時間:2023-02-16 10:57:13
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建筑工程在構(gòu)建的過程中會對智能化技術(shù)進行應(yīng)用,而建筑技術(shù)與智能化技術(shù)的相關(guān)結(jié)合也可以提高整個工程的整體設(shè)計和施工水平。建筑工程中智能化技術(shù)主要是通過對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)等自動化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,在工程的設(shè)計過程中,可以加強對工程使用功能的完善化。在通信和安全方面也可以保證各項技術(shù)的靈活應(yīng)用,有效地提高建筑工程的智能化特性?,F(xiàn)階段,我國建筑工程電氣設(shè)計工作存在多樣化的需求,同時,也需要建筑工程設(shè)計采取針對性的智能化技術(shù),提高整個建筑工程樓宇電氣設(shè)計的水平,促進建筑行業(yè)智能化。
1電氣設(shè)計中樓宇智能化技術(shù)相關(guān)分析
1.1樓宇智能化的發(fā)展新世紀(jì)發(fā)展之后,我國的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到了全面的發(fā)展,同時,對于電子信息技術(shù)的應(yīng)用也更加的廣泛。在社會的生活和生產(chǎn)行業(yè)中,各類信息的大量增加,給整個社會智能化發(fā)展帶來了較大的挑戰(zhàn)。在建筑工程中,已經(jīng)可以將傳統(tǒng)的施工技術(shù)與各種先進的信息化技術(shù)進行結(jié)合應(yīng)用,從而提高整個樓宇的自動化和智能化水平。樓宇智能化建設(shè)工作中,通過對計算機技術(shù)的使用可以加強整個建筑工程的施工水平,同時,信息資源也可以實現(xiàn)更好的管理。通過對該技術(shù)的應(yīng)用,可以實現(xiàn)對各種信息技術(shù)的集成,加強對建筑工程中消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、安防以及門禁等系統(tǒng)的全面構(gòu)建,從而形成一個智能化的管理體系。樓宇智能化技術(shù)的使用也會涉及很多的電器設(shè)備,這些電器設(shè)備的線路和設(shè)備的使用都要保證完善性,才可以發(fā)揮電氣工程應(yīng)有的價值和作用,提高整個建筑工程的使用性能。
1.2建筑電氣智能化系統(tǒng)建筑工程智能化系統(tǒng)是由整個建筑管理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)結(jié)合而成的,其中會涉及安防系統(tǒng)、設(shè)備自動化系統(tǒng)以及消防聯(lián)動系統(tǒng)等,將各個相互連接的部分組合成一個整體,形成完善的管理體系是現(xiàn)階段智能化建筑電氣工程發(fā)展的目標(biāo)。通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中會涉及通信系統(tǒng)和計算機系統(tǒng),利用合理的網(wǎng)絡(luò)布局實現(xiàn)設(shè)備組成的一體化連接無線通信系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng),保證整個通信系統(tǒng)的暢通。信息系統(tǒng)又包括辦公自動化系統(tǒng)以及物業(yè)系統(tǒng),其中樓宇物業(yè)管理中的重要內(nèi)容,通過對先進技術(shù)的應(yīng)用可以提高整體的辦公效率,更好地服務(wù)于建筑工程的使用者。建筑智能化管理將不同的功能進行集中連接,從而實現(xiàn)信息資源的共享,建筑管理體系的安防系統(tǒng)與消防聯(lián)動系統(tǒng)具有緊密的聯(lián)系。另外,供配電系統(tǒng)要考慮到整個建筑的供電安全,還要合理地對電氣設(shè)備進行劃分。加強建筑工程中用電負(fù)荷等級的合理設(shè)定。智能建筑用電設(shè)備非常多,它需要將用電的實際負(fù)荷分為保安型和保障型。智能化建筑具有多元化的發(fā)展特點,內(nèi)部的建筑電氣設(shè)備的用電量比較大,對于供電的質(zhì)量也提出了較高的要求,同時,也會發(fā)生相應(yīng)的火災(zāi)問題、人員密集都是導(dǎo)致建筑工程用電比較集中的主要因素?,F(xiàn)階段,我國建筑控制系統(tǒng)爭對于智能化電氣設(shè)備的使用比較常見。通過一些現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用可以提高整個電氣系統(tǒng)的運行穩(wěn)定和安全,還可以保證人們在建筑工程的使用過程中體驗到更好的服務(wù)。
2電氣設(shè)計中樓宇智能化技術(shù)的問題
