【工程论文】面向未来的电网工程智慧工地建设概述
【工程论文】面向未来的电网工程智慧工地建设概述
论文作者:实一论文网 论文来源:www.1688lw.cn 发布时间:2018年07月18日

随着电网工程规模的不断扩大,巡检效率低、安全手段少、质量管控难、工程工期紧等问题逐渐凸显,成为困扰电网工程现场监理和管控的主要因素。智慧工地以信息化为基础,以数字化为贯穿,以智能化为特色,逐渐成为解决电力工程监理和管控难题的有效手段之一。当前,视频接入已经在110 (66) kV及以上新开工变电站工程中实现,现场系统已经在35 kV及以上新开工或在建输变电工程中得到全而推广,然而难以解决电网集中建设期而临的管理困境。    

本文立足于数字化设计和三维技术,全方位引入无人机、远程监控、物联网、人工智能和虚拟现实等先进技术手段,创新管理理念和管理模式,而向未来的电网建设,提出以“七可一充分”为主要内涵的电网工程智慧工地建设目标。通过对平台和机制建设2个方而的研究,进一步提高安全、质量、进度、造价管控效率,提升基建标准化建设、规范化管理水平。为而向未来的电网智慧工地建设提供了可行方案。

1 指挥监控中心    

建立指挥监控中心,综合采用无人机、远程监控和RF工D(无线射频识别)技术,实现智慧工地系统的“可监视”和“可管控”功能。

1.1视频监控    

利用视频监控设备,通过监控画而和数码图像,形成对现场的直观化、形象化、可视化感知。    

变电站视频头的布点以固定和移动摄像头相结合的方式进行。施工启动阶段,在500 kV, 220kV, G工S和周边区域进行固定摄像头布点。施工期间,在重点施工区域设置移动式摄像头,以补充固定摄像头的监测死角。线路视频头的布点以移动式摄像头为主。在重点施工阶段和高空作业期间,由施工人员佩戴头戴式或胸戴式移动摄像头,将视频信号实时地传递给现场监控及远程监控人员。在施工场地的四周布置可移动式固定视角摄像头,对周围人员、车辆、机械、物料等进行监测。    

采用外网和内网结合的方式进行视频信号的传递。对于实时性监控要求较高的敏感点作业信息,优先采用外网进行传输,以便于及时发现安全隐患和作业缺陷。对于实时性要求不高或安全级别较敏感的监控信息,优先采用内网进行传输,以提高信息传输的稳定性和安全性,降低外网租用成本。线路施工地点往往位于偏远地区,不利于内网铺设,因此采用外网进行信息传输。    

利用工程视频,结合进度、安全与质量管理要求,进行远程视频检查(“四不两直”检查)、人员行为、标准化工地和关键工艺节点监管。深化视频识别与分析能力,实现工地违章智能识别和场区视频定位联动,辅助监控中心人员决策,提高监管效率。

1.2无人机监控    

利用无人机对施工过程进行监控,对人员数量、站位、到岗情况等关乎到安全施工的关键事项进行全过程监督,开展安全文明施工措施落实情况检查、现场高空特种作业监控和导地线展放过程监控。    

制定有序、规范的无人机管理规程,落实责任负责制,无人机和操作人员“一对一”。落实飞行操作工作票制度,详细记录每次飞行的目的、时间和飞行监控内容、发现的问题和风险点,针对问题和风险点实现闭环管理。将每次飞行监控的视频进行备份、存档,便于日后查询。

2 远程跟踪    

利用电子地图、视频跟踪技术使远程与现场建立实时可视化无死角沟通,加入即时会议,实现对现场工作的远程实时监控。    

监控端采用基于空间和时间相关性的目标检测算法进行视频跟踪。引用基于触摸屏技术的智能人机交互界而,在跟踪目标丢失时,可以依靠人机交互的方法重新进行目标定位。监控端的视频数据经高速无线传输网络传送到服务器端用以实时观测监控端的视频数据。

2.1人员管控    

在施工现场的重要关口如施工场区出入口等处设置人员门禁,通过人员考勤系统将人员出入信息传递到指挥监控中心,实现对人员有效管控。    

门禁方式采用工C卡闸机门禁、人脸或虹膜识别闸机门禁、二维码闸机门禁、RFID无障碍通行等。不同类别人员采用分类门禁方式通过闸机。工程管理人员采用人脸或虹膜识别的门禁方式,以提高工程管理的安全性。常规人员可采用二维码、RF工D等门禁方式,以提高通过速度,减少滞留时间。闸机与消防系统联动,当出现火灾等紧急情况时,闸机转入紧急通行模式(常开),方便人员紧急疏散。对于无法显著设置出入口的施工现场,采用移动考勤机进行出入考勤。

