毛华、马耀辉、闫华林

摘要

摘要：结合电厂安全生产的业务研究电厂智能安全管控系统，采用技防手段对安全生产作业过程中人的不安全行为、设备的不安全状态和环境的不安全因素进行有效的管控，利用无线、红外、视频、计算机、信息处理等技术，实现安全生产过程的可测、可视、可预警、可控制，为电厂安全生产过程管控提供有力抓手，在企业内部形成全员、全过程、全方位的安全管理体系，有效预防和减少不安全事件发生，提升电厂的安全生产管理水平。

关键词：智能安全管控系统；安全管理体系；

01

前言

黔东电厂于2005年开工建设，#1、#2号机相继于2008年、2009年投产发电，建设期间尚无对火力发电生产单位较为系统、完整的治安反恐防范要求，此前国家对火电工程的治安反恐防范设计规范和标准并没有较多成果，因此电厂相关安全建设多基于局部的实际需求，设计依据以行业规范为主，能满足电厂的总体规划、基础建设和基本运维的要求，但拓展性、系统性、智能性有所欠缺。

随着2009年1月#2机组通过168小时试运行考核，黔东电厂2台600MW汽轮机组完成由基建转生产，电厂需要通过更为系统和全面的安全防范手段，来强化红线意识，保护规划用地完整性和电力生产资产安全，减少安全防范死角，为电力安全生产提供可靠辅助与保障。

根据2021年中华人民共和国公安部发布的《电力系统治安反恐防范要求 第2部分：火力发电企业》等国家行业标准、相关部门内部制定的《防范恐怖袭击的重点目标分类分级办法（电力系统）》管理办法，黔东电厂应根据具体环境指定治安反恐防范相关措施。同时，火电工程的治安反恐防范设计和建设具备了标准化的指导方案，国内陆续也已有多个火电站同步开展治安反恐防范体系建设工作，已有一定的技术积累和应用经验。因此，结合黔东火电站目前用地规划，针对电厂智能治安反恐防范系统进行研究。

02

安全防护等级

黔东火电厂装机1200MW，设有2台单机600MW汽轮机组，出线电压等级500kV，出线2回。根据《电力设施治安风险等级和安全防护要求》及《电力系统治安反恐防范要求 第2部分：火力发电企业》要求，黔东火电厂根据重点目标风险评估、全厂整体定级为二级重点防护目标；

03

总体结构

根据黔东火电厂重点目标安全防护分级结果，本站设定为二级重点防护目标。为满足火力发电站（厂）常态防范要求，电站智能治安反恐防范系统按以下系统设置：视频监控、入侵报警、出入口控制和安全防范管理平台；同时，为满足非常态防范要求，独立配置1套便携式反无人机主动防御系统。在安全防范管理平台建立可视化安防管理界面，相关子系统接入平台，子系统间即可独立运行，也可相互联动，接受安全防范管理平台的统一调度管理。

系统总体结构设计遵循黔东火电站工程整体运行、管理条例及人员运维习惯，安全防范管理平台设于综合办公楼4F信息机房，人机交互界面设置于综合办公楼大门警务室，由电厂综合部安保人员对全厂治安反恐防范系统进行统一调度、管理；各子系统设置独立后台，均统一部署于综合办公楼4F信息机房。

系统总体结构示意图如图3-1所示。

安全防范管理平台设置上位机工作站，部署于综合办公楼4F信息机房；除入侵报警系统外，其他子系统与安全防范管理平台共用1套工作站进行设备管理和人机交互。

04

视频监控系统

4.1 总体方案

本期工程新建1套视频监控系统，后台管理设备设于综合办公楼4F信息机房，上位机软件安装于安全防范管理平台工作站；前端设备根据GA1800.2要求及全厂运行管理需要，设置于厂内各处。

现有生产设备监控、燃料监控、安保监控系统保持现状，其中生产设备监控、安保监控通过其各自后台，采用网络通信方式接入本期新建智能治安反恐防范系统安全防范管理平台，与本期新建视频监控系统并行使用。

