馬玉娟，韓華鋒，黃一志，杜 文，倪玉偉，劉 然，張 偉

（國電浙能寧東發(fā)電有限公司，寧夏 靈武 750408）

在信息化與工業(yè)化深度融合的背景下，應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息領(lǐng)域新技術(shù)發(fā)展，電力行業(yè)面臨智能轉(zhuǎn)型升級，智慧電廠建設(shè)將成為必然趨勢［1-2］。但目前火電機(jī)組建設(shè)仍存在生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)無法共享應(yīng)用，多系統(tǒng)間信息孤島［3-4］，重大安全事件、維修作業(yè)事件不能直觀展現(xiàn)并提供決策指導(dǎo)等問題。因此，建設(shè)能夠集中展示全廠信息，管理分析全廠數(shù)據(jù)，及時提供應(yīng)急預(yù)案及指揮決策的智能生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心將顯得尤為重要。

近年來，業(yè)內(nèi)人士在安全監(jiān)管和應(yīng)急管理方面做了大量的研究工作［5-7］，包括對安全監(jiān)管方案的設(shè)計，也建立了一些相應(yīng)的系統(tǒng)平臺并應(yīng)用到實踐當(dāng)中。文獻(xiàn)［8］設(shè)計的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)主要是針對日常安全生產(chǎn)事故的應(yīng)急需要，同時滿足了實戰(zhàn)和日常模擬演練的需要。但是，以上研究的重點多在于重大危險源的日常監(jiān)管工作上，沒有完善的應(yīng)急指揮功能，不具備智能決策分析功能。

本文圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成、智能化設(shè)備防護(hù)、智能化人員防護(hù)、智能化安全環(huán)境創(chuàng)建、安全大數(shù)據(jù)分析，充分利用互聯(lián)網(wǎng)4G+的優(yōu)勢、人工智能等技術(shù)，以“時時刻刻預(yù)防、隨時隨地管理”為理念，構(gòu)建高度智能的生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心，主要用于完成應(yīng)急管理和指揮的日常工作，以及應(yīng)急預(yù)案、作業(yè)管理、應(yīng)急培訓(xùn)、演練與評估、應(yīng)急安全預(yù)警及日常外部信息分析等工作。同時實現(xiàn)智能生產(chǎn)調(diào)配、智能故障處理、智能視頻監(jiān)控、智能決策分析等，以確保應(yīng)急情況下各業(yè)務(wù)之間快速響應(yīng)、高效配合、輔助決策、及時修復(fù)故障并減少事故損失。

1 總體系統(tǒng)架構(gòu)

生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心是智慧電廠應(yīng)急指揮場所、綜合性管理運行中心。生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心以生產(chǎn)、管理等基礎(chǔ)系統(tǒng)為支撐，通過大數(shù)據(jù)平臺匯集目前已建設(shè)的全廠信息資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享；基于統(tǒng)一開發(fā)平臺部署生產(chǎn)應(yīng)急指揮系統(tǒng)應(yīng)用軟件，從而實現(xiàn)指揮調(diào)度、融合通信、預(yù)案管理等綜合應(yīng)用；一方面為管理者提供直觀的信息展示，另一方面為生產(chǎn)人員提供應(yīng)急預(yù)案及輔助決策。根據(jù)以上生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心的建設(shè)需求，以業(yè)務(wù)集中化、流程規(guī)范化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、操作人性化為原則設(shè)計生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心，通過參考業(yè)界相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制定出本系統(tǒng)架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

1）基礎(chǔ)支撐層

基礎(chǔ)支撐層主要指保障上層系統(tǒng)正常運行及功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，包括已有的SIS、MIS、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)，以及后續(xù)可支撐應(yīng)急管理需求的新建系統(tǒng)（如人員定位、三維建模、全廠無線覆蓋等系統(tǒng)）、智能火電指揮中心硬件環(huán)境建設(shè)和大屏顯示系統(tǒng)等。

2）數(shù)據(jù)管理層

主要涉及生產(chǎn)應(yīng)急指揮系統(tǒng)的典型案例庫、風(fēng)險隱患庫、預(yù)案庫、基礎(chǔ)信息庫等，以及大數(shù)據(jù)平臺。

3）智能應(yīng)用層

基于統(tǒng)一開發(fā)平臺，開發(fā)生產(chǎn)應(yīng)急指揮系統(tǒng)應(yīng)用，主要包括指揮調(diào)度、預(yù)案管理、融合通信及人臉識別等。