2.1設(shè)計合理需要提高在建筑工程的智能化電氣設(shè)計工作中,存在的主要問題包括設(shè)計合理性的提升。智能建筑工程中對于技術(shù)的使用至關(guān)重要,尤其是電氣設(shè)計工作中一些細(xì)節(jié)。由此可以看出,電氣設(shè)計工作如果存在問題,將會導(dǎo)致后期建筑工程的使用性能和使用效率,安全無法得到保障。所以,要結(jié)合實際的情況開展電氣設(shè)計工作。智能建筑技術(shù)的應(yīng)用中,接地和接地系統(tǒng)的構(gòu)成,其相對模式穩(wěn)定性比較差,只有通過智能化的技術(shù)才可以提高整個系統(tǒng)的安全性和協(xié)調(diào)性。另外,在電氣設(shè)計工作中,其主要內(nèi)容與當(dāng)前的樓宇智能化技術(shù)不匹配,這樣也會導(dǎo)致電器設(shè)備在后期使用的過程中不能發(fā)揮其真正的價值和作用,降低了建筑工程的舒適感。結(jié)合當(dāng)前我國智能建筑的施工要求,需要對定額容量進行科學(xué)化的設(shè)置,雖然一些建筑在設(shè)計的時候已經(jīng)從實際角度考慮,但仍然會存在超負(fù)荷的運行狀態(tài)。只有通過對智能化技術(shù)的使用,才可以減少設(shè)備受到的外界因素影響,提高整個設(shè)備系統(tǒng)的運行效率,保證智能化技術(shù)的全面落實。
2.2安全防護工作需要提高在電氣設(shè)計中,樓宇智能化技術(shù)的應(yīng)用、安全防護方面仍然存在一些問題。首先,電氣接地會對整個系統(tǒng)的使用安全性帶來較大的影響,系統(tǒng)的安全需要完善電氣接地體系。在建筑工程構(gòu)建的時候,接地系統(tǒng)要保證可靠性,同時,要提高系統(tǒng)內(nèi)的安全性,如果存在較多的隱患問題,將會對后續(xù)設(shè)備的使用帶來較大的危害。另外,線路在使用的過程中也會出現(xiàn)老化。樓宇智能化技術(shù)的應(yīng)用中,線纜的主要材料以塑料和膠質(zhì)材料為主。一些線路會長期暴露在惡劣的環(huán)境中,因此,會增加老化的程度,使整個電纜在使用的過程中極易出現(xiàn)短路和接地的故障。因此可以看出,導(dǎo)致線路穩(wěn)定性和安全性無法得到保障,尤其是在潮濕和高溫的環(huán)境下,安全危險因素更多。另外,線路自身的質(zhì)量也會造成整個系統(tǒng)的安全性能下降。在智能化系統(tǒng)中,會遭受到雷擊、風(fēng)電等自然災(zāi)害的影響。弱電系統(tǒng)中雷電具有較高的敏感性,所以要通過接地處理加強對電氣設(shè)備的保護,也可以提高整個電氣系統(tǒng)的運行安全。
2.3專業(yè)人才的缺失為了提高電氣設(shè)計工程中樓宇智能化技術(shù)的應(yīng)用,就需要加強對專業(yè)人才的吸收。通過專業(yè)能力的提升保證整個電器智能化的建設(shè)水平,但是,由于一些設(shè)計單位出于對工程成本和利潤的考慮,對于專業(yè)設(shè)計人才會存在嚴(yán)重的缺失,這樣會導(dǎo)致一些工程電氣設(shè)計智能化技術(shù)的使用無法達到預(yù)期的目標(biāo)。同時,對于建筑工程中相關(guān)的建筑設(shè)以及電氣系統(tǒng)的合理運行都會受到相應(yīng)的影響。在工程后期施工建設(shè)的過程中,還會導(dǎo)致工程各種安全質(zhì)量問題的發(fā)生,影響工程的工期和成本。
2.4設(shè)備的更新較慢建筑電氣智能化是一個非常大的工程,為了保證工程后期順利施工,就需要做好前期設(shè)計中的專業(yè)機械設(shè)備選用,提高整個工程的施工進度以及施工水平。由于一些設(shè)計單位在設(shè)計的時候,對設(shè)備的使用以及了解程度不高,造成設(shè)備比較老化,嚴(yán)重地影響工程的施工進度,無法滿足智能化的施工要求。另外,電氣智能化工程設(shè)計的更新?lián)Q代比較快,只有不斷地提高工程的設(shè)計方案,才可以加強工程的安全系數(shù)。在后續(xù)工程建設(shè)過程中,對進度、成本進行全面的掌控。另外,設(shè)備的更新和機械的發(fā)展會取代人工技術(shù),有效地防止工程在后期建設(shè)過程中受到人為因素帶來的不良影響。合理地加強對工程人力資源的調(diào)整,減輕工作人員的壓力。作為設(shè)計單位需要加強電氣設(shè)計樓宇智能化設(shè)備的合理應(yīng)用,保證工程設(shè)計方案的最優(yōu)化。
3電氣設(shè)計中樓宇智能化技術(shù)問題的解決措施
3.1樓宇智能化設(shè)計的規(guī)范化在建筑工程電氣設(shè)計的時候,樓宇智能化技術(shù)的應(yīng)用過程中,為了使建筑的智能水平得到全面的提升,就需要按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,做好自動化技術(shù)的應(yīng)用。同時,需要設(shè)計工作更加的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),提高整個電氣設(shè)備后期的使用性能以及使用人員的生命安全。在實際運行的過程中,需要對電氣設(shè)計的成本和安全進行防控。結(jié)合各項指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,充分地將智能技術(shù)應(yīng)用到建筑電氣設(shè)計工作中。另外,各類電氣設(shè)計的合理性分析能夠?qū)怯钪悄芑夹g(shù)全面應(yīng)用起到一定的促進作用。所以,要減少后續(xù)工程施工建設(shè)中智能化技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)對電氣設(shè)計不合理問題的全面處理,減少工程的設(shè)計問題。