4.2 系统功能

（1）基本功能

视频监控系统功能主要包括：视频监视、图像显示、记录回放、视频入侵报警、视频质量诊断分析功能，并具备以下智能分析能力：人脸识别、车牌识别；其中智能分析功能如下：

1）出入口人脸识别、车牌识别，支持黑名单编辑；

2）支持穿越警戒线、徘徊等人员行为和状态分析；

3）支持视频丢失、遮挡、位移等视频质量诊断分析；

4）各类报警事件分类报警、搜索、分析、回放等管理；

（2）联动功能

系统除满足上述基本功能要求外，还应满足以下与其它系统的联动功能：

1）视频监控系统主动检测到非法入侵行为后，能将入侵画面弹出，在安防监控管理中心进行语音报警；

2）视频监控系统能接收入侵报警系统的报警信息，报警信息包括：入侵报警信号、入侵位置，能联动本系统现场就近摄像机进行画面转播与弹窗，在安防监控管理中心进行语音报警。

（3）外部接口定制

视频监控系统与其他视频监控系统活业务的数据交互：

1）对其他视频监控系统活业务资源信息的查询。

视频监控系统与安全防范管理平台的数据交互：

1）系统上下线通知与连接保活，实现系统间状态通知、查询及服务地址通知功能；

2）历史告警查询；

3）调阅实时视频，实现通过客户端、WEB调阅前端设备的视频数据；

4）语音对讲和广播，实现对前端设备的语音对讲和广播；

5）云台控制；

6）流量控制，提供查询当前实时流量的功能；

7）录像回放。

4.3 设备布置

（1）后台管理设备

在综合办公楼4F信息机房新设1面标准机柜，分别用于布置服务器设备和存储设备；每面机柜均配置1套8回路PDU。

（2）前端设备：主要包括摄像机和一键报警终端，布置点位如图4.3-1所示。

05

入侵报警系统

5.1 总体方案

电厂目前暂无设置入侵报警设备或相关设备。根据GA1800.2要求，属二级重点防护目标的火电站（厂），其制（供）氢站周界应装设入侵探测装置；考虑黔东火电厂制氢站与燃油库相邻，周界与管理红线接壤且附近有外部居民生活，本站新增1套入侵报警系统，用于制氢站、燃料库的封闭管理。

根据现场实际情况，制氢站、燃料库建筑物周界已建有实体隔离围墙并已形成一整体封闭区域。入侵报警系统采用振动光纤方式，部分细处配合视频监控系统中入侵监测摄像机实现周界入侵防护。

5.2 系统功能

（1）基本功能

1）可设置区域白名单，手动调整任一防区的监测灵敏度，可手动关闭任一防区的报警功能；

2）系统能对设防区域的非法入侵进行实时、有效的探测与报警，能独立运行，并以有线网络方式报警，且具有防破坏报警功能；

3）系统可按时间、区域、部位任意编程设防、撤防，报警信息存储≥3000条；

4）正常状态下能以电子地图方式实时显示各报警点状态；

5）具备防拆、防破坏、自检等功能；

6）报警信号分户内、户外，户外警铃声级≥100dB，户内警铃声级≥80dB；

7）系统可远程控制声光报警信号的关闭与开启。

（2）联动功能

1）入侵报警系统应能实现与周界摄像机、声光报警的联动；当入侵报警出现时，应能调控就近周界摄像机对焦至现场并显示画面，画面切换至控制室显示大屏，同时播放报警音。

2）入侵报警系统在入侵报警出现时，应能将入侵位置、画面等信息传输至安全防范管理平台、视频监控系统，用于其联动管理。

5.3 系统配置

振动光纤探测方式包括：振动光纤报警主机、振动光纤/缆。管理服务器用于报警信号分析、联动以及视频信号的存储转发，声光报警器用于接收网络信号进行户内、外声光报警，网络传输设备为交换机。

