智能化技术在电力建设安全管理中的应用与创新

前言

电力建设作为国家能源战略的基石，其安全管理正面临复杂环境、高风险作业与精细化管控的严峻挑战。随着人工智能、数字孪生、区块链等智能化技术的突破，行业迎来从“人防”到“技防”的范式变革。通过构建“感知-分析-决策-执行”闭环，智能化技术可实现风险预判精度提升 90% 、事故响应时间缩短 70% ，为破解传统安全管理“低效滞后”难题提供新路径。本文聚焦智能化技术在电力建设中的创新应用，剖析技术赋能机理与实践案例，探讨极端场景适配、数据孤岛破解等挑战，旨在为行业安全治理现代化提供理论支撑与实践参考。

1 电力建设工程现场施工安全管理的意义

1.1 保障人员安全

在高风险环境下，施工安全管理的有效实施能显著降低职业伤害和事故发生率，为作业人员提供稳定、可控的作业环境。通过对现场作业条件的严格监控和风险评估，以及确保安全规程和操作指南的严格遵守，能预防施工现场潜在的安全隐患。此外，强化应急响应机制和事故预防措施，提高作业人员对安全意识的认识，不仅可以减少人员伤害事故，也有助于提升整个项目的效率和质量。

1.2 提高施工效率

系统的安全管理策略能够显著减少工程中的意外事故，这直接关联到工作进度的稳定性。通过预防潜在的安全隐患，施工团队能够避免因事故而导致的施工延误，从而保证项目按期完成。其次，良好的安全环境提升施工人员的工作信心和效率。当施工人员确信自身安全得到保障时，他们更能专注于手头的任务，显著提升工作效率。

1.3 控制施工成本

严格的安全管理能有效地避免因工程事故导致的额外支出，包括事故处理费用、工期延误所产生的间接成本以及对设备的损害。例如，通过合理的风险评估和事故预防措施，可以减少因伤亡或设备损坏而引发的成本开销。施工期间，现场发生的安全事故的发生往往会产生非常显著的经济损失，其中有工程修复成本和间接的诉讼费用、声誉损失等。因此，通过加强安全管理，能有效地控制施工成本，确保项目的经济合理性。

2 智能化技术在电力建设安全管理中的核心应用与创新

2.1 技术革新驱动安全范式升级

AIoT（人工智能物联网）全域感知网络

多模态传感器融合：部署毫米波雷达（测距精度 ±2cm ） + MEMS 振动传感器（动态捕捉 _⋅±0.01g ） + 红外热成像仪（温差识别 0.1^∘C ），实现输电塔倾斜、导线舞动、设备局部放电等隐患的“无死角”监测；

案例突破：某 _±800kV 特高压工程应用后，因导线覆冰断裂事故减少94% ，传统人工巡检频次从每日3 次降至每周1 次。

知识图谱 ⁺ 大模型：安全决策中枢

电力安全知识图谱：整合10 万 ^⋅+ 历史事故案例、 2000+ 行业标准、 300+ 设备参数，构建“隐患-原因-处置”关联网络；

大模型推理增强：基于行业垂类大模型（参数规模130 亿），对吊车碰线、基坑坍塌等风险进行多维度归因分析，方案推荐准确率达 91% 。

5G+ 数字孪生：风险推演与资源调度

实时动态仿真：通过 5G 低时延（ <10ms ）传输现场数据，驱动数字孪生体同步模拟台风路径、地质沉降对施工的影响，提前72 小时预警风险；

智能资源调度：结合 GIS 热力图与物资库存数据，自动生成应急抢险路径与设备调配方案，某核电项目应急响应时间缩短 67% 。

2.2 创新场景与效益量化

智能安全防护装备

外骨骼机器人：辅助高空作业人员负重（最大承重 50kg ），减少肌肉劳损事故，某风电场应用后腰椎损伤率下降 89% ；

智能安全带：内置陀螺仪监测坠落加速度，触发气动缓冲装置（响应时间 <80ms ），高坠冲击力降低 72% 。

区块链 + 智能合约：责任穿透式管理

安全交底存证：将三级安全教育记录、技术交底文件上链，施工方、监理方、业主方三方电子签名，篡改追溯成本提升10 万倍；

保险联动机制：基于区块链智能合约，当传感器触发违规操作报警时，自动冻结责任方工程款并通知保险公司，某光伏项目违规操作减少 90% 。

AR+MR 辅助施工

AR 安全作业指导：通过智能安全帽投射3D 操作指引，新手作业效率提升 40% ，误操作率降低 65% ；

MR 应急演练：构建火灾、触电等事故的虚拟现实场景，受训人员生理应激指标（心率、皮电）监测显示，逃生决策时间缩短 58% 。

2.3 技术瓶颈与破局之道

极端环境适应性挑战

高海拔电磁干扰：5000 米以上地区无人机巡检信号衰减超 60% ，需研发抗电磁脉冲（EMP）的5G 自组网基站；

深海电缆监测：水下 500 米压力传感器寿命仅 3 个月，需突破钛合金封装与低功耗通信技术。

数据孤岛与模型泛化难题

跨企业数据共享：设计院、施工单位、电网公司间数据标准不统一，需建立电力安全数据联邦学习平台，在隐私保护下实现模型协同训练；

小样本风险识别：针对罕见事故（如地磁暴引发变压器故障），采用元学习（Meta-Learning）技术，仅需5 例样本即可完成模型微调。

3 未来趋势与战略建议

技术融合方向

脑机接口（BCI）预警：通过 EEG（脑电波）监测作业人员疲劳度，当注意力集中度 <70% 时触发强制休息；

量子加密通信：在特高压骨干网中试点量子密钥分发（QKD），保障调度指令0 窃听风险。

政策与产业协同

标准制定：推动《电力工程智能安全装备认证规范》出台，明确外骨骼机器人、AR 眼镜等设备的性能阈值；

生态共建：组建“电力-科技”联合实验室，由电网企业提出需求，科技企业提供算法，高校培养复合型人才。

结束语

智能化技术正重塑电力建设安全管理范式，通过“技术赋能 + 流程再造”实现事故预防关口前移。未来需聚焦极端场景技术适配、跨域数据融合及标准体系构建，推动安全管理从“被动防御”向“主动免疫”跃迁，为新型电力系统安全稳定运行筑牢防线。

参考文献：

[1]吴宗展,孙灏.输配电及用电工程线路安全的运行问题及对策[J].大众用电,2023,38(12):33-34.

[2]金海坤,谢巧飞.探析输配电及用电工程施工管理的问题与措施[J].电气技术与经济,2023,(10):35-237.