3.2提高設(shè)計的安全性建筑工程的電氣設(shè)計需要保障每個電氣設(shè)備的使用安全,同時,還要做好細(xì)節(jié)的防護??傮w而言,在開展電氣設(shè)計的時候,需要對電氣接地設(shè)計進行優(yōu)化處理,保障各項建筑工程在設(shè)計的時候能夠得到全面的防護,使接地系統(tǒng)變得更加的安全可靠,應(yīng)用科學(xué)的接地模式進行接地工作。在實際應(yīng)用的過程中,要保證機組的安全,有效地降低不良損耗,充分地加強對電氣保護工作的強化。對于智能化的安全防護措施也要全面地應(yīng)用,做好交流保護以及安全雷電的保護處理,在直流接電的時候需要應(yīng)用到高電阻材料,而在交流接地的時候則需要使用到電阻較小的材料。整個工程的防雷設(shè)計工作要充分地考慮到避雷針的科學(xué)應(yīng)用,有效地提高建筑工程的防雷效果。另外,還需要進行安全防護,降低電磁波對線路帶來的不良影響。
3.3注重對設(shè)計人員的管理作為建筑電氣工程的設(shè)計人員,其專業(yè)能力會決定整個工程的設(shè)計水平,因此,需要加強對設(shè)計人員的全面管理。首先,技術(shù)角度分析。在進行建筑電氣設(shè)計的時候,需要工作人員具備較高的專業(yè)能力,定期組織電氣人員進行設(shè)計知識的學(xué)習(xí)和考核,只有考核結(jié)果才能夠及時地分辨設(shè)計人員的具體能力,做好后續(xù)工程的全面控制。其次,電氣工程設(shè)計的時候,要根據(jù)工程的相關(guān)圖紙以及后續(xù)施工要求,對工程中可能存在的一些問題進行綜合性的調(diào)整。經(jīng)過設(shè)計人員和施工人員的共同分析,提高整個工程的管理水平。只有工程的監(jiān)理人員審核完成后,工程才可以正式投入使用。最后,在工程開展線路設(shè)計的時候設(shè)計人員要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,符合工程的施工質(zhì)量和規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。在開展電氣質(zhì)量安全管理的時候,還要對每個細(xì)節(jié)進行全面的掌控,通過細(xì)致化的檢驗工作,建立一個完善的電氣系統(tǒng)。除此之外,在開展電氣系統(tǒng)構(gòu)建的時候,還需要提高系統(tǒng)的實用性和安全性。整個設(shè)計工作中,設(shè)計人員要結(jié)合工程中使用到的設(shè)計、材料以及設(shè)備進行成本價格的控制。加強對實際預(yù)算成本的管理,保證工程的造價費用達到最優(yōu)化。
3.4加強布線安全系數(shù)建筑工程電氣設(shè)計中,樓宇智能化的應(yīng)用還會涉及布線的施工水平。樓宇智能化系統(tǒng)和安防系統(tǒng)中,通過合理的布線可以提供相應(yīng)的電耗和信號源,做好整個系統(tǒng)的搭建,保證電氣設(shè)備的智能化運轉(zhuǎn)。作為設(shè)計單位,需要嚴(yán)格地加強對布線流程以及整體布線格局的設(shè)計,防止在后期施工建設(shè)過程中出現(xiàn)問題。首先,設(shè)計人員要保證設(shè)計圖紙和設(shè)計方案的合理性,對相應(yīng)的布線情況進行標(biāo)記,保證每個元件、設(shè)備以及相關(guān)零件的具體位置,符合建筑工程的使用要求。另外,對于暗盒的距離也要合理地規(guī)劃,開槽的時候要保證布線的設(shè)計規(guī)劃,滿足電氣設(shè)備的使用要求。同時,還要做好防水處理,減少因為外界環(huán)境對整個電氣系統(tǒng)帶來的影響。
3.5電氣接地設(shè)計建筑電氣工程電路設(shè)計的時候,要有效地保證電氣接地防范措施的應(yīng)用,提高整個建筑工程后期的使用安全。隨著樓宇智能化水平的提升,電氣系統(tǒng)的性能也要不斷地加強,尤其是電氣接地系統(tǒng)?,F(xiàn)階段,我國電氣接地使用到的系統(tǒng)種類比較多,每個系統(tǒng)都要結(jié)合實際的情況以及具體的要求做好相應(yīng)的設(shè)計,這樣才可以保證電氣設(shè)計中各項電氣設(shè)備的使用安全以及整個電氣系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。
4結(jié)語
現(xiàn)階段,隨著我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展,對建筑電器的智能化設(shè)計水平也在逐步地提升。在建筑電氣設(shè)計工作中,樓宇智能化技術(shù)的應(yīng)用可以提高整個電氣設(shè)計的自動化應(yīng)用技術(shù),減少電氣設(shè)計中一些不良問題的出現(xiàn),提高電氣設(shè)計工作中每項電氣設(shè)備和電氣線路的合理布局。加強電氣設(shè)備后期使用性能的發(fā)揮,給人們創(chuàng)造一個舒適、智能的居住空間,也提高建筑工程的整體智能化建設(shè)水平。
作者:劉律 單位:上海市安裝工程集團有限公司
智能化技術(shù)問題研究2
