西安交大智慧園區(qū)（電廠）解決方案

背景

智慧能源園區(qū)（電廠）是目前電力發(fā)展的重要方向。而安全生產(chǎn)則一直是發(fā)電、配電的命門。

人員方面，在園區(qū)（電廠）內(nèi)，園區(qū)工作人員是否按照企業(yè)安全生產(chǎn)的要求去執(zhí)行往往難以管控；對于大型企業(yè)，幾百甚至幾千人同時(shí)在廠區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，企業(yè)若無法精準(zhǔn)掌握人員的實(shí)際位置、生產(chǎn)狀況等，安全生產(chǎn)很難得到把控。

在安全防范方面，蒸汽泄漏、管道漏油、火災(zāi)等危險(xiǎn)情況的發(fā)生是否能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制，是發(fā)電、配電尤為關(guān)心的問題。

巡檢工作，是發(fā)電廠工作中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前多數(shù)發(fā)電廠巡檢工作仍采用人工巡檢、手抄記錄、人工比對的方式來完成，這種方式常會(huì)發(fā)生巡檢結(jié)果被修改、巡檢過程中，漏檢、錯(cuò)檢的情況。同時(shí)，也有巡檢結(jié)果無電子化管理，數(shù)據(jù)無法有效分析、巡檢點(diǎn)數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)回傳和共享等問題存在。這對發(fā)電廠的安全管理，存在著非常大的隱患，是急待解決的問題。

人員成本、管理成本等等也是電力行業(yè)目前急需面對和解決的難點(diǎn)之一。

本文依據(jù)上述電力園區(qū)面臨的問題，結(jié)合當(dāng)下人工智能的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了一套完備的智慧電廠安全生產(chǎn)解決方案，具體方案介紹如下：

1.   人員安全管理

人員管理關(guān)注的方向有：人員定位、到崗時(shí)間、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施情況等。針對以上幾個(gè)方向，從員工的人臉識(shí)別比對，考勤統(tǒng)計(jì)、安全帽佩戴情況、工裝著裝情況、及現(xiàn)場實(shí)施時(shí)安全帶佩戴情況幾個(gè)方向進(jìn)行人員安全的管控。

1. 人臉識(shí)別、考勤統(tǒng)計(jì)

通過在廠區(qū)、及工作區(qū)出入口設(shè)置人臉比對相機(jī)。統(tǒng)計(jì)每一位員工的進(jìn)出情況，及所在區(qū)域，對廠區(qū)所有員工進(jìn)行管理。

1. 安全帽檢測

檢測員工安全帽的佩戴情況，如發(fā)現(xiàn)在規(guī)定區(qū)域有員工未佩戴安全帽，實(shí)時(shí)在系統(tǒng)管理平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息。并統(tǒng)計(jì)當(dāng)前狀態(tài)下，未佩戴安全帽人員的個(gè)數(shù)及佩戴安全帽人員個(gè)數(shù)。

1. 工裝檢測

檢測員工是否著裝工裝、并對工裝類型進(jìn)行分類，幫助對企業(yè)員工、外來訪客、外委人員等不同身份的人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與管理。同時(shí)對穿著不同工裝及未穿著工裝的人員個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1. 異常行為檢測（傳輸帶翻越、摔倒、呼救）

針對員工在生產(chǎn)過程中的一些不當(dāng)舉動(dòng)，例如翻越輸煤皮帶、或非法入侵重點(diǎn)區(qū)域等動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和報(bào)警，避免危險(xiǎn)情況發(fā)生。

另外對員工發(fā)生的一些異常狀態(tài)（例如，呼救、摔倒）進(jìn)行監(jiān)測和報(bào)警。

2.   安全防范

1. 明火檢測

在發(fā)電廠，防火工作是重中之重。通過在后臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行明火檢測算法，實(shí)時(shí)對監(jiān)控?cái)z像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，一旦發(fā)現(xiàn)明火，聯(lián)動(dòng)廠區(qū)相關(guān)設(shè)備，并發(fā)送報(bào)警信息及相應(yīng)位置信息給相關(guān)人員。在火情還沒有蔓延開的情況下，及時(shí)滅火，避免火災(zāi)的發(fā)生。

1. 蒸汽泄漏

在廠區(qū)內(nèi)，通過在后臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行蒸汽泄漏檢測算法，實(shí)時(shí)對監(jiān)控?cái)z像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，檢測監(jiān)控場景內(nèi)有無蒸汽泄漏情況發(fā)生。一但發(fā)現(xiàn)有蒸汽泄漏，及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息。避免不必要的損失。

