电厂系统设备检修标准化管理系统

摘要

本发明提供一种电厂系统设备检修标准化管理系统，包括一移动工作站、以及与移动工作站连接的一工具及备件智能识别机构、一人脸监控机构、一扬声器和一警示灯；移动工作站包括一工具及备件智能识别系统、一人脸识别系统、一智能登记系统、一智能监控自动抓拍系统和一进出防异物登记系统。本发明的一种电厂系统设备检修标准化管理系统，使得检修的流程规范化；利用计算机视觉技术，使得进出场工器件的完备性得到保障，从而增加了电厂运行的安全性；同时，利用人员、工件汇总入数据库的方式，使得每次检修作业得到数字化的服务，将检修流程进行优化，检测数据进行数字化存储，在节省人力物力的同时，方便管理者合理安排检修工作，管理检修工作。

说明书

技术领域

本发明涉及电厂管理系统领域，尤其涉及一种电厂系统设备检修标准化管理系统。

背景技术

目前我国对于电厂的管理大多集中于中控室，主要由通过监盘来整体管理。除了随时的监控分析，日常的巡检也是不可忽视的环节，设备每天的站内巡视，每月的输变电设备巡视及特殊巡视等。对于电力系统的运行来说,安全、可靠、高效率、稳定是一切研究的整体方向的根本目的，因此对于电力系统的多重管理便显得尤为重要。因此在对电力系统设备要加强做好巡视检查工作，在检查过程中应当配有专业的安全工器具及劳动防护用品,保障其人员设备的安全稳定运行。

目前，国内电厂对于人员配备安全工器具检查使用人员自身检查，互查的方式，对工器具的完备性进行监督。同时，利用检查报表书面手写的方式，对检查工作进行记录和留档。在用具管理和人员管理方面大部分还是采用人力服务的方式，需浪费大量的财力和物力。并且，由于凭肉眼观测方式的特点，难以确保管理工作的无差错特性，对安全造成了隐患。管理者不能很好的发挥管理职责，管理难度较大。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种电厂系统设备检修标准化管理系统，使得检修的流程规范化；利用计算机视觉技术，对进出场的工器件进行检测，使得进出场工器件的完备性得到保障，从而增加了电厂运行的安全性；同时，利用人员、工件汇总入数据库的方式，使得每次检修作业得到数字化的服务，将检修流程进行优化，检测数据进行数字化存储，检修报表的自动生成，在节省人力物力的同时，方便管理者合理安排检修工作，管理检修工作。

为了实现上述目的，本发明提供一种电厂系统设备检修标准化管理系统，包括一移动工作站、以及与所述移动工作站连接的一工具及备件智能识别机构、一人脸监控机构、一扬声器和一警示灯；所述移动工作站包括一工具及备件智能识别系统、一人脸识别系统、一智能登记系统、一智能监控自动抓拍系统和一进出防异物登记系统。

优选地，所述工具及备件智能识别机构包括一物品放置区域标识垫、一双视图4K高清可见光相机组和一便携式投影仪；所述物品放置区域标识垫铺设于一置物区域；所述双视图4K高清可见光相机组包括一顶视相机和一侧视相机，所述顶视相机设置于所述物品放置区域标识垫的上方，所述侧视相机设置于所述物品放置区域标识垫的一侧；所述便携式投影仪设置于所述顶视相机旁；所述顶视相机、所述侧视相机和所述便携式投影仪与所述移动工作站通信连接。

优选地，所述人脸监控机构包括一人员通过区域标识垫和一全高清可见光相机；所述人员通过区域标识垫铺设于于一出入检修口的地面上，所述全高清可见光相机设置于所述人员通过区域标识垫旁并连接所述移动工作站。

优选地，所述物品放置区域标识垫采用深灰色尼龙垫；所述物品放置区域标识垫的尺寸为500mm×1000mm，厚度为3mm；所述物品放置区域标识垫的底面连接有一第一减震橡胶层；所述物品放置区域标识垫的外围设置有一第一黄色边框；所述人员通过区域标识垫采用深灰色尼龙垫，厚度为3mm；所述人员通过区域标识垫的底面连接有一第二减震橡胶层；所述人员通过区域标识垫的外围设置有一第二黄色边框。