變電站是電力系統(tǒng)的主要運行單位,由于電力資源在社會中的特殊應(yīng)用地位,其穩(wěn)定持續(xù)工作是變電站工作的首要目標(biāo)[1]。在變電站現(xiàn)場作業(yè)過程中,違章對電力生產(chǎn)運行會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,因此一定要嚴(yán)格操控,防患于未然,充分依托于安全管理的保障體系和監(jiān)督體系,盡量減少這種危險狀況的發(fā)生[2]。變電運檢現(xiàn)場的管控首先取決于人員的安全意識、技術(shù)技能水平等多方面因素。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,影響檢修現(xiàn)場安全的主要原因源于作業(yè)人員不規(guī)范行為,文章介紹了通過基于人工智能的變電運檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)的應(yīng)用,有效對現(xiàn)場人員行為性違章進行管控,同時提高人員安全責(zé)任意識,提升現(xiàn)場本質(zhì)安全,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
1現(xiàn)場安全現(xiàn)狀
因作業(yè)需求,在現(xiàn)場除班組成員外還有廠家人員參與作業(yè),由于作業(yè)人員在安全意識上存在較大的差異,導(dǎo)致現(xiàn)場違章管控問題較難解決。現(xiàn)階段安全監(jiān)察通過現(xiàn)場稽查和遠程視頻稽查實現(xiàn),而現(xiàn)場稽查存在檢查時效性較差的問題, 遠程視頻稽查雖能做到全過程視頻監(jiān)控,但存在人員視覺疲勞、不能及時互動等風(fēng)險因素。公司在推進“運檢合一”作業(yè)模式下,如何提升變電作業(yè)現(xiàn)場安全管控能力已成為當(dāng)下新的挑戰(zhàn)。
2安全隱患排查
為加強變電運檢現(xiàn)場安全管理,強化人員安全意識,避免因安全生產(chǎn)未落穩(wěn)、采取措施不全面引起的各類安全責(zé)任性事故,全面提高作業(yè)現(xiàn)場安全生產(chǎn)管控能力,嘉興供電公司針對現(xiàn)場作業(yè)違章問題開展專項安全稽查調(diào)研工作。數(shù)據(jù)顯示,從 2020 年 1 月至 2020 年 12 月通過專項稽查對變電運檢現(xiàn)場進行違章類型匯總,結(jié)果表明變電運檢現(xiàn)場的行為性違章占比較大,具體如圖 1 所示。從分析中發(fā)現(xiàn),行為性違章占比高達 96%,強化現(xiàn)場人員管理,增強作業(yè)安全管控勢在必行。
3原因分析
從目前現(xiàn)狀實際情況分析,變電運檢現(xiàn)場安全管控難的問題主要存在于以下幾點。如今大型綜合檢修作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)人員組成較雜,有本單位職工、外來廠家人員等,現(xiàn)場作業(yè)人員的安全意識差距較大,尤其是外來人員安全意識較為薄弱。變電運檢現(xiàn)場作業(yè)點多、作業(yè)面廣,容易出現(xiàn)各專業(yè)相互配合不足等問題,安全管控難度較大?,F(xiàn)階段安全監(jiān)督工作主要依賴于人工操作,可能存在人員疲勞、視野盲區(qū)等問題,難以對每一項現(xiàn)場作業(yè)做到全流程、全方位的安全管控。從以上分析原因來看,僅通過人工管制難以滿足對變電運檢現(xiàn)場安全實現(xiàn)“全方位,智能化”的管控效果,使現(xiàn)場安全水平提升面臨巨大挑戰(zhàn)。
4治理措施
從近幾年的現(xiàn)場安全稽查情況來看,當(dāng)前變電運檢作業(yè)現(xiàn)場還存在著一定數(shù)量的違章及不規(guī)范行為。為減少人員違章的安全隱患,提升現(xiàn)場安全管控能力,公司開發(fā)出基于人工智能的變電運檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng),該系統(tǒng)通過感知層實現(xiàn)現(xiàn)場人員動態(tài)的捕獲,通過平臺層實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)的采集及傳輸,通過應(yīng)用層實現(xiàn)現(xiàn)場違章行為的記錄及反饋,三層構(gòu)架環(huán)環(huán)相扣,嚴(yán)防現(xiàn)場違章行為的發(fā)生,使得現(xiàn)場安全達到“可控、在控、不失控”的目標(biāo)?;谌斯ぶ悄艿淖冸娺\檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)總體架構(gòu)中感知層、平臺層和應(yīng)用層 3 層架構(gòu)體系,如圖 2 所示。感知層:主要為前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備,由包括監(jiān)控槍機、三維激光設(shè)備、跟蹤球機等感知型裝置組成。平臺層:主要包括變電站三維實景模型和人工智能分析平臺。應(yīng)用層:主要包括智能監(jiān)測、智能預(yù)警、智能管理等功能的可視化應(yīng)用。
4.1感知層結(jié)構(gòu)
4.1.1監(jiān)控槍機主要感知工作區(qū)域出入口的過道圖像信息,可以收集經(jīng)過人員數(shù)量、安全帽佩戴、工作服穿著等信息。
4.1.2三維激光設(shè)備主要采集作業(yè)區(qū)人員動作、安全工器具、登高車輛等的空間和圖像數(shù)據(jù),協(xié)助實現(xiàn)對長梯搬運、登高系扣安全帶等行為的實時判別。
