科技日报网：“云—边—端”协同智能抗违章保护系统首试成功

(科技日报记者 赵向南)7月9日,记者从山西全安新技术开发有限公司(以下简称“山西全安”)获悉,该公司研发的“云—边—端”协同智能抗违章保护系统,在山西吕梁西坡煤矿顺利完成首次工业性现场试验。试验期间系统运行稳定,各项技术指标均达到设计要求。“该成果首创基于‘云—边—端’三层架构的双向闭环控制模式,突破了传统监控系统依赖分站的局限,填补了抗违章技术领域的一项空白,标志着我国煤矿井下供电系统安全防护正从单点技防向系统化、网络化、智能化方向迈出关键一步。”研发带头人、山西全安负责人郭春平表示。

传统煤矿供电系统安全管理主要依赖规章制度和人员培训,抗违章技术手段多为单点设备,难以形成系统性、网络化的整体防护能力。

据介绍,在西坡煤矿试验的“云—边—端”协同智能抗违章保护系统,以地面抗违章云平台为智慧中枢,以工业环网与4G无线网络为传输纽带,以井下智能传感系统为感知执行终端,形成了“云—边—端”高效协同的双向闭环控制架构。作为“端”侧设备,智能传感器实时采集供电设备运行状态信号,并依托边缘计算能力进行本地预处理,通过工业互联网将关键数据上传至地面云平台。云平台基于内置算法深度分析后,下发控制指令至传感器终端,实现对开关的精准闭锁控制——带电状态下无法打开接线腔盖板,开盖后上级电源自动闭锁杜绝误送电,同时向地面调度台发送实时报警信息。

图为“云—边—端”协同智能抗违章保护系统部分设备。受访者供图

郭春平表示,这套“端采集、边计算、云决策、端执行”的完整闭环链路,从技术层面彻底消除了违章带电作业的操作空间,系统实现“有电闭锁”与“开盖闭锁”双重闭环。

“云—边—端”协同智能抗违章保护系统配备了智能远方漏电试验系统,对选择性漏电保护“失灵”进行智能诊断。据了解,智能远方漏电试验装置通过边缘计算精确测定选择性漏电保护系统的动作时间,并借助4G网络与工业环网将检测数据实时回传云平台,云平台运用自主研发的“KWZ”智能分析算法,对纵向选择性(越级跳闸)及横向选择性(误动作)进行综合研判,精准识别漏电保护系统是否存在“失灵”风险。“一旦判断保护失效,系统立即向调度台报警,或直接向井下相应开关下发断电闭锁指令,实现从‘被动等待故障’到‘主动预判风险’的本质转变。”郭春平说。

据介绍,该成果具有远方漏电跳闸试验、纵向选择性智能判断、横向选择性智能判断、漏电保护动作时间精确测试、行业首创的移变高压接线腔远程有电闭锁、移变接线腔开盖自动闭锁上级电源六项关键功能,全面覆盖漏电保护检测、选择性智能判断及物理闭锁防护等核心环节。

本次西坡煤矿首试成功,不仅验证了该系统在井下复杂环境下的可靠性与先进性,更为煤炭行业风险隐患排查治理提供了可复制、可推广的技术样板。郭春平说,“云—边—端”协同智能抗违章保护系统的核心理念是“让作业人员想违章也违不成,即使违章也造不成事故”,通过“端”的精准感知、“边”的高效计算、“云”的智能决策,真正实现了从“单点技防”到“系统智防”的本质跨越。

编辑:王倩

郭春平简介

郭春平,是享受国务院特殊津贴的安全专家,拥有电气正高级工程师职称,同时获得北京大学国家发展研究院高级工商管理硕士学位。他在多个重要社会职务上积极发挥作用,担任第十一、十二届全国工商联执委,第十一、十二届山西省政协委员,还任职全国工商联科技装备商会副会长、山西省总商会荣誉会长等多个重要职位,是山西省委联系的高级专家、山西省智库专家以及山西省新兴产业领军人物,同时也是中国发明协会会员、山西全安新技术开发有限公司董事长。 

在科技创新领域,郭春平成果丰硕。他发明并带领团队研发了“违章行为识别AI技术系统”“抗违章传感器”等66项专利技术产品,其中15种产品获得“矿用产品安全标志”及“防爆合格证”认证。其提炼的抗违章技术要求被国际标准IEC60079 -0、国标GB3836.1以及《煤矿安全规程》采纳,并作为第一起草人首创12部《矿用开关两防锁》行业(安标)标准。作为唯一(或第一)发明人,他已获81项专利权,其中6项在30多个国家(或地区)获得专利权且均为PCT专利,在煤矿电气领域取得了突破性的国际专利成就。此外,他还拥有49项商标权及著作权。

郭春平不仅专注于发明创造,还在理论研究上颇有建树。其独著的《抗违章技术理论与应用》(基于中、美等30国专利及国际标准)被牛津及国家图书馆等48家图书馆收藏,创立了抗违章理论体系,提出的“想违章违不成,即使违章也造不成事故”等理念和理论被收入百度百科;在国家级刊物发表多篇专业论文。他创办的发明创造型高新技术企业,承担并完成国家重点研发计划等数十个科技项目,首创并应用“骏马拉小车”理论,将山西全安公司打造成“抗违章保护技术”世界单项冠军,转化智能抗违章保护技术成果,为安全生产做出了重大贡献,经原山西煤监局认定,至少减少20余人死亡。

在国企工作期间,郭春平同样成绩斐然。29岁时,他在柳湾煤矿被破格任命为二号井机电主任,首创并应用《运势控制法》《综采设备FM六步循环法》,成功实现汾西矿务局历史上首次综合机械化采煤和掘进,并创下综采队年产百万吨纪录;后任柳湾煤矿科技科长,应用《企业全面科技管理》理论,组织完成130余项技术改进项目。

凭借卓越的贡献,郭春平荣获山西省专利一等奖等10项省部级科技奖励,被授予省劳动模范称号,三次荣获“山西省中国特色社会主义建设者”称号 。