优选地，所述工具及备件智能识别系统用于实现工具及备件的高效精准识别；

用于实现工具及备件的盘点审核，根据维修作业要求，预先录入进入时和离开时的工具清单和备件清单，应用人工智能计算机视觉算法检测并记录每次进出的工具和备件，对于没有列入所述工具清单的所述工具进行预警，并在人员完成维修离开时盘点审核所有所述工具及所述备件并与预先录入的所述工具清单和所述备件清单进行核对；

用于实现工具及备件的自动识别及自动记录，每次进出时自动识别所述工具及所述备件的型号，自动记录该次进出的所述工具及所述备件的型号、所述工具及所述备件的图片、人员工号、人员照片和时间戳；

用于现场自定义工具及备件录入，获得授权的所述人员，可以在现场拍摄并录入所述工具及所述备件，通过增量学习，将新的所述工具和所述备件加入到系统中进行自动识别；

用于工具及备件完整性检查，在识别所述工具及所述备件种类的同时，还会核对所述工具的完整性，对于出现缺损的所述工具即时报警，并调阅进入维修现场时的图片记录，供人工复核；

用于语音播报提示及警示灯提示，对于检测到的所述工具及所述备件的情况，通过所述扬声器进行语音播放并通过所述警示灯显色闪动，提示进行审核确认；

用于对于只进不出的物品自动进行提醒及核对，在检测时需预先提交只进不出的物品清单，在进入时，核对只进不出的所述物品，在检测到只进不出的所述物品时在扬声器中提示并控制所述投影仪标示出只进不出的所述物品，发现所述只进不出物品清单中存在缺失时即刻报警，提醒人工审核；在出来时，核对只进不出的所述物品，如发现有只进不出的所述物品被带出，即刻控制所述扬声器报警并通过所述警示灯警示，提示人工审核确认；

用于对形状不规则的消耗品重点提醒，在进入时，通过所述双视图4K高清可见光相机组双视角拍摄形状不规则的所述消耗品；在出来时，再次双视角拍摄形状不规则的所述消耗品；对照显示进入时和离开时的形状不规则的所述消耗品的多视角图像，语音播报提示将形状不规则的所述消耗品铺设在所述物品放置区域标识垫上，系统拍摄照片进行形状核对，确保没有遗漏。

优选地，所述人脸识别系统用于录入人脸并授权出入的时间；

用于人脸识别，对于拍摄的全身照片，自动检测出人脸区域，裁剪出人脸特写，进行人脸识别，与录入的人脸进行比对，识别结果反馈系统；

用于存储授权所述人员进出现场的记录，24小时连续监测，每次授权所述人员进出时，将识别结果和拍摄图像保存至数据库中进行备查；

用于发现未授权人员报警，24小时连续监测，如在所述全高清可见光相机的视野中出现未授权所述人员或授权的时间段失效的所述人员，即刻进行报警，并自动拍照存记录，结合时间戳，将未授权人员的全身照和脸部特写照片保存至所述数据库中进行备查。

优选地，所述智能登记系统用于所述物品、所述工具、所述备件和所述人员的预先注册录入，按照检修的要求，预先录入所述物品、所述工具和所述备件的清单；按照检修人员的安排，预先录入检修人员的脸部照片和工号的个人信息并定义出入授权时限；

用于所述物品、所述工具和所述备件的自定义现场注册录入，根据检修现场的实际情况，现场拍照填报新增的所述物品、所述工具和所述备件的信息；

用于所述物品、所述工具、所述备件和所述人员的浏览及查询，可浏览所述物品、所述工具、所述备件和所述人员的登记及出入情况；支持文本关键字结合时间段的综合查询检索；支持提交待查所述物品、所述工具、所述备件的图像和待查所述人员的脸部图像结合文本关键字及时间段的多媒体融合查询检索。

优选地，所述智能监控自动抓拍系统用于连续24小时持续记录；

用于画面遮挡报警，实时自动检测，出现所述全高清可见光相机的拍摄镜头被遮挡的情况时，即刻进行报警，通知工作人员核查现场；

用于画面异常报警，当所述全高清可见光相机的监控画面出现条纹和噪声时，自动进行画面异常报警，通知所述工作人员核查现场。

优选地，所述进出防异物登记系统用于汇总所有记录，支持按照所述人员关联索引和按照所述物品关联索引；

用于每次检修工作结束后生成一份物品及人员进出防异物区登记表，支持自定义登记表字段，支持多种导出报表格式。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

