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智慧电厂智能化整体解决方案

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当前,发电行业信息化处于以业务驱动的管理信息化与以数据驱动的智能化、智慧化交互的阶段。我们提出以人工智能AI和大数据为基础的智慧电厂安全生产系统,打造更智能、安全、经济、环保、高效、可靠的智慧电厂

在我国加大能源结构调整,提高能源利用水平,实现能源利用与信息的深度融合,构建智慧能源体系的背景下,通过深入分析当前智能电厂建设的现状,融合人工智能AI、大数据、物联网、可视化等先进技术,结合现有电厂数字化水平,提出智能联合循环电厂建设方案。通过融合全厂生产、管理和经营信息,构建一体化平台。

通过十多年的发展与进步,视频技术作为“眼见为实”重要手段,简单的“防火防盗”的安防作用已经趋近于饱和,但它作为“监督与管理”的监控作用却只处于萌芽状态。它们虽然都是需要通过视频技术实现,但安防作用主要是本大楼或是本单位的保安等安保人员使用,我们通常叫它为“视频报警系统”。而管理作用却是远程的管理人员使用,后者的技术范围相对要广得多了,我们通常叫它为“安全生产管理系统”。

从另一个角度,摄像头的安装工作已经趋近于饱和,而如何让这些已经装好的摄像头发挥更大的价值,即“视频应用领域”却只是刚刚开始。这个领域更关心的不再是简单的能不能看到视频,而是如何让更多的人在基于公网或是专网的远程环境下看到视频,实现“看得见的企业管理”。视频的接入数量也因突破了本地物理线路的限制,从独立的几十路的子系统,通过成几十上百个子系统的联网,成为了上万路的海量系统。
需求分析
  基于互联网+的安全管理

基于互联网+的安全管理是通过定位基站和定位标签采集定位数据,通过基础配置维护区域、标签和人员的关系,通过集成定位数据和关系模型,形成人员定位、人员轨迹回放、动态预警、区域及设备监测等应用功能,如图2所示,在这些集成应用功能的基础上,开展进一步的数据分析和处理,形成诸如安全管理、考勤管理、考核管理等高级应用功能。

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基于人工智能AI的安全生产

智能视频分析技术,计算机视觉技术是人工智能(AI,Artificial Intelligent)研究的分支之一,它能够在图像及图像描述之间而视频监控中所提到的智能视频技术主要指的是:“自动分析和抽取视频源中的关键信息。”如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。就智能视频分析技术而言,其本身是一项信息技术,为建筑施工质量安全管理提供了先进技术手段,通过安装在建筑施工作业现场的各类传感装置,构建智能监控和防范体系,就能有效弥补传统方法和技术在监管中的缺陷,实现对人、机、料、法、环的全方位实时监控,变被动“监督”为主动“监控”;同时,其也将为安全生产监督管理引入新理念,真正体现“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。传统的施工监测、易受人为影响且效率低下。通过引入物联网技术,可以有效提高建筑施工质量,进而构建智能家居、智能建筑,并最终达到创造智能城市的目标。

一体化平台

一体化平台以设备管理和发电生产为主线,以资产管理为核心,对电厂人员、资金、材料、设备、技术等各种资源进行优化管理,实现电厂实时生产过程与人、财、物等价值链的高度集成与协作,引导企业从常规管理迈向精细化闭环管理。管控一体化主要实现:

1)生产实时信息与管理信息系统的集成,使管理信息系统的应用模式由管控分离向管控一体化转变;

2)完成应用系统从部门级单项应用到企业级,涵盖生产、采供及人事、设备等环节的整体应用,使系统的应用架构由分散应用向整合应用转变;

3)达成在全厂范围内形成信息共享、增值的机制,使系统的数据管理由分散管理向集中管理转变。

 

智能电厂建设目标

智能电厂是传统数字化电厂的进一步延伸,除传统数字化电厂所要求的及时、全面、准确地获得电厂的信息以外,更加强调对所获得信息的融合及挖掘分析,以期实现电厂的安全可靠、经济高效、精益管理以及管控一体。

安全可靠:以可靠性为中心,利用大数据和云计算等技术手段挖掘和分析设备生产信息,诊断设备的健康状态,优化设备检修策略;深入融合人员信息、设备状态信息、环境信息以及安全管理信息,构建起以人、机、环境及管理为核心的数字化安全管理体系。

经济高效:以节能监督为中心,利用人工智能、云计算等技术手段挖掘分析机组、系统和设备的生产信息,诊断机组经济性水平;融合先进仿真技术,优化调整机组及系统的运行方式。通过机组快速启停机、自启停机、负荷优化分配等优化控制技术的应用,结合不同机组实际性能,建立满足经济、环保和高效的多目标柔性优化控制策略。