4.1.3跟蹤球機當(dāng)有行為被判定為違規(guī)行為時,球機將啟用語音會話裝置輸出相關(guān)語音信息并啟用視頻錄制功能錄制相關(guān)畫面。
4.2平臺層結(jié)構(gòu)
4.2.1三維實景模型三維實景模型建立:首先對變電站進行全站激光掃描和拍照,通過數(shù)據(jù)匹配,建立三維實景空間模型。實景模型數(shù)據(jù)化:對三維模型中的所有電力設(shè)備進行數(shù)據(jù)化、部件化,如 1#主變壓器、2#主變壓器等,使其具有雙重命名。
4.2.2人工智能分析算法建立:針對各作業(yè)區(qū)域,通過實際操作,獲取大量現(xiàn)場作業(yè)視頻圖像,錄入人工智能主機中學(xué)習(xí),建立獨特的人工智能算法。經(jīng)過學(xué)習(xí)后主機的對現(xiàn)場行為展開對比和分析,能夠準(zhǔn)確判定現(xiàn)場違規(guī)行為。信息傳輸:將主機判定為違規(guī)行為的信息傳輸至跟蹤球機,由其做出針對性反應(yīng),同時對違規(guī)行為的發(fā)生時間、地點等信息通過跟蹤球機進行記錄并反送回主機。
4.3應(yīng)用層結(jié)構(gòu)
4.3.1智能監(jiān)測通過感知層采集的數(shù)據(jù)及平臺層算法的分析可以對作業(yè)人員是否超范圍工作、作業(yè)區(qū)內(nèi)人員是否正確佩戴安全帽、人員或機具與帶電體是否保持規(guī)定的安全距離、作業(yè)完成后現(xiàn)場是否清理干凈等內(nèi)容進行識別從而達成對現(xiàn)場違規(guī)行為的智能監(jiān)測。
4.3.2智能預(yù)警當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到違規(guī)行為時,可以通過離作業(yè)人員最近的跟蹤球機通知和警告現(xiàn)場人員,及時采取糾正措施,改正行為及狀態(tài)。
4.3.3智能管理在對違章行為預(yù)警過程中,跟蹤球機自動錄制該時間段現(xiàn)場作業(yè)視頻并反送回主機,同時在系統(tǒng)頁面上提示并展示該段視頻,便于管理人員查看違規(guī)具體狀態(tài)信息。
5治理成效
通過基于人工智能的變電運檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)的應(yīng)用,針對電力現(xiàn)場作業(yè)行為,可以對違規(guī)現(xiàn)象進行智能監(jiān)測和預(yù)警,有效減輕了安監(jiān)人員的管控壓力,使人員疲勞監(jiān)管、視頻視野盲區(qū)等問題得到有效緩解,同時通過其智能管理使得現(xiàn)場作業(yè)人員安全意識極大提升,自我保護意識增強,并且加強了各檢修班組間的協(xié)作配合度,使得現(xiàn)場安全管控深入人心。嘉興供電公司通過應(yīng)用基于人工智能的變電運檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng),在 2021 年期間通過現(xiàn)場及遠程稽查等方式對變電運檢現(xiàn)場進行安全檢查匯總統(tǒng)計,作業(yè)現(xiàn)場的人員違章行為大幅減少,具體如圖 3 所示。從以上匯總情況分析,現(xiàn)場行為性違章由 2020年度的 56 起下降到 2021 年度的 21 起,下降比例高達 63%,通過基于人工智能的變電運檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)的應(yīng)用,做到及時監(jiān)察、警告、制止、整改、學(xué)習(xí),達到變電現(xiàn)場作業(yè)安全可靠的目的,使現(xiàn)場作業(yè)人員違章的問題得到有效管控,治理成效明顯。6改進措施當(dāng)前雖成功應(yīng)用了基于人工智能的變電運檢現(xiàn)場安全管控系統(tǒng),但目前尚存不足之處。由于該系統(tǒng)對行為大數(shù)據(jù)的積累尚有欠缺,在視角狹小區(qū)域?qū)`章行為判斷存在模糊邊界,須要在日后的使用實踐中對該方面重點加以積累、分析,便于系統(tǒng)在任何條件下均能作出正確判斷。目前,該系統(tǒng)僅在部分變電站開展實質(zhì)應(yīng)用。嘉興供電公司計劃將該系統(tǒng)逐步推廣,爭取對所轄變電站實現(xiàn)智能全覆蓋,做到轄區(qū)內(nèi)作業(yè)安全“無死角”的管控模式,達到作業(yè)現(xiàn)場安全“可控、在控、不失控”的目標(biāo)。
智能化技術(shù)問題研3
近年來,隨著市場上高層建筑的日漸增多,人們對高層建筑的電梯配置提出了新的要求,在電梯施工的過程中,應(yīng)將電梯的質(zhì)量安全放在首要位置。高層建筑中的電梯使用頻次較高,在長時間的使用過程中,電梯故障無法避免,傳統(tǒng)的電梯故障分析中,主要為人工方式,耗時耗力,難以在最短的時間內(nèi)恢復(fù)電梯的正常使用?;ヂ?lián)網(wǎng)時代到來后,人工智能技術(shù)越發(fā)進步,此項技術(shù)在高層建筑中的使用,給電梯故障處理提供了巨大的便捷,未來的電梯故障分析中,需加大人工智能技術(shù)的應(yīng)用。
1人工智能技術(shù)概述