本发明的电厂系统设备检修标准化管理系统可以减少大量的人力和物力，为实际电厂检修活动提供了现代化的解决方案，减少了人员投入的成本，同时方便管理人员对于检修活动充分了解和把控。

附图说明

图1为本发明实施例的电厂系统设备检修标准化管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的工具及备件智能识别系统的工作流程图；

图3为本发明实施例的人脸识别系统的工作流程图；

图4为本发明实施例的智能登记系统的工作流程图。

具体实施方式

下面根据附图1～图4，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1～图4，本发明实施例的一种电厂系统设备检修标准化管理系统，包括一移动工作站1、以及与移动工作站1连接的一工具及备件智能识别机构2、一人脸监控机构3、一扬声器4和一警示灯5；移动工作站1包括一工具及备件智能识别系统、一人脸识别系统、一智能登记系统、一智能监控自动抓拍系统和一进出防异物登记系统。

工具及备件智能识别机构2包括一物品放置区域标识垫21、一双视图4K高清可见光相机组和一便携式投影仪24；物品放置区域标识垫21铺设于一置物区域；双视图4K高清可见光相机组包括一顶视相机22和一侧视相机23，顶视相机22设置于物品放置区域标识垫21的上方，侧视相机23设置于物品放置区域标识垫21的一侧；便携式投影仪24设置于顶视相机22旁；顶视相机22、侧视相机23和便携式投影仪24与移动工作站1通信连接。

其中，物品放置区域标识垫21采用深灰色尼龙垫；物品放置区域标识垫21的尺寸为500mm×1000mm，厚度为3mm；物品放置区域标识垫21的底面连接有一第一减震橡胶层；物品放置区域标识垫21的外围设置有一第一黄色边框。

顶视相机22和侧视相机23双角度拍摄，顶视相机22和侧视相机23部署在便携三角架上，便于拆卸，顶视相机22和侧视相机23为4K分辨率，具备自动对焦功能，可对50mm×50mm以上尺寸的待检物体进行双视图高分辨率成像，顶视相机22和侧视相机23获得图像传输至移动工作站1，以人工智能计算机视觉算法进行识别，能够高效精准地识别工具和备件。

在顶视相机22的旁边部署便携式投影仪24，投影区域为置物区域，在智能算法控制下，根据环境对待测工具和备件进行自动补光，避免光照不均匀造成的误差。在获得智能算法的检测结果后，系统通过便携式投影仪24在置物区域中标识出识别的工具及备件目标的位置和类型，获得辨识结果的完整工具和备件标识为绿色框，在扬声器4中播报确认语音，警示灯5中显示为绿色；出现缺损的工具和备件标识为红色框，并在扬声器4中报警，警示灯5显示为红色，提示工作人员核对；未获得辨识结果的工具和备件标识为红色框，并在扬声器4中报警，警示灯5显示为红色，提醒工作人员该工具和备件未库中未注册的类型，工作人员可在现场进行该工具和备件的自定义拍摄及录入。

人脸监控机构3包括一人员通过区域标识垫31和一全高清可见光相机32；人员通过区域标识垫31铺设于于一出入检修口的地面上，全高清可见光相机32设置于人员通过区域标识垫31旁并连接移动工作站1。

其中，人员通过区域标识垫31采用深灰色尼龙垫，厚度为3mm，尺寸按照进出门的宽度进行定制；人员通过区域标识垫31的底面连接有一第二减震橡胶层；人员通过区域标识垫31的外围设置有一第二黄色边框。

全高清可见光相机32分辨率为1920×1080，帧率为30fps，支持24小时连续监测，具备自动对焦功能，安装在便携式脚架上，拍摄人员正面全身像，拍摄图像传入移动工作站1，移动工作站1中软件自动检测人脸位置，裁剪出人脸特写区域。

人脸监控识别结果在移动工作站1屏幕上显示，并以扬声器4播放及在警示灯5标识。

移动工作站1作为专用电脑。移动工作站1配有深度学习加速计算GPU卡。工具、备件的智能监测识别算法，人员的人脸识别算法均部署于该专用电脑上进行计算。各智能子系统的存储及查询部署在该专用电脑上。

