广东能源集团科学技术研究院邹祥波：基于AI三维可视化智慧安防技术应用研究与工程示范

“安全方面有一些共性问题，一个是承包商实力参差不齐，人员素质良莠不一，安全意识比较薄弱。监管力量也是不足的，监管方式也比较单一，特别是在大小休的时候，通常一个项目负责人要负责几个项目点，通过现场巡查的方式来进行监督。第三是安全制度、安全措施虽然说已经非常健全，但是落实不到位。综上所述，安全监管方式还是以安防为主，很难应对新时期新任务。”

——广东能源集团科学技术研究院有限公司新技术中心主任邹祥波

4月27日，华北电力大学技术转移转化中心与中关村华电能源电力产业联盟联合主办的2021年智慧电厂论坛（第一期）在广东深圳成功举办。在4月28日举办的《大数据+5G赋能智慧电厂》分论坛上，广东能源集团科学技术研究院有限公司新技术中心主任邹祥波发表了以《基于AI三维可视化智慧安防技术应用研究与工程示范》为主题的演讲。

直播专题:2021年智慧电厂论坛（第一期）

文字实录如下：

基于AI三维可视化智慧安防技术应用研究与工程示范给大家做一个阶段性汇报。

我们做了智慧安防方面的探索工作，大家都知道，安全方面有一些共性问题，一个是承包商实力参差不齐，人员素质良莠不一，安全意识比较薄弱。监管力量也是不足的，监管方式也比较单一，特别是在大小休的时候，通常一个项目负责人要负责几个项目点，通过现场巡查的方式来进行监督。第三是安全制度、安全措施虽然说已经非常健全，但是落实不到位。综上所述，安全监管方式还是以安防为主，很难应对新时期新任务。

基于以上情况，我们希望能够打造主动预防、主动发现、主动提醒、主动抑制、主动监督，最终实现集团的本质安全管理体系。

经过半年多以来的探索，我们在集团端和生产端同步研发了一套贯穿生产现场人员作业、设备安全、环境监测的智慧安防平台，在集团端主要实现AI算法训练来部署，第二是远程监督检查，第三是多维度大数据分析，第四个是应急管理的调度。电厂端实现了AI图象识别，作业可视，视频融合，电子围栏等等技术，最后实现集团端和电厂端云边结合的技术。

这是我们的系统机构，部署在集团端的是三个平台，一个是AI开放平台，也就是算法训练层，第二是算法的部署层，第三个是大数据分析和集中管理平台。在电厂端做了一个三维可视化智慧安防平台，并且把现有的一些智能摄像机给融进去了，这个项目是在珠江电厂进行示范。

AI开放平台和应用平台是采用了海康卫士的产品进行了私有化部署，首先我们现场获取少量样本之后，导入AI开放平台进行监督学习、迅速、校正之后发布粗的1.0版本，发布到应用平台之后，在平台上快速下发到电厂边缘端，也就是摄像机，这时候智能摄像机已经初步具备了AI分析能力，但是是比较弱的，分析完了之后，图片可以反馈到平台，并且经过人工和技术人员的审核，所以这个地方是要花很多时间的。正确图片可以有效导入，错误图片删除，通过优化迭代实现算法优化。

这是群力群策想的16种算法，前面的三种安全帽、安全带、工作服都比较容易实现，通过现有的样本可能几千张样本图片就可以去达到95%以上的识别率。下面的一些特定场景的比如动火、吊装等等是需要大量的样本量才能实现算法突破，所以为什么我们的AI训练平台要部署在集团端，因为单个样本量太少了，所以部署在集团端，各个电厂的样本数据抽上来，对算法识别更有提升。算法优势是我们的算法是私有化部署，完全自主知识产权，云边协同的快速落地，第四是持续迭代优化。

