1.背景
至2018年底，我国水电总装机容量约3.5亿千瓦，年发电量约1.2万亿千瓦时，装机容量和年发电量均位居世界第一。水电作为当前我国最成熟、最重要的可再生清洁能源，为国民经济发展和社会和谐稳定发挥着重要作用。
水电生产与其他发电方式相比，其生产易受环境因素影响，如取水流域地表径流变化、地质灾害、极端天气、电网运行调度及其他不可抗力；同时，人为因素的影响也不容忽视，如生产人员的误操作等违章作业行为以及恐怖袭击等。水电站的特殊性使得一旦发生垮坝、漫坝等事故，将造成重大的社会影响。多年来，水电站在安全生产方面积累了大量的经验，制定了多项制度法规，并投运了水电站自动化系统、水库调度系统、生产管理系统等，为落实安全生产目标产生了积极意义。但由于针对安全生产管控缺乏整体性的统筹规划，系统间存在信息孤岛，业务缺乏强制性闭环管控，事故仍时有发生。
优特科技围绕水电站安全生产业务及现状，以风险预控为核心理念，基于“人防+物防+技防”的管控思路，针对性的提出水电站安全生产管控系统解决方案。系统综合应用互联网、物联网、移动互联网、视频监控、精确定位、大数据和人工智能等先进技术，助力水电站建立健全涵盖设备系统、运行、检修和管理等全方位、全过程的安全生产管控体系。
2.项目概述
西南某水电站立足生产管理实际，以全面提升安全生产管控水平为目标，与优特科技携手建设了安全生产管控系统，包括作业管控、人员管控、风险管控、智能两票、虚拟数字化电厂、作业演练培训、运维安全管理、设备管理等8大子系统，及移动APP应用。
3.系统应用
3.1 环境可视化监测
库区水位及水面、泄洪河道、滑坡体、闸门、坝顶是水电站监控的重点区域，通过部署高清智能网络摄像机，应用图像分析技术将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内的目标，实现对坝前水位辅助监测及预警、库区漂浮物监视及预警、泄洪道监视、滑坡体监视及告警、岸上的物体（如人、动物）闯入特定区域监视及告警。同时，集成水电站自动化系统、水库调度系统采集的有关数据信息，检测事件、故障、状态、变位信号及模拟量正常、越限信息等。当所采集的模拟量发生越限、数字量变位或系统诊断故障时，进行报警处理，确保监控到位、责任到位、环境风险管控到位。
3.2人员可视化监管
人是安全生产活动中最活跃的因素，既是生产活动的重要参与者，又是引发安全生产事故的危险之源。如何保证人员在积极参与安全生产活动的同时，又能管控好人的不安全行为，基于水电站三维模型的人员定位给出了解决问题的思路。
在水电站三维模型的基础上，通过在电厂生产区域部署UWB定位基站，人员佩戴定位标签，建立起人员位置信息与水电站三维模型的依存关系，形成人员精确定位、实时追踪、实景地图导航、重点防护、动态实时预警、设备信息与区域作业信息智能推送、紧急求救等功能应用，同时可与现场摄像头联动，对被定位人员进行实时画面追踪，将电厂对人员的管理由被动式全面升级为主动式。在这些功能应用的基础上，通过大数据的分析和处理，形成行为分析评估、风险管控等高级功能应用。
3.3作业可视化管控
单纯通过制度手段难以保证两票作业中的安全技术措施、组织措施及有关人员安全责任得到有效落实。通过深入分析两票作业过程，围绕作业过程中的各个环节中涉及的工作内容，构建智能两票系统模块，实现开票时风险智能动态分析，作业准入区域自动授权，工器具、地线取用自动登记和状态在线监测，安全措施部署强制执行，一次设备及空开分合、压板投退操作实时防误，两票关联状态逻辑互锁，执行过程可视化监管，通过智能化的装置及应用确保各个环节的作业内容及安全责任得到强制性地完善落实，形成闭环可视化管控。
以自下而上的方式培养员工养成“事前知风险、事中控风险、事后回顾总结”的作业与管理行为模式，促进全员作业安全意识的提升。
3.4可视化培训演练
基于水电站三维模型构建可视化培训演练系统模块，利用自然的人机交互方式，实现模拟现实环境的培训体验。主要实现设备检修指导、操作规程模拟、厂区场景漫游、动画教学等功能。通过仿真操作让受训人员从实践中了解设备及工具的功能和作用，让受训人员切身感受操作不规范、操作错误所带来的真实危害，加强培训的安全性、互动性、可重复性和有效性。
针对水淹厂房、机组黑启动等重大应急事件，设计开发应急演练培训剧本。按不同的事件触发，进行不同的应急响应，支持引导式或自主式执行应急操作，可按多人模式，分角色、分任务培训演练；操作、反馈全过程情景式模拟并展示。并进行演练后结果评价，分析演练不足，给出改进措施，从而完善优化应急预案。
可视化培训演练打破了演练空间的限制，受训者可以在任意的地理环境中模拟培训内容进行演练，将自身置于各种复杂、突发环境中去，在确保人身安全的情况下，卸去事故隐患的包袱，尽可能极端的进行演练，当真正发生险情时，能够快速响应处置。从而大幅提高员工自身的技能水平，确保在今后实际操作中的人身与设备安全。
4.结语
通过安全生产管控系统的应用，该水电站构建起涵盖“人、机、环、管”四大要素的全方位、全过程、可视化安全生产管理体系，实现了安全生产作业全过程管控，安全生产的标准化和精准化，作业信息驱动与闭环管控，区域人员行为管控及风险预警，生产的透明化和全景展示，管控的强制性和智能化。有效促进落实人员无伤害、设备无故障、系统无缺陷、管理无漏洞、风险可控制的安全生产管理目标，达到了人员、设备、环境与管理的和谐统一，为构建更安全、更高效、更智慧的电厂提供了切实可行的应用范例，在水电站安全生产领域具有良好的创新示范效应和推广应用价值。