本实施例中，专用电脑内存为32GB，存储空间为1TB，安装软件系统预留数据库空间后，剩余存储空间为550GB，专用电脑具备USB接口，视频输出接口，键盘、扬声器4、显示器等外设。

专用电脑使用220V电源供电使用，并配备有电池，在电源失效的情况下，能够持续供电1小时，确保系统完成存储备份。

工具及备件智能识别系统能够自动识别、记录标示放置在识别区中的工具和备件的种类和完整性，具备如下功能：

(1)、用于实现工具及备件的高效精准识别；识别准确率达到95％以上，单幅图像检测及存储时间小于2秒，满足实时检测的要求。

(2)、用于实现工具及备件的盘点审核，根据维修作业要求，预先录入进入时和离开时的工具清单和备件清单，由于维修区域狭小，需要多次出入取放工具和备件，应用人工智能计算机视觉算法检测并记录每次进出的工具和备件，对于没有列入工具清单的工具进行预警，并在人员完成维修离开时盘点审核所有工具及备件并与预先录入的工具清单和备件清单进行核对。

(3)、用于实现工具及备件的自动识别及自动记录，由于维修区域狭小，需要多次出入取放工具及备件，每次进出时自动识别工具及备件的型号，自动记录该次进出的工具及备件的型号、工具及备件的图片、人员工号、人员照片和时间戳。

(4)、用于现场自定义工具及备件录入，由于工具及备件的多样性，难以在建库完全覆盖，获得授权的人员，可以在现场拍摄并录入工具及备件，通过增量学习，将新的工具和备件加入到系统中进行自动识别。

(5)、用于工具及备件完整性检查。工具在使用中可能出现缺损，缺损部分遗漏在维修现场将会造成隐患。系统在识别工具及备件种类的同时，还会核对工具的完整性，对于出现缺损的工具即时报警，并调阅进入维修现场时的图片记录，供人工复核。

(6)、用于语音播报提示及警示灯5提示，对于检测到的工具及备件的情况，通过扬声器4进行语音播放并通过警示灯5显色闪动，提示进行审核确认。

(7)、用于对于只进不出的物品(如备件)自动进行提醒及核对。在检测时需预先提交只进不出的物品清单，在进入时，核对只进不出的物品，在检测到只进不出的物品时在扬声器4中提示并控制投影仪标示出只进不出的物品，发现只进不出物品清单中存在缺失时即刻报警，提醒人工审核；在出来时，核对只进不出的物品，如发现有只进不出的物品被带出，即刻控制扬声器4报警并通过警示灯5警示，提示人工审核确认。

(8)、用于对纸张、砂纸类的形状不规则的消耗品重点提醒，在进入时，通过双视图4K高清可见光相机组双视角拍摄形状不规则的消耗品；在出来时，再次双视角拍摄形状不规则的消耗品；对照显示进入时和离开时的形状不规则的消耗品的多视角图像，语音播报提示将形状不规则的消耗品铺设在物品放置区域标识垫21上，系统拍摄照片进行形状核对，确保没有遗漏。

工具及备件智能识别系统的工作流程请参阅图2，其中，数据库包含用户信息、工具及备件信息和计划信息数据库，分别用于保存人员、工件及台班信息。从用户进入检测到离开，系统自动生成台账，用于查询与记录。工具及备件智能识别系统和智能登记系统的公共部分，具有高耦合、高性能的特征。

人脸识别系统具备如下功能：

(1)、用于录入人脸并授权出入的时间；对于获得许可进入检修现场的工程师，系统可录入人脸，并授权出入的时间，在该时间内许可出入检修现场。

(2)、用于人脸识别，对于拍摄的全身照片，自动检测出人脸区域，裁剪出人脸特写，进行人脸识别，与录入的人脸进行比对，识别结果反馈系统；录入人脸数量小于500时，在受控环境中人脸识别算法达到99.5％的准确率，识别速度为每张人脸500ms，满足实时监测的要求。