4）用戶層

用戶層是面向廠區(qū)各級領(lǐng)導(dǎo)、智能部門、電廠員工、上級單位智慧調(diào)度中心等，為其提供信息系統(tǒng)服務(wù)。

2 中心功能需求及實現(xiàn)

2.1 指揮調(diào)度系統(tǒng)

1）統(tǒng)一GIS服務(wù)

地理信息系統(tǒng)在應(yīng)急管理工作中起著非常重要的作用［9］。以地圖服務(wù)為基礎(chǔ)，建立基于GIS 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)，使應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實現(xiàn)可視化體現(xiàn)，直觀地反映突發(fā)事件周邊的地形地貌、保護(hù)目標(biāo)和危險源以及相關(guān)資源的分布，便于領(lǐng)導(dǎo)在應(yīng)急事件中準(zhǔn)確掌握事件發(fā)展態(tài)勢，優(yōu)化資源配置，快速制定事件處置方案。

2）指揮調(diào)度系統(tǒng)

利用應(yīng)急指揮中心大屏、視頻監(jiān)控等設(shè)施，實現(xiàn)可視化的指揮調(diào)度。通過與預(yù)案管理系統(tǒng)相配合，加快電廠對應(yīng)急事件的反應(yīng)處置速度。指揮調(diào)度系統(tǒng)包括資源監(jiān)控、空間拓?fù)浞治觥⒈O(jiān)控視頻區(qū)域分析、錄像回放查詢、操作日志查詢等功能。

2.2 融合通信系統(tǒng)

1）實現(xiàn)硬件交換機(jī)所提供的全部語音功能。能靈活組合功能，系統(tǒng)升級方便。能解決一些交換機(jī)無法實現(xiàn)或存在缺陷的相關(guān)功能。

2）為用戶提供可視化調(diào)度界面，通過座機(jī)、手機(jī)、對講機(jī)、單兵設(shè)備等為指揮調(diào)度和應(yīng)急處置提供語音對講、會議會叫、廣播呼叫、短信、視頻監(jiān)控等多媒體功能。

3）為專網(wǎng)、英特網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、3G、4G等網(wǎng)絡(luò)提供豐富的調(diào)度手段和能力。

4）支持符合標(biāo)準(zhǔn)的SIP 話機(jī)。依托軟交換的優(yōu)勢，提供了豐富的多媒體接入能力，融合有線電話、無線電話、集群對講、短信、數(shù)據(jù)服務(wù)等多種關(guān)鍵業(yè)務(wù)，避免系統(tǒng)相互獨立導(dǎo)致不兼容的問題，解決了多個用戶終端不能無縫和統(tǒng)一調(diào)度的問題。

2.3 預(yù)案管理系統(tǒng)

智能預(yù)案系統(tǒng)［10］是管理各類事件的處置預(yù)案的應(yīng)用系統(tǒng)。它在處理應(yīng)急事件發(fā)生的指揮過程中可發(fā)揮重大的輔助作用。各部門可在智能預(yù)案系統(tǒng)中針對各類突發(fā)事件建立處置預(yù)案，并形成預(yù)案庫。系統(tǒng)關(guān)聯(lián)生產(chǎn)、消防，內(nèi)置專家?guī)?、各類信息資源，可與應(yīng)急處置部門快速聯(lián)動處置。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時，智能預(yù)案系統(tǒng)可根據(jù)事件的性質(zhì)、傷亡規(guī)模、嚴(yán)重程度等信息檢索出符合條件的預(yù)案列表。這些預(yù)案可為指揮人員在處置突發(fā)事件時提供參考，以加快突發(fā)事件的處置速度并提高突發(fā)事件的處置效果。

智能預(yù)案系統(tǒng)功能可分為預(yù)案制作、預(yù)案發(fā)布、預(yù)案觸發(fā)、預(yù)案指揮、預(yù)案執(zhí)行監(jiān)控、預(yù)案處置歸檔、知識庫這7個功能模塊。

2.4 智能人臉識別系統(tǒng)

利用先進(jìn)高準(zhǔn)確度的人臉識別技術(shù)手段，在電廠特定區(qū)域?qū)α鲃尤藛T、外訪人員進(jìn)行管理；大樓部分區(qū)域可通過人臉門禁方式進(jìn)行身份驗證開門；辦公區(qū)域可通過人臉識別完成職員考勤統(tǒng)計。實現(xiàn)重要場所“身份核驗”，重點區(qū)域“身份識別”，對授權(quán)員工人臉記錄留檔，非授權(quán)人員進(jìn)行重點布控并報警，達(dá)到24 h自動值守，提高電廠安全防范等級。

