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摘要：做好安全生產(chǎn)重點環(huán)節(jié)危險因素辨識和防控工作是通信電源專業(yè)確保從業(yè)人員人身安全和業(yè)務(wù)安全的最基本要求，也是生產(chǎn)經(jīng)營單位落實安全生產(chǎn)責(zé)任制的重要內(nèi)容。文章從電源專業(yè)普遍從事的特種作業(yè)、儲能設(shè)備、危險化學(xué)品、作業(yè)許可管理四個重點場景如何做好危險因素的辨識和防控工作，進(jìn)一步提出了一種利用像素編碼的信息傳遞和識別方法，通過對比現(xiàn)有識別方式，新的編碼方法，可有效提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和識別準(zhǔn)確率，為通信電源專業(yè)風(fēng)險識別和防控，提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：通信電源；危險因素；辨識；防控；像素編碼；自適應(yīng)識別

0引言

“通信電源專業(yè)”一般負(fù)責(zé)通信電源、機(jī)房空調(diào)、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)及防雷接地等系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。其作為通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其維護(hù)工作是保障通信暢通的最基本要素之一。電源專業(yè)一般隸屬于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)部門，為保障電源與機(jī)房環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定、可靠地運行，在日常生產(chǎn)維護(hù)工作中，會經(jīng)常涉及到特種作業(yè)、儲能設(shè)備、危險化學(xué)品、作業(yè)許可等對操作人員和其他工作人員的人身、財產(chǎn)可能存在較大危險因素和安全風(fēng)險的場景，因此加強(qiáng)重點環(huán)節(jié)危險因素辨識和防控工作，是保障業(yè)務(wù)安全、預(yù)防安全生產(chǎn)事故、落實企業(yè)安全生產(chǎn)責(zé)任的重要內(nèi)容。危險因素是指可能對作業(yè)人員造成傷亡、影響人的身體健康的因素，當(dāng)前我國各類工貿(mào)行業(yè)普遍依照《生產(chǎn)過程危險和有害因素分類與代碼》[1]（GB/T13861）進(jìn)行危險有害因素辨識，并制定切實有效的風(fēng)險防控措施。防控措施可分為技術(shù)類措施和管理類措施。技術(shù)措施一般從消除危險源、防止有害物質(zhì)聚集、物理隔離、配備勞動防護(hù)裝置和應(yīng)急救援設(shè)施、加強(qiáng)監(jiān)測等方面開展；管理措施一般從完善安全生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程、做好應(yīng)急預(yù)案和演練、確保安全投入有效實施、加強(qiáng)重大危險源排查和治理、推進(jìn)安全教育和培訓(xùn)等方面開展。

1特種作業(yè)

1.1危險因素

辨識通信機(jī)房對供電可靠性和機(jī)房環(huán)境穩(wěn)定性有嚴(yán)格要求，一般其電源和空調(diào)設(shè)備要保持全年不間斷工作，因此電源專業(yè)從業(yè)人員日常工作中會普遍涉及到電工作業(yè)和制冷作業(yè)。電工作業(yè)是對電氣設(shè)備進(jìn)行運行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等操作，根據(jù)電壓等級劃分（1kV），電工作業(yè)分為低壓電工作業(yè)和高壓電工作業(yè)。制冷作業(yè)指對大中型制冷與空調(diào)設(shè)備運行操作、安裝與修理的作業(yè)。操作人員對電源作業(yè)過程中可能會存在觸電、雷擊、火災(zāi)、爆炸、靜電等危險有害因素，對空調(diào)設(shè)備操作過程中可能會存在燙傷、凍傷、觸電、機(jī)械傷害、打擊傷害等危險有害因素。