人工智能是時代的產(chǎn)物,伴隨著計算機技術(shù)的深入發(fā)展而出現(xiàn),為當(dāng)前各行各業(yè)廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代化技術(shù)。世界上的絕大多數(shù)國家,每年都加大了在人工智能技術(shù)中的研發(fā)投入,加快了技術(shù)進步的步伐。與其他的技術(shù)相比,人工智能這種現(xiàn)代技術(shù)的綜合性較強,在長期的發(fā)展過程中取得了顯著的成就,在未來還有著巨大的發(fā)展可能。根據(jù)人工智能的發(fā)展情況,經(jīng)歷了萌芽期、發(fā)展時期、廣泛普及時期。在人工智能的萌芽期,僅僅為理論研究期,并未轉(zhuǎn)化為實際技術(shù),主要是因為在長時間的社會經(jīng)濟發(fā)展過程中,勞動力為主要的生產(chǎn)力,并未注重生產(chǎn)變革。人工智能方面的理論研究不成熟,僅僅以一種構(gòu)思與想法而存在。在人工智能的發(fā)展時期,人工智能得到了一定的應(yīng)用,但尚未普及,計算機信息技術(shù)等在各行各業(yè)中的應(yīng)用,使人們對人工智能有了更深的了解,加快了人工智能的發(fā)展步伐,但在這一階段,對于人工智能的應(yīng)用無明確目標(biāo),雖在一些領(lǐng)域使用了人工智能,但覆蓋率并不高。最后,人工智能廣泛普及期,在此階段的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日漸成熟,人工智能技術(shù)的發(fā)展迅猛,在越來越多的領(lǐng)域與行業(yè)都得到了應(yīng)用。在近幾年,人工智能在許多行業(yè)中都取得了顯著的應(yīng)用成果,真正讓人們意識到了此項技術(shù)的優(yōu)勢,在帶動了行業(yè)轉(zhuǎn)型的同時,也為人工智能的未來發(fā)展創(chuàng)造了更多的契機。從20世紀(jì)90年代開始,計算機芯片的計算能力一直保持在持續(xù)增長的趨勢,以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的AI技術(shù)有了一定的發(fā)展機會。結(jié)合當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用情況,深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)的應(yīng)用較多,發(fā)展較為成熟。
2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電梯故障診斷中的應(yīng)用
高層建筑的電梯工作過程相對復(fù)雜,當(dāng)其處于正常運行條件下時,可接受、分析與表達指令。電梯故障發(fā)生的概率較高,故障診斷關(guān)乎電梯的使用安全,人工智能不斷發(fā)展的今天,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電梯故障分析與診斷中得到了廣泛的應(yīng)用,當(dāng)利用此項技術(shù)開展故障分析與判定時,涉及外部信號接收、數(shù)據(jù)處理與分析、動作命令數(shù)據(jù)的傳輸步驟。當(dāng)電梯在使用的過程中發(fā)生了故障時,故障信息在信息系統(tǒng)輔助下,可快速將這些信息上傳到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,由模型自動分析信息,結(jié)合信息分析與處理結(jié)果,判定故障類型、位置與原因,隨后將這些信息向外傳輸。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的種類繁多,BP網(wǎng)絡(luò)模型的使用頻次較高,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等的應(yīng)用也相對較多,電梯故障分析的過程中,可結(jié)合實際需求,選擇恰當(dāng)?shù)纳窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
2.1BP網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),有多個目標(biāo)函數(shù),如信號前向傳播、誤差反向傳播、網(wǎng)絡(luò)實際輸出值、期望輸出值的誤差平方,當(dāng)構(gòu)建了目標(biāo)函數(shù)后,在信息的檢索方面,為梯度下降法。結(jié)合圖1的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,涉及輸入層、輸出層與隱含層三個層級,利用這一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可突破多層網(wǎng)絡(luò)隱含層連接權(quán)值學(xué)習(xí)方面的技術(shù)限制,即使未規(guī)定信號輸入與輸出之間的規(guī)則或者映射關(guān)系,同樣可正常利用該技術(shù)。正是因為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的這些特點,使得在機械故障診斷方面,這一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用范圍相對較廣,電梯故障診斷與分析中,同樣可采用這一技術(shù)。電梯故障分析中的BP網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用,涉及以下步驟:(1)數(shù)據(jù)的采集、輸入與輸出,將這些數(shù)據(jù)實施歸一化,得到的數(shù)據(jù)映射于特定范圍。