2.2资源管控    

利用标识与识别设备和定位设备,对于各类建设资源,包括人员、车辆、材料、工器具、施工机械等生成数字标签,利用资源识别,记录其在重要关口进出行为,并进行实时位置跟踪。设置GPS定位电子围栏,通过资源定位,对人员、机械设备和材料进行监管,当人员、设备或材料无故离场时,系统会自动记录并做报警处理。

2.3 环境监控    

在施工地点布置扬尘噪声监控系统,实现对施工现场扬尘、噪声的在线动态监测和综合管控。    

对地域、时域离散的建设工地、拆迁工地、堆料场地等监测地点实现动态监测,监测信息综合上报,在监控中心集中显示。采用在线监测技术,全天候24小时全而监控现场扬尘和噪声污染情况,自动上传到监控中心,数据超标时自动发出声光报警,短信提示相关管理人员。在线监测扬尘、噪声、气象数据,综合报警抓拍图片、实时视频图像的多维度数据综合分析、为环境监测与考核提供多维度佐证。综合多维度数据订制数据应用模式,实现大数据应用为基础的多部门联合监管。    

在施工现场布置除尘炮雾机,实现监控、管控措施联动,一旦发现扬尘数据超标,立即启动除尘炮雾机。    

最后,通过建立并完善值班和巡检制度、视频布置监控制度和人员资源管控制度,对施工现场360度和24小时监控,实现人、机、物的“零误差”管控。

3 通信办公云平台    

构建通信办公云平台,布置省公司一指挥中心一项目业主项目部三级视频会议[c]和OA办公系统。综合采用光纤通讯、5G, WiMAX和无线传感器网络(WSN)技术,实现智慧工地系统的“可通信”功能。重点解决偏远地区线路工程通讯困难问题。提升信号传输速率50%以上,降低故障中断率到1%以下,确保施工现场与项目部、项目部与指挥中心、指挥中心与省公司的“0延时”高可靠性通讯。

3 .1智慧工地的机制建设  数字化设计和施工机制建设    

推进三维设计在初设和施工图阶段的进一步应用,并将三维技术与B工M技术和激光点云技术深度融合,实现智慧工地‘可推演”和“可复制”功能。    

通过进一步采用三维设计技术,大幅减少初设和施工图出图时间,提高材料、物资和施工量招标的精准程度,将设计误差约束在合理范围以内。通过三维设计与B工M技术融合,开展全过程的模拟推演,提高风险点识别和风险控制的效率。通过三维设计与激光点云技术融合,阶段性对现场整体、细节进行“复制”扫描,提高施工进度管理效率,将施工安全隐患的前期识别率提高50%以上。

3. 2智能化成本管理和施工机制建设    

建立大数据分析模型[0],进一步应用人工智能和虚拟现实技术,实现智慧工地的“可挖掘”和“可交互”功能。充分利用项目成本管理信息系统积累的海量业务数据,挖掘关键成本管控指标并利用其进行成本控制,提高工程项目成本管理的过程管控和风险预警效率。利用人工智能技术进行监控、施工和监理过程的人机交互。为监控人员提供智能化建议,为施工人员提供在线化监测,为监理人员开展便携化检验。采用VR技术,对施工人员进行安全培训,进一步提高施工人员安全文明施工意识。通过智能化成本管控和施工机制建设,降低施工工时,降低施工风险,提高施工质量。

4电网智慧工地建设现状和前景    

目前,国网北京电力在国内电网智慧工地方而走在前列。国网北京市电力公司正在全而推广建设和应用基建工程“智慧工地”系统,各级管理人员登录“智慧工地”应用软件,就可实时查看来自变电站的视频监控摄像机、人员实名制一卡通系统、现场环境监测装置等采集的数据。但总体来说,还是以信息化为主要特征,即当前电网智慧工地的建设还处于“七可一充分”中的可监视、可管控、可通信“三可”的范畴。随着三维技术在输变电工程设计中的普及和人工智能技术的应用,未来智慧工地的建设将继续沿着可推演、可挖掘、可交互和可复制的方向发展。通过先进的数字处理和信息化技术的深度融合,实现对施工现场资源更为有效的管控,是电网智慧工地建设的根本目的,也是建设成果的最终体现。

5结论    

电网智慧工地系统以信息化、数字化和智能化为基本特点,是解决施工规模、施工工期与施工安全、施工质量之间矛盾的有效途径之一。文中首先提出了而向未来的电网智慧工地的建设目标,然后从平台和机制2个方而探讨了而向未来电网工程的智慧工地系统的建设内容和功能需求。应该指出,随着“大、云、物、移”新技术和人工智能技术的进步,而向未来的智慧工地远程监控和现场监管的而貌将会发生新的更大的变化,值得进一步深入探索。


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