精益管理:以设备为核心,整合设备资产信息,结合设备三维虚拟技术,建立可视化设备资产信息管理中心;结合互联网技术,构建数字化仓储系统,实现备品备件的数字化管理;结合设备可靠性和经济性状态,合理优化定期工作。

 

1.4.设计目标

1.4.1.全景多目标自动跟踪分析

在电厂布署全曩自动跟踪球,配合智能分析算法,达到:少设备,简施工,低成本,全覆盖,不遗漏,自跟踪的理想效果,在生产现场至高点安装一套全景多目标自动跟踪枪球,一套设备能够覆盖整个生产现场,对整个生产现场所有运动目标进行跟踪,可以设置每个目标的跟踪时间,对跟踪目标进行自动跟踪并拉近放大,视频跟着目标移动,对在此基础上,配合人工智能AI的算法,对目标进行进一步分析,首先判断目标是否是需要分析的对象,比如人或者车等进行分类,然后对分类的目标再进行规则的判断,比如是人判断有没有戴安全帽,有没有进行指定区域等判断,最好对违反规则的行为进行自动预警提醒,包括自动弹出视频,语音提示,地图定位等等预警行为。达到多套AI算法叠加的效果,真正达到AI+基建的行业应用解决方案。

可视化、智能化管理

对电厂所有的管理都基于4K地图和监控视频的可视化管理,基于人工智能AI的智能化管理,通过物联网的传感器自动感应危险情况的出现,提前预警,通过技术手段解决人眼疲劳和视频太多看不过来;

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跨系统大联动

基于视频的报警大联动,电子围栏、视频监控等多个系统大联动,原来各个系统都是孤立的,本方案设计之后对各系统进行整合联动,当有一个系统检测到异常之后,马上可以联动其他系统进行预案管理,解决系统太多,操作太复杂、太专业,各系统数据使用价值低的问题。

事前防范代替事后查证

原来各系统出现异常之后,再通过视频监控来查询当时发生的情况,本方案设计之后达到事故未发生之前提出预警,达到事前预防的作用。

技术防范代替人工监看

以前的监控靠人工24小时监看,人的视觉疲劳无法避免,导致事件很难在事前发现,通过本方案之后,通过智能分析,预先判断出问题,通过其他系统采集的数据进行对比,在数据达到事故点之前先提出预警,再通过各种报警方式提示相关人员,达到事前预防的作用

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通过结合4K地图和智能分析、红外对射等各种报警方式采集到信号之后,平台自动定位到报警点,并在不同层级的地图上进行自动选择,以显示更细仔的地图供现场人员做预案参考

多种报警方式提醒相关人员

本方案设计的报警方式多种多样,有大屏显示视频,大屏拼接放大,语音提示,文字提醒,地图定位,抓图,报警预录像,短信提醒,联动门禁,联动对讲等等联动功能。

实时预警

出现异常之后第一时间进行预警,比如红外对射系统报警后,平台第一时间调出对应位置的视频,供相关人员进行确认,值班人员确认报警后第一时间打开双向语音对讲功能

直观方便的统计数据

对各系统采集的数据进行统一的报表汇总输出,在统一设计的系统里输出,以各种图形,各个角度统计分析各项数据,以各种更直观的图表的形式展示出来,方便查看数据及突出问题。

高清化

本方案设计4K高清分辨率输出,拼接屏采用4K分辨率,4K地图在4K分辨率的屏上显示的版幅能达到1080P的4倍以上,也适应以后发展的高分辨率采集设备的显示要求。

减少人力

统一集中管理,减少对各工地安保人员的投入,减少事故的同时又减少了人力的投入,对少部分人员进行更专业的培训。

全融合、全媒体终端接入,指挥信息无所不达

一个平台,可以接入GIS地图、智能分析算法、物联网传感器、消防设备、图传终端和传感器等,实现对所有终端的指挥,不管相关人员具有何种终端,都能够以音频、视频、图片、文字等各种方式,实现统一的无所不达的统一指挥。

设计原则

(1)标准化

结构体系满足EIA/TIA568、IEEE 802、EIA-569、EIA-606、ISO/IEC11801 等标准。

(2)实用性

系统的各子系统,包括数据、语音、视频、控制等都满足国际标准,具备友好的用户界面,管理功能完善,方便实用。

(3)灵活性

系统中的任何一部分的联接都是灵活的,即从物理布线,到数据通讯,语音通讯,视频通讯、监控设备的联接都不受物理位置和这些设备类型的限制。

(4)扩展性

由于这些基础设施(材料、部件、通讯设备)都采用国际标准,因此,无论计算机设备、通讯设备、控制设备随技术如何发展,将来都可很方便地将这些设备联到系统中,对于系统的扩容及各部分调整带来很多方便性。