1. 漏油、漏水

當(dāng)管道發(fā)生漏水、漏油時(shí)，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損傷。通過在后臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行漏水、漏油檢測算法，實(shí)時(shí)監(jiān)測廠區(qū)每個(gè)關(guān)鍵位置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水、漏油等現(xiàn)象，如有異常現(xiàn)象發(fā)生，及時(shí)通知相關(guān)人員。

1. 壓板狀態(tài)檢測
2.       , 關(guān)系到保護(hù)的功能和動(dòng)作出口能否正常發(fā)揮作用。通過視覺相機(jī)，在壓板前端固定智能相機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)測壓板的連接狀態(tài)，有異常情況發(fā)生時(shí)，發(fā)送報(bào)警信息。

1. 皮帶損壞查詢

      在運(yùn)煤的過程中，如果皮帶有斷裂、撕裂、磨損等情況，如果繼續(xù)使用下去，一旦皮帶斷掉，會(huì)損傷機(jī)器，嚴(yán)重的情況下，可能會(huì)造成人員的損傷。所以在平時(shí)的使用中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注皮帶的狀態(tài)。通過在皮帶幾個(gè)關(guān)鍵的位置架設(shè)相機(jī)，實(shí)時(shí)觀測皮帶的狀態(tài)，以避免損失。

1. 煤炭大型異物檢測
2.      

1. 設(shè)備缺陷檢測

設(shè)備在長期的使用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)螺絲脫落，或相關(guān)部件的損壞，如果不能及時(shí)發(fā)生，可能會(huì)造成極大的人員傷害，可通知視覺去檢測設(shè)備的狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)有異常情況，及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息，進(jìn)行檢修。

1. 鳥巢檢測

發(fā)電廠有很多戶外的發(fā)電設(shè)備，經(jīng)常會(huì)發(fā)生小鳥在戶外設(shè)備上筑巢的情況，這種情況對設(shè)備的正常運(yùn)行，存在著極大的影響，可通過戶外的監(jiān)控設(shè)備實(shí)施檢測是否有這種情況發(fā)生，及時(shí)進(jìn)行處理。

3.   智慧巡檢

通過前端相機(jī)，拍攝巡檢的相關(guān)表計(jì)，讀取數(shù)值。通過后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)遠(yuǎn)程24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控。并生成統(tǒng)計(jì)表格，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。同時(shí)對不同表計(jì)設(shè)置安全閾值，一旦表計(jì)讀書不正常，實(shí)時(shí)發(fā)送報(bào)警信息，進(jìn)行處理。

支持的表計(jì)種類有：數(shù)字儀表、指針儀表、液位指示表、旋鈕開關(guān)、顏色開關(guān)及顏色指示燈等多種類型的表計(jì)。

同時(shí)，支持在不同角度拍攝、儀表模糊、儀表拍攝尺寸較小等情況下的表計(jì)讀數(shù)。

有角度拍攝讀數(shù)：

模糊拍攝讀數(shù)：

儀表拍攝尺寸極小的讀數(shù)：

4.   可視化管理系統(tǒng)

搭建一整套智慧電廠管理系統(tǒng)，集成人員安全管理、安全防范、智慧巡檢等功能為一體，實(shí)現(xiàn)智慧電廠安全生產(chǎn)的智能化管理。

5.   配合無人巡檢車或無人機(jī)的巡檢

采取算法后端API調(diào)用的的方式可以將前端采集數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，也可以實(shí)現(xiàn)嵌入式算法設(shè)備/邊緣計(jì)算計(jì)算在現(xiàn)場處理結(jié)果，降低計(jì)算周期，同時(shí)減輕后端計(jì)算壓力和計(jì)算周期。

6.   嵌入式設(shè)備（邊緣計(jì)算設(shè)備）

1. 人臉識(shí)別相機(jī)
2. 明火檢測相機(jī)
3. 數(shù)顯儀（儀表盤檢測前端設(shè)備）

7.   總結(jié)：

人工智能在智慧園區(qū)的應(yīng)用重要的不是算法的先進(jìn)性，而是如何能更合適的匹配現(xiàn)有廠區(qū)的使用和管理。目前西安交大智慧電力解決方案已在xx發(fā)電集團(tuán)，xx電力等測試并使用，具有較好的通用性和可擴(kuò)展性。并在實(shí)施項(xiàng)目過程中積攢了實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。