系统典型结构方案如图5.3-1，配置方案详见工程量清单。

5.4 设备布置

入侵报警监测段如图5.4-1中红色亮线标记范围。振动光缆沿图中制氢站及燃油库围墙路径敷设，通过金属垫层护网安装于围墙顶部。

06

出入口控制系统

6.1 总体方案

目前，黔东火电厂主要对外出入口及内部出入口均有设置有车辆通行控制装置，主要人员通道也基本设置有人员通行控制装置。车辆通行控制以手动控制为主，自动识别车牌控制为辅；人员通行控制以自动识别标识牌为主，少数出入口具备人脸识别功能。

考虑厂内大型工程机械装备车辆较多，固定式车牌识别道闸应用场景有限，采用人工手动控制车闸出入放行较为灵活、合适，故本期保留已有出入口车辆控制装置，不做改动；出入口车辆控制装置配置齐全，本期不做增加。出入口人员控制装置基本齐全，功能基本完善，故本期保留已有出入口人员控制装置，不做改动；根据规范要求及现场实际，对尚有管控死区处增设出入口人员控制装置，装置接入已有出入口控制系统。已建有的出入口控制系统通过后台以网络通信方式接入本期安全防范管理平台。

6.2 系统功能

1）系统具有网络校时功能；

2）系统具有现场报警、中心报警功能。报警原则可定义，如：连续若干次操作错误、异常开启、强行拆除、电源切除、网络故障等；

3）系统供电不正常、断电时，已授权的密钥信息及各记录信息不会丢失；

4）应急开启：当通向疏散通道方向为防护面时，当发生火警或需紧急疏散时应能应急开启；

5）显示与声音：系统及各主要部分能对其工作状态、操作与结果、出入许可、发生事件等给出易于察觉的显示；

6）数据存储：所有系统数据加密存储于本地固态存储器中，断电不丢失；

7）人员出入口控制装置能通过卡片识别和生物识别等识别比对方式，利用卡片、生物特征等数据实现数字化安全管理和出入人员的授权管理，并能记录所有出入人员身份信息的详细情况：

6.3 系统配置

本期新增出入口控制系统为：出入口人行控制装置。安防监控管理中心、危险化学品库采用“门禁管理”，不再另设平开门；其余2处装置采用“铁制栅栏平开门+门禁管理”结合。门禁管理形式为：人脸识别+厂内一卡通控制。

6.4 设备布置

出入口人行门禁及配套铁门布置点位如图6.4-1所示。

07

安全防范管理平台

7.1 总体方案

根据规范要求，本期工程新建1套安全防范管理平台，对本期新建视频监控系统、入侵报警系统进行集成和综合管理，是各子系统数据的汇聚、筛选、分析、应用和指令下发的调度中心，各技防子系统通过安全防范管理平台的一体化平台实现协同工作、统一调度和组织管理；对现有生产设备监控、安保监控系统进行集成与应用。

7.2 系统功能

（1）技防系统集成与联动控制

1）集成视频监控系统、入侵报警系统以及电站现有生产设备监控、安保监控系统等，对各系统运行数据进行采集和存储，并进行信息综合展示，形成总体态势感知画面。

2）系统能对各技防子系统的数据进行直观、有效的画面显示，并具备人机交互功能。

3）系统具有智能监控和预报警功能，通过视频监控设备、入侵检测设备等，通过阈值预置，对入侵事件实现自动分辨、预警和越界报警、触发监控报警预案。

4）系统支持电子地图，通过智能视频分析、人员识别、周界布防、入侵布防手段等，可在地图上实现布防、撤防、报警和联动，并支持紧急事件的一键布控及撤防。

5）系统具有视频调度功能，具备视频预览、录像回放、语音对讲、报警联动等功能。

6）能对各技防系统的数据进行统计、分析，形成相关报表。

7）实现系统自身使用用户的资料管理、权限管理、统一身份认证、操作记录等功能。

8）系统接入五凌综合平台，同时将各子系统数据上送至五凌数字平台，支持在集控平台侧远方查询、浏览电站侧视频、安防数据、统计报表等。

9）系统除满足本期建设功能业务需要外，还设计至少4个对外通信接口，1个与公共安全视频图像信息共享交换平台联网的接口，3个备用；通信接口支持国内主流基于网络TCP/IP的通信协议。

