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项目背景
输煤系统由于生产区域大、设备运行环境恶劣、设备类型单一、故障扩散速度快等特点,目前基于人工方式排查缺陷难度大、需要投入人力多、工作环境差、信息交换不及时等问题,制约了设备异常、缺陷、故障的早期识别及预警,降低了设备的可靠性。
输煤皮带巡检线路较长,环境多粉尘,人工巡检任务繁琐,劳动强度大,会出现人工漏检、巡检效率低等情况,甚至会遇到皮带异常而运行人员无法及时应对的情况。
输煤系统相关设备本身具有易磨损、系统存在易燃易爆粉尘的特点,设备故障率较高且属于易燃易爆场所,因此给电厂的安全生产及环保带来了隐患,是燃煤火电厂生产管理的难题。
输煤系统巡检目前存在的问题有:现场高效率、准确巡检难度大;现场设备巡视工作过分依赖人工、不能及时有效发现问题;现有监测手段有限、已有监测设备未充分发挥作用;原有的电厂信息管理系统无法满足智能化需求。
随着科技的不断进步,采用先进技术手段完善安全防范措施、防范人因事故发生,逐步成为企业安全生产的重要支撑。在此背景下,围绕“AI+物联感知”的建设理念,人工智能、边缘计算、大数据、物联网等技术被应用于发电企业的生产管理当中。而对于电厂输煤系统来说,提高监管效率,降低运维成本,及时发现、预警安全隐患尤为重要,所以迫切需要对工业电视等进行赋能与赋智,夯实电厂的运营安全性。
项目概况
服务对象:某热电厂
场景:装机容量100万千瓦,其中2*300MW机组输煤设备运行近15年,共有10路A/B式20条DTII型皮带,原有传感器失效或误报严重
方案:输煤系统视频监控升级改造方案
优势:不改变原有系统、实现已有系统的信息整合;升级高清数字监控,实现全区域视频无死角全覆盖;全景实时智能安全管控
项目痛点
1、设备老旧,运行长达15年:基本采用早期模拟信号摄像机,备品备件无法购买导致无法修复;
2、工业电视系统存在大量监视盲区:未全覆盖监视,故障频发,实施与维护难度大;
3、系统缺少智能化应用:普遍只具有监控功能,无法进行主动安防告警;
4、系统在功能实现上各自分工:一般情况下均需要安装配置软件及操作软件,造成机房软硬件的冗余;
5、没有统一的数据库:无法在内部实现信息共享,以及系统数据的统一管理、维护和应用;
6、安全生产监管和巡检过程模式陈旧:效率低下,没有过程记录,不能达到事前、事中、事后全过程实施管理。
解决方案
整套解决方案由四部分构成:输煤系统工业电视升级改造、推煤机盲区监控方案、斗轮机操作人员识别验证及监控方案、输煤系统本质安全管控解决方案。
一、输煤系统工业电视升级改造
总体架构
江行智能为服务对象专属定制了一套适用于输煤系统的工业电视系统,将现有图像损伤评分不满足要求的相关设备进行拆除,且安装近160个新摄像头予以替代。根据不同现场需求,配置高清摄像机、全景摄像机、热成像摄像机等边缘节点设备,配合中心服务器和管理平台,辅助生产运营。
对集控室监控进行改造,设置专用监视拼接大屏以替代现有的分散显示器,并确保改造期间不影响系统监视。
将160个新摄像头、皮带撕裂装置、传感器全部输煤新增视频接入输煤本安监控系统进行智能分析与诊断。
二、输煤系统本质安全管控解决方案
结合该电厂输煤系统工业电视系统建设情况,基于安全生产业务需求,通过人员安全和设备安全两个方面,共同打造输煤系统智能化安全管控系统平台,满足生产过程可视化、生产管理智能化的建设需求。
1.人员安全管控:
将部署在输煤区域的摄像头,统一接入边缘智能服务器进行实时推理分析,通过部署人工智能算法,实现对未佩戴安全帽、电子围栏、区域入侵、护栏翻越、人员静止等场景的识别功能并自动告警。
2.设备安全管控:
输煤皮带智能AI识别
通过在输煤系统周围部署高清监控摄像头,并将摄像头和声光报警器接入智能服务器,通过部署人工智能识别算法,AI赋能分析,识别皮带撕裂、跑偏、异物(石块、铁块、木块),从而实时检测输煤系统运输情况,对人员翻越行为进行声光报警,提醒人员离开皮带区域,注意人身安全。
皮带跑偏识别
皮带异物识别
输煤皮带纵向撕裂检测
采用激光雷达技术精确测量输煤皮带表面形态,测量精度可达毫米级,同时可监测其运动状态和形状,探测、识别、分辨和跟踪输煤皮带状态。
三、推煤机盲区监控方案
全厂推煤机增加盲区监控摄像头,并有预警功能。针对推煤机盲区的监控算法,主要采用深度学习技术,例如语义分割网络模型,根据路面分割图划分不同的盲区危险区域,通过检测盲区内人形来实现实时报警和综合显示。
推煤机监视方案示意
四、斗轮机操作人员识别验证及监控方案
在尾车滚筒、下煤筒等部位安装摄像头,就地设有声光报警,视频信号直接传输至斗轮机司机室,辅助运行人员掌握斗轮机上作业人员情况,及时发现系统异常、避免设备损坏。驾驶室内安装人脸识别模块,斗轮机司机进入驾驶室前通过身份识别装置进行识别通过。
实施效果
单场景15种识别算法
智能AI算法准确率达90%+
全面感知安全风险预警准确率90%
提高输煤设备巡检效率90%
为输煤少人或无人巡检提供技术保障
通过视频技术应用有效提高了生产效率和管理水平,并能及时发现和排除生产事故隐患,保障人身和设备安全。
24小时不间断全域监控
实时获得监控区域内清晰的监控图像,各种型号系统的摄像机满足不同区域监控点的监控需求。并且可以对云台设备进行云台操作,对视角、方位、焦距的调整,实现全方位、多视角、无盲区、全天候式监控。
丰富的视频处置预案
通过视频监控系统和其他辅助系统的关联,能够提供丰富的视频预案:客户端联动、电视墙联动等。有效帮助相关部门第一时间发现事故点,迅速做出反应,控制事故损失到最小范围。
便捷的远程维护
通过平台软件能够对前端设备进行校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。设备提供远程访问功能,运维人员不必到达设备现场,就可修改设备的各项参数,提高的设备维护效率。
深度学习算法,识别准确率大幅提升
斗轮机操作人员识别验证采用深度学习算法,支持离线比对,人脸比对时间<0.2s/人,人脸比对准确率≥99%;输送带纵向撕裂检测装置使用激光束扫描皮带表面,相机采集图像信息,独立鉴定,相互验证,当两种手段100%确认了纵向撕裂发生,系统才进行报警。
江行IDEA平台 - 输煤皮带安全管控平台界面
多维度立体化的安全防护
通过热成像技术、大数据技术、智能算法、智能机器人系统、通讯系统等,结合物联网技术,实现了设备联网、场景联网,实现运行监测、环境监测、设备监测,实现了输煤区域全自动无人值守或少人值守、巡检智能化、监测智能化等。
江行智能输煤工业视频监控管理平台系统
专为能源行业用户量身定制的综合监控软件,采用模块化设计,部署方便,操作简便,还可根据行业自身管理要求和监控现状做进一步的定制开发,充分体现监控安全防范管理的效率。
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2022年10月31日 于上海
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