新型电力系统的快速发展使“人”的安全问题愈发重要,报告从概念、场景和技术等方面对电力人因安全进行了探讨。
电力人因安全概念初探
新型电力系统安全包含电网、人身、职业健康等风险,与“人”紧密相关。人因工程以“人为中心”,旨在优化系统设计,减少操作失误与职业伤害,推动工业从“人适应机”转向“机适应人”。电力人因安全则是在人员、施工装备、作业工具和环境的紧耦合系统中,使电力作业更安全、有效、舒适,减少错误和事故。其研究思路是通过对作业人员多维度健康信息的捕捉与分析,预防因连续长时间、超负荷、异常状态及疲劳危险作业引发的健康风险。
电力人因安全典型场景剖析
密闭空间作业:存在中毒、缺氧窒息、中暑等风险,需监测体温、血氧、心率、心电等生理信息。可通过基于柔性基底材料的多传感器设计,实现无妨碍、舒适的生理信号收集,还可利用蓝牙技术传输信号,通过配套App在线读取。
其他场景:高处作业伴随紧张恐惧,易导致心率增加、体温升高等,需监测体温、心率等;高强度作业会增加身体和心理压力,可能出现疲劳,需监测体温、心率、血氧;走错间隔作业可能因误操作引发安全问题,需监测工人位置和操作步骤。
关键技术与解决方案
多传感器设计:基于柔性基底材料,集成生物电势、光电、温度、应变等传感器,构成传感阵列实时捕捉生理信号,并进行信号处理与传输。
生理信息多模态融合:收集心率、体温等数据并解耦滤波,通过统计学方法增强风险数据,利用高维深度卷积神经网络及特征矩阵融合技术,实现生理信号特征提取与分析。
跨场景泛化检测:结合专家知识和数据驱动,制定个性化作业饱和度权重,利用多源数据迁移学习和双向异构神经网络,实现异常状态识别、工作饱和度估计与疲劳风险判别。
技术展望
视域下方法:基于双目立体匹配和场景元素识别,构建近电安全距离检测模型,实现带电作业场景的安全距离监测与就地预警。
非视域方法:利用单商用小型雷达,解决配电房环境下人员精准定位难题,实现视距、半视距及非视距环境下的可靠定位。
人机互联方法:借助脑机接口技术,通过脑电信号与增强小波变换,实现作业人员精神状态监测与疲劳检测,准确率较高。
具身智能方法:应用视觉-语言-动作大模型,构建电力具身智能体,通过“身体-环境”交互,实现高危作业替代与风险防控。
结语
新型电力系统人因安全管控尚在探索阶段,未来需以大安全格局分析电力安全问题,紧密联系电力人因安全与系统、设备安全,开展相关管控方法研究,为电力系统稳定运行保驾护航,体现智慧电网发展的人文关怀。
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