(2)構(gòu)建BP網(wǎng)絡(luò)模型,模型建成后開展訓(xùn)練。(3)訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)模型對原樣本實施檢測,在此檢測過程中,需利用特定的算法:一定的取值區(qū)間內(nèi)將有關(guān)數(shù)據(jù)實施初始化;通過輸入值大小的確定,獲得預(yù)期輸出量;得到實際輸出值后,與預(yù)期輸出量對比,做減法;相減得到的誤差值劃分給隱含層,獲得隱含層誤差;對輸出層閾值、權(quán)值、隱含層權(quán)值加以修正;修正隱含層閾值,修正隱含層、輸入層有關(guān)權(quán)值。
2.2遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的運用電梯故障分析中,遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用也相對較多,此模型中采用的是遺傳算法,根據(jù)該算法的產(chǎn)生過程,為生物學(xué)方面的優(yōu)勝劣汰、適者生存原理,因為可化繁為簡,對一些復(fù)雜的故障,利用這一模型和算法可有效處理。與其他類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相比,遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可對局部數(shù)據(jù)實施細(xì)化解析,數(shù)據(jù)處理精度高。遺傳算法小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作中,小波分解技術(shù)為核心技術(shù),利用此項技術(shù)可實現(xiàn)模擬故障信號的分解,在歸一化處理下,將結(jié)果傳輸給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)勢明顯,其中集中了遺傳算法、小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點。當(dāng)電梯故障分析中采用的是這一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型時,故障判定涉及以下步驟:測試節(jié)點信號采樣;小波分解;故障特征量的提??;歸一化處理的訓(xùn)練樣本集獲?。贿z傳算法優(yōu)化,故障類型確定。由于電梯的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障發(fā)生時需處理的信息量龐大,利用遺傳小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,可得到精準(zhǔn)的故障分析結(jié)果。
2.3模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用大數(shù)據(jù)時代到來后,人工智能技術(shù)邁上了新的發(fā)展臺階,在電梯故障診斷方面,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用效果也相對理想。與其他神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相比,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為新模型,技術(shù)先進,綜合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論等學(xué)科知識,其中,有廣義的前向推理、方向推理,特殊性表現(xiàn)在語言邏輯、判斷依據(jù)、結(jié)論等的模糊性上。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的數(shù)據(jù)處理、自學(xué)能力都非常強,在具體應(yīng)用時,為通過這一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型獲得故障信息,需針對可能發(fā)生的各種故障,建立完整集合,也就是模糊故障集,將這些故障的原因也集中到一個集合內(nèi),構(gòu)建模糊原因集,最后,構(gòu)建故障、原因的關(guān)系矩陣。這一模型的使用便捷,通過其在電梯故障診斷中的應(yīng)用,可得到相對準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。
3人工智能在電梯故障分析內(nèi)的實施策略分析
3.1應(yīng)用前景對于很多行業(yè)來說,在進入一段時間的高速發(fā)展期后,必然會遇到一定的發(fā)展瓶頸,一旦遇到了巨大的發(fā)展瓶頸,就需要采用新技術(shù)克服發(fā)展難題。在電梯制造技術(shù)不斷進步的過程中,廠家在故障分析與診斷方面也投入了較大的精力,在傳統(tǒng)工藝與技術(shù)的巨大限制下,人工智能為電梯故障處理帶來了更大的發(fā)展契機,雖取得了一定的應(yīng)用成果,但在未來還有技術(shù)改進的空間。