在廠區(qū)門口安裝高清人臉抓拍攝像機(jī)，與閘機(jī)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)人臉識別開門；在辦公區(qū)、庫房等重要室內(nèi)場所安裝人臉識別門禁機(jī)，通過系統(tǒng)統(tǒng)一授權(quán)開門，并實現(xiàn)考勤等功能；在辦公樓前等重要區(qū)域部署人臉抓拍攝像機(jī)，對出現(xiàn)在視頻畫面中的人臉采取無感知自動抓拍，并通過后臺實現(xiàn)多點的布控，系統(tǒng)自動捕獲、分析、處理收集到的人臉信息，能快速地掌握到布控區(qū)域人員信息，實現(xiàn)高效的安全保衛(wèi)工作。

2.5 系統(tǒng)對接設(shè)計

項目涉及與多個系統(tǒng)的接口對接工作，因此，指揮中心大屏系統(tǒng)通過嵌套及SDK 方式將所有數(shù)據(jù)及功能進(jìn)行調(diào)用顯示。

1）與SIS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)對接

支持在大屏上顯示SIS 系統(tǒng)、MIS 系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)融合，可任意切換顯示前端分集控室的系統(tǒng)界面數(shù)據(jù)，實現(xiàn)同時查看視頻與生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，為應(yīng)急事件管控指揮提供實時依據(jù)。

2）集中控制功能

支持通過平板終端或PC 終端統(tǒng)一控制指揮中心內(nèi)顯示屏、音響系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)的開關(guān)，控制大屏顯示信號的切換，這并不影響其原有的手動操作功能。

3）分級管控功能

廠內(nèi)共設(shè)置1 個智能指揮中心，5 個分集控中心，要求在各個分集控中心配置下級管控終端設(shè)備，指揮中心能通過預(yù)案一鍵調(diào)度指揮所有分集控中心，并實時顯示各分集控中心情況。分集控中心能互聯(lián)互通，按需分享事件信息，能按需調(diào)度廠內(nèi)所有安保、工業(yè)電視系統(tǒng)視頻信息，并將對應(yīng)視頻切換至分控屏幕上顯示；能按需調(diào)度廠內(nèi)所有音視頻信號，與指揮中心、其他分集控中心發(fā)起視頻對講；也能按需調(diào)度GIS地圖信息，就近處置應(yīng)急事件。

4）與視頻監(jiān)控平臺對接

將目前工業(yè)監(jiān)控整合至安保監(jiān)控中，由智能管控平臺與安保監(jiān)控系統(tǒng)對接，實現(xiàn)智能管控平臺可調(diào)用安保監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控畫面以及視頻控制等功能。

5）大數(shù)據(jù)存儲

支持大數(shù)據(jù)存儲功能，為今后指揮中心接入全廠大數(shù)據(jù)平臺提供數(shù)據(jù)接口。

6）單兵注冊接口開放

提供單兵設(shè)備注冊接入接口協(xié)議，支持自主開發(fā)。

7）遠(yuǎn)程訪問功能

支持遠(yuǎn)程訪問功能，上級單位可調(diào)取查看所有實時畫面與音頻信息。

8）與視頻會議系統(tǒng)對接

支持整合電廠原有視頻會議系統(tǒng)，可在指揮中心大屏幕顯示墻與音響系統(tǒng)中同步還原視頻會議終端音、視頻信息。

3 結(jié)語

本生產(chǎn)應(yīng)急指揮中心的建設(shè)不僅是智慧電廠需要集中展示的載體，也是統(tǒng)一的物理場景與大數(shù)據(jù)分析展示的窗口。匯集目前已建設(shè)的視頻網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)對電廠管理事件的實時監(jiān)控，構(gòu)建運行體征指標(biāo)體系和監(jiān)測模型。通過大屏呈現(xiàn)的方式全方位展現(xiàn)視頻監(jiān)視系統(tǒng)、SIS 系統(tǒng)、MIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)、經(jīng)營營銷等運行體征狀態(tài)。同時，基于中心的智能化視頻分析能力以及綜合應(yīng)用功能，能夠全面了解公司的生產(chǎn)、安全、經(jīng)營狀況，還能夠直接與現(xiàn)場作業(yè)人員視頻互動，實現(xiàn)智能化、可視化指揮調(diào)度和輔助決策。