新型配电网生产作业安全数字化防控技术及智能装备-西安理工大学

新型配电网生产作业安全数字化防控技术及智能装备总结

核心内容

本研究聚焦于新型配电网生产作业安全防控技术，提出“平面-立体-全息”的数字化安全防控技术体系，涵盖安全行为识别、安全距离测量与多物理场融合成像等关键技术。研究团队通过图像处理、深度学习、边缘计算等技术手段，构建了覆盖电力生产全过程的智能安全管控系统，旨在提升电力作业安全水平，实现风险的智能识别与防控。

主要观点

1. 安全防护体系化
   电力生产安全需从系统化角度出发，综合考虑人、机、物、环境等多元因素，构建以“感知-解析-表征-认知”为核心的智能安全管控体系。

2. 平面安全防控
   基于固定监控、布控球、执法仪等设备，利用图像处理技术进行安全行为识别，实现对作业人员着装、安全标识、违章行为等的智能识别与告警，有效解决形态相似防护工具识别难题。

3. 立体安全防控
   引入北斗差分定位与双目立体匹配技术，实现对作业人员与带电设备安全距离的精准测量与告警，适用于变电站及大型施工机械作业场景。

4. 全息安全防控
   通过声-光-热多物理场融合成像技术，提升对电力设备内部缺陷及作业过程风险的识别能力，实现更全面的安全防控。

5. 智能装备研发
   研发了基于边缘计算的智能防护装置，包括单目与双目两种形态，实现了轻量化、高精度的现场安全监控与预警。

关键信息

平面安全防控技术

• 技术框架：基于知识驱动的安全影像智慧解译方法，实现对静态风险元素、动态违章行为及复杂场景的智能识别。
• 关键突破：提出基于细粒度目标检测的静态安全防护工具识别方法，通过深度代表性特征度量学习实现高精度辨识。
• 识别精度：可辨识20种风险类型，精度达95%。
• 模型优化：基于MobileNetV3的轻量化卷积神经网络，计算量减少8至9倍，模型压缩后精度损失控制在6%以内。
• 产品应用：研发出即插即用型边缘智能盒，销售量达3000套。

立体安全防控技术

• 安全距离测量：基于双目立体匹配与场景元素识别，实现安全距离的精准测量，误差控制在分米级。
• 北斗定位技术：用于人员定位与轨迹跟踪，实现误入间隔、防触电预警等功能。
• 应用场景：涵盖变电站作业前人员准入、作业中实时监控、作业后评估分析，形成全流程管理体系。

全息安全防控技术

• 多物理场融合：结合声、光、热等多源数据，实现对电力设备缺陷与作业风险的全息识别。
• 成像技术：采用固态激光雷达、红外热成像等技术，提升对设备内部风险的识别能力。
• 边缘计算装置：支持多源图像配准与融合，实现高精度缺陷定位与风险识别。

智能装备

• 单目装置：适用于10kV~110kV变电站，支持着装风险、标识识别、违章动作识别等。
• 双目装置：适用于110kV~220kV变电站，支持安全距离测量、防碰撞告警等。
• 技术特点：集成边缘计算与AI技术，具备实时处理、低功耗、高精度识别等优势。

结语

电力数字化安全防控技术仍处于起步阶段，未来发展方向包括构建大安全分析格局、研究跨模态感知融合技术、推动人机混合增强智能风险认知。通过持续的技术创新与系统化管理，提升电力生产安全水平，保障作业人员及设备安全。