这是部署在集团端的大数据分析平台，集团端主要是宏观的管理能力，所以可以实现日常监管，还有专项检查，以前我们集团有几十家生产单位，要去检查的话要花几十天，如果我们在这个系统全部上线之后，一天半天时间就可以检查到现场作业情况。中间的是广东省地图，还没有做完，到时候所有电厂的布点都会在上面，我点击这一个点，就可以看到那个电厂所有安防数据，都可以调度出来，包括现场的视频情况，可以实现远程的监督检查，这是最重要的功能。第二就是大数据分析，包括不同违章类型的分析，比如说全集团的违章类型经过统计之后发现了高空作业是违章最多的，我们就可以去针对性开展高空作业的专项培训，来提升大家这方面的作业水平。还有违章数据也可以进行分析，比如一个季度下来发现，A厂是违章最多的，我们就可以对某一个电厂进行是提醒谈话或者约谈通报之类的有效管控。

这是在电厂端做的驾驶舱，中间这一块是电厂平面的地图，这几个颜色是表示正在作业的情况，红色代表最高风险，也是大家最关注的，点进去之后就会看到里面的三维界面，左边是人员信息统计，包括访客，承包商，项目厂内职工的情况，还有高风险作业的情况，包括动火和监控业，还有违章情况，右边是工作票，现场作业的作业点统计，比如说汽机和锅炉，最下面中间是实时报警，智能报警的展示。

在电厂端建了安全态势感知中心，是专门的监控中心，监控中心要配备专门的人员来进行运作，下班之后会交给运行机控室负责监督管理。在平时，设备管理部还有安监部门也会进行日常监督管理，所以会实现多层级的管控。

这是三维可视化平台的功能，下面向大家一一介绍。

AI图像识别就是在集团侧进行学习训练之后，会马上下发部署到电厂侧，电厂摄像机就具备AI图像识别功能。这里是一个案例，做皮带的检测，我们也发现单纯用智能机器人是很难去完成全过程的无人化职守，所以说通过其他的智能摄像机和分布式传感器，组合式的多智能体模式来实现皮带跑偏实测，主要是对关键部位进行全天24小时的监控。

这个是对双光谱红外热成像进行识别。

高风险吊装作业识别是另外增加了一个程序，如果识别到高风险作业，我们后台程序会判断高风险区域是否办理了工作票，接着就会判断票面上的人员是否准确，是否具有特种作业资格证。最后是进行施工行为规范识别，比如说动火，按照安全管理规程的话，动火旁边是要有消防器材的，摆放位置是否合理，吊装职业是有围避区域，所以不单纯是一个AI图像识别，是把整个安全管控的流程全部融进来。

第二是作业可视，我们做了一个室外和室内的建模，室外通过倾斜摄影做了1.5平方公里，整个厂区的扫描，室内是一个激光扫描形式，大概是3.3万平方米，基本上实现了全厂区所有重点区域的三维建模。再往下深入就是作业点的可视化和人员信息可视化，只要现场有作业点的情况，我们把工作票信息全部融入，工作包括票的信息，工作包成员，项目负责人，作业区域、风险等级全部考虑。人员信息我们是这样考虑，分了不同颜色的划分，蓝色是代表自己厂内的职工，黄色代表承包商，白色代表外来访客和临时人员。红色是代表新进场或者已经有过违章记录的承包商，因为我们集团有个承包商的积分管理办法，对已经违章的就会扣分，扣分的话这个承包商是我们重点监管的对象，所以我们重点会盯住红色头像，这就是容易发生违规违章事件的人群。

接下来是视频融合，刚才三维界面上只是宏观的展示，再进一步进到摄像区的话，可以通过现场的调度现场视频可以全过程监控现场作业情况，实行远程监管。包括集团也是可以调到每一个电厂现场监管情况的。

第四是电子围栏技术，我们在现场在汽机锅炉等布了101个定位基站，210个摄像头，66个定向广播，109个人脸抓拍机，电子围栏是用于区域定位和人脸识别相结合的方式综合判别，为了防止作业人员借用其他人的工作卡混进生产区域的现象，所以人卡必须合一，才能够在生产线上正常作业。

