常派单流程,新开发一版适合一线作业人员使用的APP小程序,提高日常作业和工单执行的情况,并且采集到的数据可以实时传回后台,整个后台中心和APP小程序都运行在i国网平台上。利用APP小程序将工单及音视频数据有效结合,可提高现场监管效率,也提升了工作服务质量。

一线施工作业人员通过携带移动作业终端设备,实现现场音频信息的采集、存储、上传,移动作业终端设备通过4G、WiFi无线信号与中心平台系统进行互联。集控中心实时对移动作业终端设备进行管理、调度、对讲等业务功能,同时通过AI智能分析模块,完成音、视频信息智能分析功能,实现对作业行为、现场对话内容的分析判断,如对不戴安全帽、违规登高、不按规范着装、高声呼救、争吵等内容进行监督,从而提高安全施工效率。移动作业终端+APP小程序,让每个移动终端设备成为督察员。如图4~图6所示。

图4 用户登录

图5 工单信息

图6 任务执行

随着AI视频技术的发展,可对施工作业现场的人员安全规范进行智能识别,包含着装规范和行为规范。根据电力安全作业规范要求,AI智能识别可对人员在施工作业过程中是否按规范戴安全帽、穿长袖长裤、戴绝缘手套、佩戴安全带等着装规范进行识别。对人员的不安全行为识别包含人与带电设备接触、单人作业、单人登高、跌倒等行为进行识别。AI视频识别实现了远程现场智能巡视,对现场监督隐患、风险情况实时预报警,及时提醒通知管理人员,提高现场督察可靠性和智能化水平。

施工作业现场除了采集到现场视频图像外,还可以实时采集到现场声音,系统后台具备AI语音识别功能,对终端采集到的现场声音进行识别,可把现场说话的声音翻译成文字进行记录存档,还能对语义进行鉴别,对人员施工作业过程中出现的救命、事故、保护、安全等敏感词进行识别,监测到相应敏感词语后及时提醒督察人员,及时介入现场事件发生情况,实现任务督察闭环管理。语音识别技术的应用,极大地加强了督察人员的监督意识,保障施工现场安全。

工欲善其事,必先利其器,移动作业终端+APP的创新应用,充分利用线上线下资源,联动前端与后台,大大降低业务响应时间,为一线运维抢修作业提供更加便捷、智能、高效的运维服务。APP小程序的应用具备快速推广复制能力,可在内部快速推广应用,所以移动作业终端+APP模式具备在电网系统内部推广的价值。

(1)现场作业移动视频应用

通过移动应用客户端随时对作业现场视频进行实时调阅监督,及时发现人员违章、设备故障、恶劣作业环境等异常情况,将有限的督察队伍管控能力直接穿透至作业现场,全面提升督察威慑力,有效支撑电力安全作业实时监管工作。

(2)现场作业移动会商应用

利用移动互联、音视频互动等新技术,通过移动视频会商辅助公司管理人员、稽查人员与现场作业人员进行实时音视频互动,保证第一时间了解现场的准确信息和画面,丰富应急处置时的信息收集手段,便于快速指导处理作业现场问题,有效提高作业现场处置效率。

(3)现场作业全流程管控移动应用

构建管理人员、督查人员、作业人员三级现场安全管控视角,通过移动端查看施工作业现场地图分布、现场移动作业终端视频、现场图片档案,与作业人员远程视频通话进行现场工作指导;
督查人员可以查看作业人员上传的关键环节信息并记录违章。

以施工作业现场各类移动终端资源统一接入、管理及智能识别应用为主,依托i国网平台,融合PMS系统、95598系统、GIS等信息系统数据,消除信息壁垒,打通与全业务统一数据中心的数据交换通道。实现对运检、建设、营销、信通、调控、后勤等各专业现场作业的全过程安全监督和违章整改闭环管理。充分发挥移动应用和互联网+技术优势,实现现场安全内外网联合管控,提升移动终端应用覆盖面和作业过程管控能力。整合现场终端视频、智能分析结果、作业过程等信息,建设全景化、智慧化的大屏综合展示应用。通过现场作业安全智慧监管,逐步形成体系完整、责任明确、科学规范、运转高效的现场安全管控机制。

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