1.2風(fēng)險防控

《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第二十七條規(guī)定：“生產(chǎn)經(jīng)營單位的特種作業(yè)人員必須按照國家有關(guān)規(guī)定經(jīng)專門的安全作業(yè)培訓(xùn)，取得相應(yīng)從業(yè)資格證，方可上崗作業(yè)”。由于大型通信機(jī)房內(nèi)普遍配置10KV配電柜、10KV/380V變壓器，高壓發(fā)電機(jī)組、高壓冷水機(jī)組等設(shè)備，因此取得高壓電工證成為電源維護(hù)人員上崗作業(yè)的標(biāo)配[2]。需要指出，在取得特種作業(yè)操作證后每3年要進(jìn)行1次復(fù)審，在申請復(fù)審前，應(yīng)當(dāng)參加必要的安全培訓(xùn)并考試合格，且安全培訓(xùn)時間不少于8個學(xué)時。維護(hù)人員應(yīng)依據(jù)《中國電信通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)規(guī)程-動力環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施分冊》開展日常作業(yè)，其倒閘或割接過程要嚴(yán)格按照“停電、放電、驗電、掛牌上鎖、操作”流程操作；對高壓設(shè)備操作應(yīng)保證一人操作，一人監(jiān)護(hù)；對老舊電源和空調(diào)設(shè)備存在的風(fēng)險因素，應(yīng)及時進(jìn)行評估和更新，避免設(shè)備長期超負(fù)荷運行；按要求給維護(hù)人員配置各類安全檢測裝置和防護(hù)手套、防護(hù)鞋等勞動防護(hù)用品；按時組織通信樓宇和電源設(shè)備防雷及接地測試，對重要樓宇，應(yīng)邀請有相應(yīng)資質(zhì)的第三方專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測和隱患整治。

2儲能設(shè)備管理

2.1危險因素

辨識機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要全年7×24小時在線工作，安全可靠的供電是其正常工作的先決條件。蓄電池是能夠在市電異常或中斷時能立即提供不間斷電能給負(fù)載的一種儲能設(shè)備。目前機(jī)房普遍使用的是閥控式鉛酸蓄電池，部分機(jī)房使用了磷酸鐵鋰電池，不論使用哪種電池，均是電源專業(yè)需要重點關(guān)注的設(shè)備。蓄電池的維護(hù)管理不當(dāng)會導(dǎo)致電池提前失效，特別嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)火災(zāi)和爆炸。蓄電池發(fā)生著火時，極短時間就能發(fā)展為劇烈燃燒，伴隨燃燒還會釋放多種有毒有害氣體，十分危險。

2.2風(fēng)險防控

在日常維護(hù)作業(yè)中，電源專業(yè)人員應(yīng)定期檢查蓄電池單體端子連接情況，應(yīng)連接緊固，滿足對應(yīng)螺栓力矩要求；檢查蓄電池及連接條外觀，應(yīng)無鼓脹、爬酸、漏液、腐蝕等現(xiàn)象；每季度對單體電池端電壓和內(nèi)阻進(jìn)行測量，每半年進(jìn)行一次電池放電測試。A、B類機(jī)房電池應(yīng)配置BMS，具有單體溫度及單體電壓的檢測功能。電池室應(yīng)安裝有氣體滅火裝置，出現(xiàn)火情時嚴(yán)禁用水或泡沫滅火劑滅火。UPS、高壓直流等使用的高電壓蓄電池組的維護(hù)通道應(yīng)鋪設(shè)絕緣膠墊。特別指出，根據(jù)規(guī)格等級不同，蓄電池的使用壽命一般在5-8年之間，對已超過有效使用年限的電池應(yīng)及時退出A、B類機(jī)房。蓄電池對溫度較為敏感，電池室溫度應(yīng)不超過30℃，并做好通風(fēng)換氣。

3危化品管理

3.1危險因素辨識

危險化學(xué)品是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質(zhì)，且對人體、設(shè)施、環(huán)境具有危害的劇毒化學(xué)品和其他化學(xué)品。通信樞紐樓和數(shù)據(jù)中心內(nèi)，均配置有柴油發(fā)電機(jī)房和儲油室，儲油室內(nèi)設(shè)置儲油箱，其內(nèi)存儲一定容量的液態(tài)柴油。柴油屬于危險化學(xué)品，固電源專業(yè)還涉危化品存儲的安全管理工作。儲油室管理不當(dāng)會存在燃燒、爆炸、觸電、中毒和窒息等潛在危險因素，因此柴油發(fā)電機(jī)房歷來是各級安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門和消防部門安全檢查的重點。