7.3 系统配置

安全防范管理平台主要包括后台管理设备，其典型结构方案如图7.3-1，系统配置方案见工程量清单。

7.4 设备布置

本次新增1套机柜，内置服务器、交换机等设备。

本期新增平台管理工作站，以及现有办公PC机布置于电脑桌上。

平台管理工作站上安装本期新增视频监控系统上位机软件、入侵报警系统上位机软件、安全防范管理平台上位机软件。

08

便携式无人机主动防御系统

本期工程新建1套便携式无人机主动防御系统，对违规低空无人机进行反制防御。便携式无人机主动防御系统独立使用，不接入其他第三方系统，也不受其他第三方系统调度和控制。

便携式无人机主动防御系统采用干扰枪，通过便携式干扰枪发射与无人机遥控频段相干涉的无线电波，扰乱地面遥控设备与无人机的通信，使其迫降。

09

创新点

1）、平台布置在公司综合管理系统内，并在电投壹开发移动应用，打通业务多个系统。

2）、打通公司统一视频平台。通过统一视频平台，调阅接入平台的各单位现场视屏，可查看实时视频和调取历史视频，实现对现在的远程监管和事故后追溯。

3）、建设语音转换文字平台。将各类安全会议录音文件自动转换为文字，将录音文件和文字文档作为会议佐证，减少班组会议纪要编制负担。

4）、建设安全教育培训平台。通过各单位共同编制考试试卷、培训课件等实现安全教育培训资源共享。公司还可以通过平台统一组织考试。

5）、平台还具备知识分享、计划发布、智能提醒、自动生成台账等功能。通过各单位共同上传法规、标准、考试试卷、培训课件等实现资源共享。根据各单位制定的应急演练、安全教育培训和安全费用投入等年度计划类任务，自动推送至相关责任人，到期提醒完成相关工作。通过汇总人员日常填报的数据，自动生成各类管理台账，真正实现为基层减负。

10

研究成果

黔东电厂智能安全管控系统研究与试验,工作票行为规范AI 识别本期共计45 个摄像头设备需智能识别服务，识别种类包括未戴安全帽、未穿反光衣、未系安全带、产生烟雾、产生火焰、生产区抽烟、打电话7 种。

采用人工现场测验，分派工作人员到指定摄像头区域，按照场景分别在摄像头的正面位置做相应动作（“识别类型”中动作），以触发识别事件。工作人员在每个区域的现场每隔1-5分钟，执行一次违规动作，每个动作累计需不低于10次，持续时间不低于30秒，并现场记录每次动作时间。

因生产区域不能模拟明火、烟雾、点烟等事件，针对火陷、烟雾、抽烟采用添加额外图片识别。打开“电力运检平台”的报警模块界面，在界面上可查看到每次违规动作的图片及时间，符合上述“种类识别率100%，整体识别率达到70%以上”。

在常规条件下针对不戴安全帽的识别率达到90%以上，且平台有报警提示。

在常规条件下针对不穿反光衣的识别率达到90%以上，且平台有报警提示。

在常规条件下针对在生产区打电话的识别率达到90%以上，且平台有报警提示。

针对在生产区抽烟的识别，因为环境的特殊性，导致识别率在50%左右。针对在生产特殊场景下未系安全带，选定场景不需要系安全带，针对未系安全带的识别在该场景下识别率为70%，但在生产高空作业区由于建筑物的遮挡，识别率在50%左右。

11

结语

黔东电厂对主机区域摄像套进行升级改造，结合现场安全管控需求开展厂区车辆超速、重点区域明火监测、班组安全管理音视频等多个子系统开发。利用无线、红外和视频等技术，实现安全生产过程的可测、可视和预警，有效预防和减少不安全事件发生，提升电厂的安全生产管理水平。