(5)安全性

数字智能化网络监控系统最大特点之一就是利用现有的,成熟的计算机存储技术存储来自网络摄像机传送的数字图像。一方面保证了高效,可靠的存储,另一方面易于存储的扩展,从而组成更大的存储空间。结合数字矩阵专业管理软件,不仅轻易存储来自网络摄像机采集到的数字图像,而且提供强大的录像检索,可以迅速检索到发生事件时段的录像资料。为处理事件提供强有力的图像证据资料。

(6)模块化

所有用于连接这些设备的适配件都是标准件,并且形成一定的功能模块,如各个采集终端作为一个独立的运作单元,其自身可以实现音视频的采集、压缩、传输等功能。作为独立模块运作对系统的扩展来说非常方便。

(7)可靠性

在系统设计中除选用符合国际通用标准的、技术上成熟的名牌产品以确保其可靠性外。还在设计中根据其功能、重要性等分别采用冗余、容错等技术,确保系统的长期稳定运行。在本系统的设计中,对各子系统的可靠性作了充分考虑,具有高效、快速的故障自诊断和自恢复功能。

(8)成熟性、兼容性

本系统设计中优选成熟、稳定、运行良好、技术可靠的设备。系统设计布置各种先进的监控设备,可方便地接入网络视频服务器,系统具有良好的兼容性。

报警联动预案详解

不管是哪种采集设备采集到的异常数据,都通过报警服务器进行统一的转换和处理,然后统一输出预警信息,产生报警联动预案

报警联动预案分为以下几种形式

 文字提示

通过系统界面提示XXX地方产生报警,联动哪个视频到哪个窗口,是什么报警类型,什么时间的报警信息等等

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语音提示

通过系统设置语音提示内容,产生报警信息之后,系统自动语音播报预设内容,提醒值班人员,尤其在夜间更有效,预防值班人员瞌睡或注意力不集中的情况漏过重要报警信息

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大屏显示视频

通过设置界面,设置报警联动,当报警产生后系统自动把对应视频切换到对应窗口上,也可以设置切换窗口为0,由系统自动选择最先显示视频的窗口来显示,并且一路报警可以联动多路视频切换,可以把报警点周边的视频都显示出来,方便做事故的追踪和预案处理。

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大屏拼接放大

设置一个拼接方案,报警之后联动拼接方案,把对应视频切到指定屏上之后,进行拼接放大,方便领导了解事故现场,也方便多个领导来参观和指挥现场工作。

  地图定位

报警后第一时间定位到精准地图上,地图支持可以缩放的矢量GIS地图、航拍拼接图、2.5D航拍地图、平面JPEG图等多种地图数据,并且支持这些地图之间任意切换,支持多级地图显示,比如平面地图,支持一张大的平面地图下再进入更小更精准的平面地图

抓图

报警之后需要留下现场照片做为依据,就需要系统支持报警抓图,而且支持连续抓多张图,可以通过系统设置连续抓图数据,方便还原事故现场

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报警预录像

为了方便快速定位事件现场,就需要针对事件进行录像,而不是事后去查询24小时录像,费时费力,由于报警存在一定的延时,报警之后再录像往往错过触发报警的关键信息,这就要求报警录像要录报警之前的一段时间,这就是报警预录像的作用,能录下整过事件发生的整个过程,而且在报警仲裁界面能非常方便快速的查看报警录像

   短信提醒

通过增加短信模块,在系统中设置联系人,当报警后,系统根据预设的内容和报警类型,生成短信内容,再根据系统设置中的联系人,对多个联系人发生短信提醒。

联动门禁

当一些重要场所报警后,需要联动门禁进行关联操作,比如银行金库报警就得关闭金库门,一些仓库等封闭场所就要打开门、窗进行通风。

联动对讲

报警之后需要第一时间联系现场,与现场进行事件的确认,在系统设置好之后,就能第一时间打开语音对讲,方便值班人员与现场进行通话沟通,系统设置好报警与对讲的联动关系后,系统自动呼叫对应的对讲方,不需要值班人员再去寻找对应现场的分机号。

   报警输出

报警输出包含各种各样的形式,是以继电器输出的形式来表示,继电器上可以接灯光、警灯、音频广播、门禁等等所有的开关量来控制的设备。

统计报表

对报警结果按类型进行汇总统计,方便查询和领导决策,以图表的方式更直观的表达出来,一眼看出哪个地方哪种类型的报警事件最多,为后期的投入和布署做参考依据。

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