3.2風(fēng)險防控

電源專業(yè)應(yīng)對柴油發(fā)電機(jī)房和儲油室落實安全管理職責(zé)，制定發(fā)電、加油操作手冊，加強(qiáng)儲油、用油臺賬管理；機(jī)房內(nèi)配備完整消防器材，且放置在明顯固定位置，禁止挪作它用，并按照規(guī)定要求定期檢測確保性能合格；嚴(yán)格遵守安全用電的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)禁私拉亂接電線，柴發(fā)機(jī)房內(nèi)要使用防爆照明和防爆電器，避免產(chǎn)生點火源；單個油庫儲油量應(yīng)符合消防規(guī)定，不超過1m3；維護(hù)人員應(yīng)熟練掌握加油機(jī)的性能特點和操作技能，能判斷和排除一般故障；油庫內(nèi)要保持正常通風(fēng)，并安裝可燃?xì)怏w檢測和報警裝置。柴發(fā)機(jī)房內(nèi)對機(jī)器的重要操作也應(yīng)實現(xiàn)雙人管理，一人操作，一人監(jiān)護(hù)。

4作業(yè)許可管理

4.1危險因素

辨識機(jī)電工程的新建、改建、擴(kuò)建施工或設(shè)備的安裝、檢修、改造等工作，可能會涉及動火作業(yè)、高處作業(yè)、吊裝作業(yè)、帶電作業(yè)、臨時用電作業(yè)等具有較大風(fēng)險的操作環(huán)節(jié)。例如，機(jī)房空調(diào)管路的維修可能會使用電焊、氣焊，即動火作業(yè)；對大型中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔的清洗和維修，需要登上設(shè)備頂部，頂部距樓頂平臺基準(zhǔn)面已超過2m，涉及高處作業(yè)；對設(shè)備更新替換的安裝工程可能涉及吊裝作業(yè)，機(jī)房內(nèi)檢修設(shè)備可能涉及帶電作業(yè)、臨時用電作業(yè)等。雖然這些作業(yè)一般會委托第三方公司專業(yè)人員進(jìn)行具體施工操作，但其作業(yè)本身存在較大危險性，存在灼燙、火災(zāi)、墜落、起重傷害、機(jī)械傷害、觸電等潛在的危險因素。因此電源維護(hù)部門作為業(yè)主方，必須嚴(yán)格各類作業(yè)環(huán)節(jié)的許可管理，加強(qiáng)作業(yè)過程的安全監(jiān)督，預(yù)防各類事故發(fā)生。

4.2風(fēng)險防控

在作業(yè)前，維護(hù)部門和施工方要對現(xiàn)場作業(yè)安全情況進(jìn)行交底，明確現(xiàn)場負(fù)責(zé)人、監(jiān)護(hù)人員和作業(yè)人員各自的職責(zé)分工，并針對可能存在的風(fēng)險制定防范措施。維護(hù)部門按照審批流程，確認(rèn)已辦理作業(yè)許可證后再允許施工方進(jìn)行作業(yè)，施工方應(yīng)確保操作人員具備相應(yīng)的從業(yè)資質(zhì)和安全技能。作業(yè)過程中，項目負(fù)責(zé)人、監(jiān)護(hù)人要重點關(guān)注作業(yè)過程，及時發(fā)現(xiàn)、處理異常情況。作業(yè)后，應(yīng)及時清理現(xiàn)場，恢復(fù)原狀后方可離開。需要特別指出，維護(hù)部門對作業(yè)許可證的審批應(yīng)根據(jù)作業(yè)危險或影響程度，按照分級管控原則進(jìn)行審核。作業(yè)許可證應(yīng)寫明有效期限，超過有效期應(yīng)重新辦理，且不得隨意涂改和轉(zhuǎn)讓，不得異地使用或擴(kuò)大使用范圍。