人员定位，我是用射频定位基站的方式和人脸识别设备，为什么不用UWB呢？因为UWB是目前市场上精确度最高的，号称可以达到十厘米，但是考虑到投资成本和现场作业的需求问题，我们觉得射频技术也可以满足现场的需求，所以说就采用了这个技术。这个技术也是进行人员轨迹查询。

风险提醒，在氨站、氢站、电气房一些高危高风险的区域，人员进去作业之前，会进行风险告警，比如说里面还存在什么隐患没有处理，里面有什么安全风险或者应急措施，都会进行一到两分钟很简洁的告示，在结束之后，人脸识别系统才会对作业人员进行开放，大家才会进去正常作业。

通过AI图像识别、人员识别、电子围栏等等一些技术，就可以对生产区域进行全区域智能管控，举个例子，整个行业都会有发生交叉作业的情况，在电气房，经常有没有授权工作票的人进去作业，我们这个系统上了之后可以杜绝这个情况，因为电气房门口有设备，只有授权的才能进入，如果没有授权，是外面的人，人脸抓拍机马上可以把你抓拍，马上报警。电子围栏里面是进去之后，在作业过程中，我们都知道工作负责人最重要的，他一旦离开区域之后，也会系统马上报警，报到安全态势感知中心，就会有人马上介入。

应急管理，我们把应急的相关程序、预案系统全部纳入到三维可视化安防管理系统来。我们是想在智慧安防系统里实现一键启动功能，如果来了台风或者哪些预警机制，就会马上启动，启动以后，各个层级的包括指挥部，包括各个工作小组的组长，骨干人员，所有人员都会收到相应的简洁明了的工作任务安排，并且在安防平台里是可以监控到这些任务的完成情况。同时可以调度到一些比较重要的场所视频，可以看到消防车和一些物资的准备情况，每年汛期四五月份，全集团都要进行三防安全检查，效率不是很高，目前情况是每个电厂跑很久，如果系统上线之后，可以在线上进行三防安全检查，效率就会大大提高。

另外在极端天气下，比如说刮风下雨，打雷闪电，台风的情况下，我们的人出去巡检是非常危险的，所以基于这个考虑我们设置了一级巡警路线，按照这个路线可以在线上进行云巡检，在特殊极端情况下，按照线路进行巡检，每个摄像头都可以监控到设备的状态。

最后是特别防护期管理，这是我们集团自己的一个特色管理制度，在重要时段，重大活动，比如说建党100周年，十九大，重要节假日，或者上级部门认定的，广东的同志们都知道十九大之前是进入了特别防护期，特别时期都挥金如特别防护期，一旦启动，所有的状态都会改变，特别防护期启动的话，现场是尽量不可能去施工的，除非是非常非常紧急的作业。驾驶舱也会进行相应的调整，特别是管理的程序会进行相应的更新，限制非必要的承包商入场，自动对生成保障物资、环保指标进行统计。特别是对现场作业人员，因为特别防护期里，现场设备需要全过程24小时监控，现场一旦有作业，业主的人必须在旁边全过程监管，如果现场作业没有业主的人监管，就会马上报警。

这个成果现在还在推进当中，预计7月底会结题验收，我们以珠海电厂为试点做示范，在验收之后，我们会形成菜单式的选择方案，有两个版本，一个标配，一个高配，经济效益一般的厂区就必须让它标配，如果经济效益比较好的话可以高配，就可以选择更多配置，也是希望在我们集团进行复制，总的来说提升整个集团的安全管控力和安全管理水平，也希望各位专家来我们集团进行指导、交流，谢谢大家。

（来源：北极星电力网，发言为北极星电力网根据速记整理，未经本人审核，如需转载请完整转载全文不允许删减）