最佳实践 | 数字驱动转型发展、智慧引领国家能源 ——助力某能源集团下属发电企业高风险智能识别平台成功上线应用
某能源集团下属的火力发电企业，规划装机4×60万千瓦超临界燃煤机组，于2014年正式投产，是当时某省装机容量最大、高效、脱硫、综合利用等科技含量最高的火力发电厂。
该企业以集团智慧企业指导意见为引领，通过煤场5G专网建设，探索和提升公司物联网应用，提高电力生产智能管理水平，从而符合集团公司整体发展战略。具体规划为建设基于5G技术、满足该企业全场景智慧化应用的融合性平台，以5G融合定位为基础，打通设备终端与企业生产网的安全可靠联接，利用5G企业虚拟专网的边缘计算能力，全面整合作业现场的视频图像、位置信息、人员信息等数据，以人工智能技术为引擎，梳理面向不同作业场景的违章判定规则，结合图像智能识别算法，实现对边缘计算装置接入数据的就地分析、快速研判，减少工作人员干预，降低工作强度。
需求分析
根据该企业的生产控制系统和信息化建设现状，需要以可靠的智能装置、控制系统和信息系统为基础，部署智能设备设施、智能诊断与优化运行、设备状态监测与故障预警、三维可视化、智能APP以及各类便携式智能终端设备的应用，充分利用公司智能安全管控和数据应用等平台，研究符合生产现场的智能化应用，深化业务集中管控、生产经营大数据分析、远程智能评价和诊断等工作，提高安全生产和经营管控效能。
其中，在安全生产过程中面临的诸多难题需要通过技术性创新解决，包括输煤皮带堵煤漏煤发现不及时、煤场人员进出无法管控、铁路道口及沿线人员非法闯入、翻车机溜车等安全风险。
根据该能源集团整体规划要求，计划建设智慧化企业，打造成示范发电企业，通过电厂各智慧应用的建设，将火电厂常规技术与目前先进的信息化技术有机融合，最大限度地实现火力发电厂数字化管理和数字化控制，实现电厂机组运行控制的高度智能化和信息化，最终实现“人机协调清洁高效、本质安全、智慧决策”的智慧型电厂，达到“降本、提质、增效”的目的。
建设成效
经过半年来的实施部署，已完成包括监控中心预警平台以及室内、煤场、翻车机、铁路沿线等区域的摄像头的安装部署，长扬科技通过对算法进行多轮调优，可以准确识别人员位置、堵煤漏煤、人员闯入、火车识别、翻车机识别等应用场景，解决曝光严重、大雾等天气和环境影响，实现对翻车机挂钩、溜车等特殊场景的深度定制，提升企业安全生产监测预警能力。
由长扬科技配合该企业打造的煤场高风险智能识别平台正式上线试运行。平台将指挥调度、预警分析、实时监控、巡防管理、应急处置等功能融为一体，实现“探头站岗、AI预警”。
图1现场实时监控预警
该项目主要包括设备的采购、安装和调试以及平台的搭建、模块功能的实现，主要应用场景如下：
1、三维建模
结合厂区平面图进行三维建模，展示厂区三维空间情况、人员位置情况、摄像头位置和告警情况等，完成公司安全事件、安全告警和突发事件的动态展示，实现各类信息的可视化查询，为管理人员对厂区的安全管理提供辅助支撑。
图2厂区三维建模
2、人员定位、巡检
利用基于5G通信的智能安全帽，通过内置北斗记录人员位置和轨迹信息，结合三维建模，可实时查看煤场内工作人员的位置情况，巡检人员的轨迹情况等。
图3煤场人员定位和巡检轨迹检测
3、皮带堵煤、漏煤、撕裂监测
针对该公司输煤场景，利用输煤区部署的高清摄像头，来监测输煤作业过程中皮带是否出现异常的现象，如：皮带异物、堆煤、漏煤、破损和撕裂（需使用专业高速运动相机）等情况。
通过可见光摄像机把拍摄的视频信息传到边缘端的视觉AI分析器上，采用基于图像比对+检测+分类（混合）模型并结合具体场景的智能视频分析技术，对画面中出现的状态进行AI分析来判断皮带有无异物、堆煤、撕裂和冒烟着火等异常情况的出现，有则产生报警信息，并回传到后台，通知相关人员。
图4皮带传输异常检测
4、人员非法入侵
在图像处划定限定区域，通过视觉AI智能检测引擎检测人员是否触碰或进入设定的区域，若触碰到区域边界或进入到区域，生成事件并报警。针对煤场这种开放区域，结合管理手段实现安全防范，要求人员从固定出入口进出，在边界和出入口进行人员识别。
图5限定区域人员非法入侵检测
5、铁路重点区域监测
在铁路18公里的重点区域部署高清摄像头，包括1个隧道、11个桥梁以及多个道口等位置，对人员违规闯入进行预警，并联动智能音箱进行语音驱赶播报。
图6铁路重点区域监测预警
图7人员非法入侵检测和语音驱赶
6、翻车机挂钩、溜车监测
在翻车机区域对人员操作进行监测，包括拖车机、翻车机工作期间，人员必须在黄线外，拖车机的摆臂不能越线和车厢挂钩出现碰撞导致设备损害，拖车机将车厢拖到翻车机指定区域位置，为防止出现车辆溜车，超出限定区域，需要在翻车机工作前对车厢位置和安全黄线进行对比，如果出现越界情况进行预警。
图8作业期间人员闯入检测
图9拖车机摆臂和车厢挂钩碰撞检测
图10车厢超过地面黄线检测
项目建设完成后，长扬科技针对高风险智能识别平台的应用成果进行提炼，形成项目技术成果，包括：
国家发明专利1项；
项目成果提炼及发表核心论文2篇；
软件著作权1项；
项目实施方案报告、研究成果报告等。
客户收益
该平台由感知设备和深度学习算法组成，现场采用边缘计算装置、移动布控球、智能安全帽等各类智能终端，以边缘计算装置为核心，统筹推进各类现场终端数据接入，利用AI智能、大数据分析预判等技术，快速解析可用数据，对照片和视频中的物体进行分类，并执行复杂的视觉感知任务，搜索图像和字幕，检测物体，识别和分类，在不改变该公司输煤区域原视频监控系统网络的基础上，直接接入视频流进行分析，对铁路沿线和煤场等区域的作业人员、作业设备、作业行为进行风险辨识和防范，实现智能预警、视图联动、业务融合等功能，使得传统的监控系统具备了新的能力。
长扬科技助力该企业打造的高风险智能识别平台的成功上线应用，为该能源集团下属其他发电公司的智能化建设提供了可供参考的模式与路径，不仅树立了行业标杆，同时起到良好的试点示范作用。