(3)、用于存储授权人员进出现场的记录，24小时连续监测，每次授权人员进出时，将识别结果和拍摄图像保存至数据库中进行备查。

(4)、用于发现未授权人员报警，24小时连续监测，如在全高清可见光相机32的视野中出现未授权人员或授权的时间段失效的人员，即刻进行报警，并自动拍照存记录，结合时间戳，将未授权人员的全身照和脸部特写照片保存至数据库中进行备查。

人脸识别系统的工作流程请参阅图3，其中，数据库包含用户信息和计划信息数据库，分别用于保存人员及台班信息。从用户进入检测到离开，系统自动生成台账，用于查询与记录。人脸识别系统和智能登记系统的公共部分，具有高耦合、高性能的特征。

智能登记系统对于出入检修现场的物品、工具、备件和人员进行登记，系统具备如下功能：

(1)、用于物品、工具、备件和人员的预先注册录入，按照检修的要求，预先录入物品、工具和备件的清单，在实际检修时，核对物品、工具和备件，确保无遗漏无新增；按照检修人员的安排，预先录入检修人员的脸部照片和工号的个人信息并定义出入授权时限。

(2)、用于物品、工具和备件的自定义现场注册录入，根据检修现场的实际情况，现场拍照填报新增的物品、工具和备件的信息，以便监测系统对物品、工具和备件的出入进行即时检测。

(3)、用于物品、工具、备件和人员的浏览及查询，可浏览物品、工具、备件和人员的登记及出入情况；支持文本关键字结合时间段的综合查询检索；支持提交待查物品、工具、备件的图像和待查人员的脸部图像结合文本关键字及时间段的多媒体融合查询检索。文本关键字结合时间段综合查询检索可以针对100万条记录在1秒内反馈查询结果。以图检索的方式能够实现每分钟1000条记录的排序比对。

智能登记系统的工作流程图请参阅图4，其主要功能包含了工具、备件预先注册录入、工具、备件现场录入、人员预先注册录入、工具、备件浏览查询、进出场登记和生成检修报表等功能。

智能监控自动抓拍系统连续24小时持续记录，画面清晰，分辨率达到1920×1080，帧率达到30fps，监控抓拍结果保存至移动工作站1的监控数据库。系统具备如下功能：

(1)、用于连续24小时持续记录，画面清晰，分辨率达到1920×1080，帧率达到30fps。

(2)、用于画面遮挡报警，实时自动检测，出现全高清可见光相机32的拍摄镜头被遮挡的情况时，即刻进行报警，通知工作人员核查现场。

(3)、用于画面异常报警，当全高清可见光相机32的监控画面出现条纹和噪声等异常会影响抓拍质量的情况时，自动进行画面异常报警，通知工作人员核查现场，查看相机是否损毁，是否收到周围的干扰，从而防止工作异常。

进出防异物登记系统具备如下功能：

(1)、用于汇总所有记录，支持按照人员关联索引和按照物品关联索引；

(2)、用于每次检修工作结束后生成一份物品及人员进出防异物区登记表，支持自定义登记表字段，支持pdf文件等多种导出报表格式。

本发明实施例的一种电厂系统设备检修标准化管理系统，需要对进出人员及工器件进行充分检测，使用基于Faster r-cnn的工器件检测技术以及人脸识别技术。通过自行采集图像数据集，并对模型进行训练，针对检测图像受光线、环境和拍摄角度等因素影响，采用修改锚框尺寸，与不同神经网络对比的方法，最终确定使用Faster r-cnn与ResNet-50结合的模型进行图像检测。通过修改锚框尺寸，基于工件特性，修改锚框比例，使得锚框具备更适应工件的尺寸来进行训练，进一步提高模型的预测精度——识别类别置信度，达到工器件检测超过99.5％的检测精度。这样使得排查的精度提高，替代了传统系统费人力物力的缺陷。

考虑人员进出的登记以及检测记录的记录，采用移动工作站1实时根不同情况，记录不同的检测数据及报表。按照检修的要求，预先录入物品、工具、备件清单，在实际检修时，核对物品、工具和备件，确保无遗漏无新增。按照检修人员的安排，预先录入检修人员的脸部照片、工号等个人信息并定义出入授权时限。工作人员可以在系统中浏览物品、工具、备件和人员的登记及出入情况。满足信息化管理要求，使得管理检测行为标准化，规范化，数字化。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。