變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究進(jìn)展

李杰　王天正　李永祥　田赟

[摘 要]變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全以及設(shè)備安全都有重要意義。因此，基于變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全管理方法，研究了變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及智能視頻監(jiān)控技術(shù)在安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]變電站工作區(qū)；安全監(jiān)控；智能視頻監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TM63；TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）13-0321-01

1. 引言

在變電站中，完成各類作業(yè)的主體之一是人員，因人在完成各類作業(yè)時(shí)需要在變電站內(nèi)不斷運(yùn)動(dòng)，因此在變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全區(qū)域監(jiān)控中人的行為監(jiān)控是重點(diǎn)之一。

目前在變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全管理方面存在以下問題：

1）部分工作人員自覺性不高，導(dǎo)致習(xí)慣性違章屢禁不止。如跨越護(hù)欄進(jìn)入帶電區(qū)域的現(xiàn)象、不正確佩戴安全帽、不正確穿著工作服、不按照安規(guī)要求搬運(yùn)工具、登高不佩戴安全帶、監(jiān)護(hù)人離崗等違章行為時(shí)有發(fā)生。

2）當(dāng)有監(jiān)督管理人員在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管時(shí)，極少部分工作人員對(duì)監(jiān)督管理人員要求、提醒及規(guī)章制度不屑一顧，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全隱患麻痹大意，因此很有可能在不經(jīng)意間導(dǎo)致事故發(fā)生，威脅人員生命安全，威脅電網(wǎng)運(yùn)行安全。

目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及視覺監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)開始得到應(yīng)用。特別對(duì)于無人值守變電站工作現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)控問題，對(duì)作業(yè)人員擅自穿、跨越安全圍欄或超越安全警戒線進(jìn)行警告監(jiān)測(cè)，糾正違規(guī)違章行為，防止因現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控不到位引發(fā)的誤操作、誤入工作現(xiàn)場(chǎng)等惡性事故的發(fā)生，對(duì)提升電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平有重要意義。因此，需要探尋全新的安全監(jiān)管手段，實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)高效監(jiān)管，提高監(jiān)管水平，降低作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。

2. 發(fā)展現(xiàn)狀

（1） 安全系統(tǒng)工程

安全系統(tǒng)工程是以信息論、控制論等為基礎(chǔ)，專門研究如何用安全工程、系統(tǒng)工程、可靠性工程的原理和方法，對(duì)研究對(duì)象中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)、評(píng)價(jià)、控制和消除，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及其全過程安全的科學(xué)技術(shù)。

安全系統(tǒng)工程產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代初期美英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家。美國、英國、日本等公司相繼發(fā)表了火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法、埃德蒙德評(píng)價(jià)法、化工企業(yè)六步驟安全評(píng)價(jià)法等多種評(píng)價(jià)方法，用于化學(xué)企業(yè)安全評(píng)價(jià)。以此同時(shí)，許多系統(tǒng)安全分析方法和評(píng)價(jià)方法在電子、航空、鐵路、汽車、冶金等行業(yè)得到了應(yīng)用。

我國安全系統(tǒng)工程的研究、開發(fā)是從20世紀(jì)70年代末開始的。天津東方化工廠應(yīng)用安全系統(tǒng)工程成功地解決了高度危險(xiǎn)企業(yè)的安全生產(chǎn)問題，為我國各個(gè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)、應(yīng)用安全系統(tǒng)工程起了帶頭作用。其后，機(jī)械、冶金、航空、交通運(yùn)輸、核電等行業(yè)的企業(yè)廣泛借鑒引用國外的系統(tǒng)安全分析方法，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，取得了良好的應(yīng)用效果。

（2） 變電站安全管理方法

近年來，變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全管理實(shí)行“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全工作方針，加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，狠抓現(xiàn)場(chǎng)管控，檢修現(xiàn)場(chǎng)安全措施管理方面主要有工作票制度、運(yùn)行人員操作票制度和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)危險(xiǎn)點(diǎn)分析預(yù)控卡以及繼保人員使用的二次工作安全措施票，把安全意識(shí)、制度約束、作業(yè)行為落實(shí)到現(xiàn)場(chǎng)安全管理全過程，使設(shè)備常規(guī)監(jiān)督、狀態(tài)檢修、跟蹤預(yù)控等各項(xiàng)措施實(shí)現(xiàn)無縫滲透。目前，變電站檢修現(xiàn)場(chǎng)安全措施管理存在以下問題：一是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)失去安全監(jiān)護(hù)違章作業(yè)。二是作業(yè)人員素質(zhì)不高，責(zé)任心不強(qiáng)。三是擅自擴(kuò)大工作范圍。四是對(duì)作業(yè)人員的安全教育及交底不足、不到位。五是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作不到位。