3.2策略分析(1)技術(shù)實施。電梯故障分析與處理中的人工智能技術(shù)應(yīng)用中,不僅要從軟件方面開展,還需從硬件方面創(chuàng)新,從硬件角度,為實現(xiàn)人工智能技術(shù)的使用,關(guān)鍵要選擇主芯片,因為主芯片可完成數(shù)據(jù)的分析與處理,最終得到的數(shù)據(jù)可在其他設(shè)備的輔助下傳輸?shù)狡渌K端。而人工智能技術(shù)的應(yīng)用中,硬件與軟件應(yīng)保持緊密的配合性,只有二者高度配合,才可發(fā)揮人工智能的技術(shù)優(yōu)勢。結(jié)合當(dāng)下電梯故障分析中人工智能技術(shù)的應(yīng)用情況,回歸算法的使用較多,在此算法下,軟件固定于人工智能芯片盒上,在軟硬件高度結(jié)合后,可以滿足用戶的故障分析與處理需求。人工智能下,首要和關(guān)鍵的步驟就是數(shù)據(jù)的采集,在完成多樣本數(shù)據(jù)的采集后進入樣本分析環(huán)節(jié),由于機器具有自我學(xué)習(xí)能力,處理后的數(shù)據(jù)可被傳輸?shù)诫娞莸目刂茖?,過程如圖2所示。圖2人工智能應(yīng)用于電梯故障分析的設(shè)備組成人工智能技術(shù)應(yīng)用中,設(shè)備控制系統(tǒng)是其中的重要系統(tǒng),該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有無線通信接收模塊、設(shè)備控制中心,無線通信接收模塊負(fù)責(zé)人工數(shù)據(jù)處理后無線電數(shù)據(jù)的接收,在接收到了有關(guān)的數(shù)據(jù)后,直接向設(shè)備控制中心下達操作指令,指導(dǎo)電梯故障的處理。在系統(tǒng)中的視覺采集設(shè)備,可在故障診斷的過程中實時接收圖像,其中的圖像收集設(shè)備、傳輸線路,保障了圖像接收的便捷性、高效性,利用視覺采集設(shè)備持續(xù)收集電梯的運行圖形,可形成可分析數(shù)據(jù)元。在當(dāng)下技術(shù)的發(fā)展中,視覺采集設(shè)備既可以獨立安裝,也可以與人工智能分析處理模塊關(guān)聯(lián),但在具體應(yīng)用時需考慮實際情況,在特定的場景內(nèi)選擇恰當(dāng)?shù)陌惭b方式。人工智能設(shè)備模塊與電梯控制系統(tǒng)之間保持相互的獨立性,在運行和使用中,人工智能設(shè)備模塊可單獨自我學(xué)習(xí),利用其中的算法實現(xiàn)故障分析與處理。
(2)電梯自學(xué)習(xí)式故障診斷。電梯故障分析中的人工智能技術(shù)應(yīng)用,對電梯檢驗數(shù)據(jù)的挖掘是關(guān)鍵步驟,在此條件下,涉及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、規(guī)律找尋與規(guī)律表示,具根據(jù)電梯檢驗過程中的人工智能技術(shù)應(yīng)用情況,在整個技術(shù)應(yīng)用時,顯單元到故障專家診斷結(jié)果這一步驟,實際上體現(xiàn)的就是機器的自我學(xué)習(xí),在提取了電梯檢驗的大數(shù)據(jù)后,可得到電梯轎廂振動信息的特征,此環(huán)節(jié)就是人工智能的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。電梯檢驗中的自我學(xué)習(xí),以監(jiān)督學(xué)習(xí)與非監(jiān)督學(xué)習(xí)為主,不論為哪種學(xué)習(xí)方式,實際上都屬于規(guī)律尋找環(huán)節(jié),但從軟件角度來看,監(jiān)督學(xué)習(xí)與非監(jiān)督學(xué)習(xí)卻存在一定的差異,前者采用的是回歸算法,可對電梯運行中未來可能發(fā)生的故障加以預(yù)測,后者為聚類算法,對于已經(jīng)發(fā)生的故障,可找出故障特征。
(3)商務(wù)實施。人工智能技術(shù)在電梯故障分析中的應(yīng)用,也需從商務(wù)實施的角度展開,涉及成本控制、場景應(yīng)用可能性分析、實際使用可能性分析、技術(shù)轉(zhuǎn)化等幾個方面,從成本控制來說,在利用人工智能技術(shù)開展電梯故障分析時,應(yīng)對比此技術(shù)相較傳統(tǒng)技術(shù)的成本情況,如果人工智能技術(shù)在商用時的成本過高,在商務(wù)實施方面往往會遇到諸多的難題。場景應(yīng)用可能性分析需針對電梯實地安裝、操作學(xué)習(xí)成本展開,如果制定了商務(wù)實施策略,需選派專人進行電梯維護等專業(yè)工作。技術(shù)轉(zhuǎn)化考慮的是技術(shù)設(shè)計到實際應(yīng)用的可行性。4結(jié)語隨著電梯在高層建筑中的普及,電梯故障分析與處理已經(jīng)成為人們重點關(guān)注的方面,在人工智能技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展的今天,電梯故障分析中需加大人工智能技術(shù)的應(yīng)用,以發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,提高故障分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。
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作者:陳景新 單位:日立電梯(中國)有限公司