智慧電廠有限空間作業(yè)5G智慧應(yīng)用初步探析

曾新杰

福建晉江天然氣發(fā)電有限公司 福建 晉江 362200

引言

安全生產(chǎn)一直以來是晉江氣電的公司重點(diǎn)，也是發(fā)電企業(yè)賴以生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。晉江氣電生產(chǎn)區(qū)域大，有限空間作業(yè)區(qū)域較多，涉及鍋爐、凝汽器、儲(chǔ)水罐、電纜溝、井等各種區(qū)域。由于該類型作業(yè)特點(diǎn)特殊，安全的風(fēng)險(xiǎn)一直是安全監(jiān)管部門頭疼的地方。應(yīng)急管理部調(diào)查評估和統(tǒng)計(jì)司2020年曾專門下文《關(guān)于加強(qiáng)有限空間作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管控的通知》，公司目前正根據(jù)要求不斷加強(qiáng)有限空間作業(yè)管理。

安全是智能電廠構(gòu)建的重要部分，也是最能體現(xiàn)大數(shù)據(jù)、智能化、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景結(jié)合地方。而5G是面向2020年以后移動(dòng)通信需求而發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也是國家今年推出新基建的重要領(lǐng)域。本論文主要基于5G研究和實(shí)踐電廠安全的部分經(jīng)典場景，希望逐步打開智慧電廠的部分應(yīng)用建設(shè)和創(chuàng)新的大門，更好發(fā)揮管理和智能集成的效應(yīng)。

1 需求分析

在電力行業(yè)，有限空間監(jiān)管是公認(rèn)的普遍存在的難點(diǎn)，晉江氣電亦是如此，我們亟須思考和研究在新技術(shù)新經(jīng)濟(jì)背景下的一些有效辦法。難點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下兩大方面：

（1）有效空間內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境惡劣，各種危險(xiǎn)的情況如有毒氣體、含氧量不足普遍存在，時(shí)有發(fā)生觸電情況，對現(xiàn)場的檢修人員構(gòu)成很大的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。

（2）有限空間作業(yè)檢修過程監(jiān)管是難點(diǎn)，外部監(jiān)督人員如何實(shí)時(shí)了解內(nèi)部工作情況并進(jìn)行互動(dòng)，并進(jìn)行應(yīng)急性救援準(zhǔn)備和施救，是業(yè)界普遍頭疼的地方[1]。

2 5G+有限空間智能創(chuàng)新應(yīng)用思考

在國家大力推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之際，筆者主要研究如何結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有限空間作業(yè)過程輔助智能化應(yīng)用的融合實(shí)現(xiàn)，以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

主要的研究創(chuàng)新如下：

圖1 5G+有限空間智能應(yīng)用示意圖

實(shí)現(xiàn)步驟如下：

（1）智能安全帽增加監(jiān)測模塊，實(shí)時(shí)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)巡檢人員“生命體征監(jiān)測”，以保障巡檢人員在有限空間內(nèi)的安全。

（2）技術(shù)人員穿戴智能安全帽+AR眼鏡進(jìn)入有限空間，提取現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過5G CPE 設(shè)備傳輸至后臺(tái)遠(yuǎn)程，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專家與現(xiàn)場人員視覺共享，以及信息共享，保證交流的精確性和有效性。

（3）智能安全帽+AR眼鏡自動(dòng)識別設(shè)備，通過一體化平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)，疊加在設(shè)備上，并給出運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，故障預(yù)防警報(bào)提醒；實(shí)時(shí)記錄過程，問責(zé)溯源，提高電廠巡檢質(zhì)量與效率。

（4）基于電廠設(shè)備數(shù)字化與三維建模，大幅提升員工對復(fù)雜部件的結(jié)構(gòu)認(rèn)知與操作規(guī)范，從而降低培訓(xùn)成本，提升整體員工素質(zhì)與工作效率[2]。

3 難點(diǎn)分析

3.1 難點(diǎn)

5G是新課題，既不同于傳統(tǒng)應(yīng)用，又和實(shí)際工作有千絲萬縷的聯(lián)系。5G因?yàn)樯婕靶录夹g(shù)、新思路、新方法的運(yùn)用，將會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)：

（1）新技術(shù)的挑戰(zhàn)。5G會(huì)打破原有的系統(tǒng)集成的方法，利用5G高速、低時(shí)延的特點(diǎn)，將很多系統(tǒng)的通道由有線變成無線，對應(yīng)的設(shè)備也會(huì)發(fā)生變化，設(shè)備和系統(tǒng)的兼容性都要慎重考慮，此外是不是應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)也要根據(jù)實(shí)際需要。

（2）場景的選擇挑戰(zhàn)。對于5G新生事物來說，構(gòu)建5G的應(yīng)用一般費(fèi)用都是不低的，如何選擇合適的場景進(jìn)行試點(diǎn)構(gòu)建是十分重要的，而不是盲目的大項(xiàng)目一推而上。

3.2 采用基于云的技術(shù)架構(gòu)

整個(gè)智慧電廠5G創(chuàng)新應(yīng)用主要是由“用”“云”“管”“端”四個(gè)維度組成?！坝谩敝饕菓?yīng)用側(cè)的系統(tǒng)，比如有限空間應(yīng)用管理?！霸啤笔窃贫斯芾砘?，通過智慧電廠一體化平臺(tái)，整合電力需求的所有系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中管理，統(tǒng)一調(diào)度，能節(jié)省大量煩瑣的重復(fù)操作，提高工作效率?！肮堋敝饕峭ㄟ^5G的傳輸網(wǎng)絡(luò)，可制定傳輸專網(wǎng)，通過VPN方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)穿透，能夠保證數(shù)據(jù)的流通以及安全性?！岸恕笔亲钋岸说脑O(shè)備，通過各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如傳感器，高清攝像機(jī)，智能儀表等等智能化設(shè)備，把數(shù)據(jù)采集后上傳到一體化平臺(tái)，電力維護(hù)人員只需要遠(yuǎn)程通過數(shù)據(jù)判斷來實(shí)現(xiàn)日常監(jiān)管。

3.3 5G基站建設(shè)

在原有4G基站基礎(chǔ)上，加裝5G設(shè)備設(shè)施，同時(shí)在化學(xué)樓加立天線，實(shí)現(xiàn)機(jī)組鍋爐周邊區(qū)域，儲(chǔ)水箱、儲(chǔ)氣罐、鍋爐、汽包、凝汽器等有限空間內(nèi)的智能安全帽信號回傳。

圖2 晉江氣電5G基站部署示意

4 結(jié)束語

4.1 創(chuàng)新方面

探索5G新技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用和融合，通過有限空間領(lǐng)域應(yīng)用大膽創(chuàng)新，特別引進(jìn)智能安全帽集成相關(guān)傳感技術(shù)，能為有限空間工作人員的安全提升保障，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 價(jià)值應(yīng)用

除了在本文前面提到的一些場景，5G在智能安防的可利用的場景很多，如機(jī)器人巡檢等。本文希望通過筆者提到的有限空間典型場景和創(chuàng)新應(yīng)用，啟發(fā)相關(guān)人員的思考，推動(dòng)信息化建設(shè)者更好的企業(yè)信息管理和5G結(jié)合起來，提升應(yīng)用的價(jià)值和品位，為集團(tuán)“智慧福能”戰(zhàn)略的信息建設(shè)貢獻(xiàn)更大的力量。