（3） 安全監(jiān)控方法

計(jì)算機(jī)智能視頻監(jiān)控是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域一個(gè)新興的應(yīng)用方向和備受關(guān)注的前沿課題。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，監(jiān)控技術(shù)正向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向不斷前進(jìn)。監(jiān)控系統(tǒng)功能日益強(qiáng)大，但是依然需要工作人員不間斷地分析監(jiān)視場(chǎng)景內(nèi)的活動(dòng)，日夜值守，工作量繁重。因此計(jì)算機(jī)視覺和應(yīng)用研究學(xué)者適時(shí)提出新一代監(jiān)控—視頻監(jiān)控的概念。視頻監(jiān)控在不需要人為干預(yù)情況下，利用計(jì)算機(jī)視覺和視頻分析的方法對(duì)攝像機(jī)拍錄的圖像序列進(jìn)行自動(dòng)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中目標(biāo)的定位、識(shí)別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷目標(biāo)的行為，從而既能完成日常管理又能在異常情況發(fā)生時(shí)及時(shí)做出反應(yīng)。計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅符合信息產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展趨勢(shì)，而且代表了監(jiān)控行業(yè)的未來發(fā)展方向，蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)和經(jīng)濟(jì)效益，受到學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和管理部門的高度重視。

目前，對(duì)計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控的研究與應(yīng)用方興未艾。計(jì)算機(jī)視頻監(jiān)控是利用計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理的方法對(duì)圖像序列進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分類、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤以及對(duì)監(jiān)視場(chǎng)景中目標(biāo)行為的理解與描述。其中，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、目標(biāo)分類、目標(biāo)跟蹤屬于視覺中的低級(jí)和中級(jí)處理部分，而行為理解和描述則屬于高級(jí)處理。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分類與跟蹤是視頻監(jiān)控中研究較多的三個(gè)問題；而行為理解與描述則是近年來被廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)，它是指對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行分析和識(shí)別，并用自然語言等加以描述。

3. 理論依據(jù)

（1） 安全系統(tǒng)工程

對(duì)于變電站安全監(jiān)控系統(tǒng)而言，它是安全系統(tǒng)工程學(xué)在變電站安全中的具體應(yīng)用，其主要目的是通過對(duì)變電站工作人員和設(shè)備工作安全相關(guān)的監(jiān)控對(duì)象某個(gè)或某一類屬性的檢測(cè)、監(jiān)控、分析評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其屬性在變電站運(yùn)營過程中狀態(tài)的變化情況。如果出現(xiàn)設(shè)備故障隱患、人員異常行為等危機(jī)安全的現(xiàn)象，提醒相關(guān)人員及時(shí)采取有針對(duì)性的措施，對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行處置、維修和養(yǎng)護(hù)，以保證變電站處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，從而保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全地工作。

（2） 安全監(jiān)控技術(shù)

目前，智能視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控管理中。計(jì)算機(jī)視覺的研究目的是利用計(jì)算機(jī)代替人眼及大腦對(duì)于景物環(huán)境進(jìn)行感知、解釋和理解。如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)則可以看作人的大腦。智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)能夠識(shí)別不同的物體，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)和提供有用信息，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。一般而言，智能視覺監(jiān)控的主要研究?jī)?nèi)容包括目標(biāo)檢測(cè)與分類、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)匹配額、目標(biāo)定位、目標(biāo)識(shí)別和行為理解（行為分析、語義描述）等。

4. 應(yīng)用情況

從國外的應(yīng)用情況來看，智能視頻監(jiān)控技術(shù)具有兩種應(yīng)用模式：一是與傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合使用，二是基于網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字化智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前，我國的從事智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的公司一般都是與國際上比較好的智能視頻領(lǐng)域的公司合作。2005年5月，北京兆維泰奇科技有限公司與瑞士Visio Wave公司合作發(fā)布基于網(wǎng)絡(luò)智能化的安防監(jiān)控解決方案。2007年3月，深圳貝爾信科技與以色列IOimage公司建立合作伙伴關(guān)系并成為中國區(qū)產(chǎn)品總代理與技術(shù)支持中心，推出了 bellsent系列產(chǎn)品，已成功在機(jī)場(chǎng)、油田、博物館、鐵路干線、倉庫等地方成功應(yīng)用。

5. 結(jié)語

視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展會(huì)越來越智能化，在有效采集信息的基礎(chǔ)上，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)比普通的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備更強(qiáng)大的圖像處理能力和智能因素，其能感知和理解的信息包括人臉（用戶身份）、人和物的行為、人員流動(dòng)、人和物的消失出現(xiàn)、人群聚集狀態(tài)、人體疲勞狀態(tài)、煙霧產(chǎn)生和蔓延等，所有需要用到這些信息的應(yīng)用領(lǐng)域，都有可能成為智能視頻分析的用武之地。變電站工作現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)使用智能監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站工作現(xiàn)場(chǎng)的全自動(dòng)化管控，對(duì)人身安全和設(shè)備安全以及對(duì)提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全水平都有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 林逢春，許曉輝，安英海等. 變電站安全監(jiān)視中人體檢測(cè)的視覺辨識(shí)研究[J]. 電工技術(shù)，2015，10：23-25.