5數(shù)據(jù)機(jī)房分類

主流運營商IDC數(shù)據(jù)機(jī)房按照空調(diào)類型一般分為2類：風(fēng)冷和水冷。（1）根據(jù)制冷原理，IDC機(jī)房可分為風(fēng)冷類機(jī)房與水冷類機(jī)房。風(fēng)冷類機(jī)房多為一些早期建設(shè)的機(jī)房。其原理為冷媒在室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱后，送到位于室外的室外機(jī)，通過室外機(jī)內(nèi)壓縮機(jī)將氣體低溫低壓氣體壓縮為高溫高壓氣體，再經(jīng)過冷凝器進(jìn)行散熱，成為高溫高壓液體，循環(huán)到室內(nèi)再次吸熱。水冷類機(jī)房的制冷設(shè)備由水冷機(jī)組與室內(nèi)末端空調(diào)組成。水冷類機(jī)房通過比熱容較大的水在水冷主機(jī)與冷卻塔、水冷主機(jī)與末端空調(diào)之間進(jìn)行熱交換。水冷類機(jī)房多見于集中建設(shè)的大型數(shù)據(jù)中心。水冷機(jī)房的制冷能耗主要由水冷主機(jī)的能耗、泵的能耗、冷卻塔的能耗與末端空調(diào)的能耗4部分組成。（2）根據(jù)送風(fēng)IDC機(jī)房可分為下送風(fēng)類機(jī)房與其他類機(jī)房。下送風(fēng)指空調(diào)輸出的冷風(fēng)，通過機(jī)房架空地板下的靜壓箱，經(jīng)出風(fēng)地板導(dǎo)出，為機(jī)柜制冷。下送風(fēng)的方式更符合物理規(guī)律，可以有效避免熱氣流回流，大部分IDC機(jī)房采用下送風(fēng)的方式。下送風(fēng)機(jī)房也分為兩種：機(jī)柜下送風(fēng)式、冷熱通道封閉式。其他類機(jī)房指除下送風(fēng)類機(jī)房以外其他送風(fēng)方式的機(jī)房，比如上送風(fēng)機(jī)房、背板空調(diào)等。數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)主要來自于動態(tài)環(huán)境系統(tǒng)（動環(huán)系統(tǒng)），動環(huán)系統(tǒng)一般是在機(jī)房建設(shè)階段就開發(fā)好的監(jiān)控系統(tǒng)，通過機(jī)房內(nèi)設(shè)置的傳感器，列頭柜、空調(diào)傳感器，可以采集機(jī)房溫濕度、IT設(shè)備功耗、空調(diào)運行參數(shù)、制冷功耗等信息。動環(huán)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基本可以描述一個機(jī)房內(nèi)的運行情況，但由于早期機(jī)房建設(shè)未考慮數(shù)字化改造需求；因此數(shù)據(jù)缺失情況較嚴(yán)重，甚至未保存歷史數(shù)據(jù)。

6像素編碼識別

像素編碼通信作為一種新的通信傳輸方式，成為通訊行業(yè)的一個新的研究方向。特別是隨著移動設(shè)備的迅速普及，使移動終端制造成本逐步降低，因此降低了系統(tǒng)的使用成本。本文提出了一種結(jié)合像素編碼實現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸識別方法。通過對比三種傳輸編碼方式，對傳輸和識別的性能進(jìn)行了分析。最終采用的自適應(yīng)屏幕識別算法相對現(xiàn)有固定編碼識別算法，在數(shù)據(jù)的恢復(fù)上準(zhǔn)確率更高。

6.1系統(tǒng)模塊

系統(tǒng)包括發(fā)射和接收單元。在發(fā)射部分，移動終端的屏幕用于顯示傳輸編碼。在接收端，攝像頭可接收傳輸屏幕編碼，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

6.2顯示屏

終端屏幕通常采用薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）并由電壓驅(qū)動。屏幕一般由背光、底層偏振片、液晶層、濾鏡和上層偏振片組成。液晶層可通過變化的電場控制改變，從而產(chǎn)生不同的光學(xué)傳輸特性[3]。一個3×3像素矩陣可以用于描述電壓驅(qū)動的屏幕。X軸是數(shù)據(jù)信號而Y軸是掃描信號。掃描電壓施加到Y(jié)軸，X軸提供數(shù)據(jù)電壓來顯示像素，見圖2。

6.3攝像頭

圖像傳感器像素直接暴露于光源下，將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。行選擇邏輯單元根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則選擇相應(yīng)像素。選定像素的圖像信號通過相應(yīng)的模擬信號處理單元通過信號總線傳輸，最后通過模-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。這個過程可見圖3。

6.4像素編碼

像素編碼可以采取不同的形式。在本文系統(tǒng)中，主要涉及三種編碼類型。第一種方法是鍵控編碼（OOK）的變體。數(shù)字“1”可以由黑色像素標(biāo)識，數(shù)字“0”可以由白色像素代表。鍵控編碼的數(shù)據(jù)幀可生成屏幕幀，通過攝像頭捕捉后，屏幕幀根據(jù)映射規(guī)則解碼。鍵控編碼可通過添加不同級別的灰色色階，方便地擴(kuò)展為多級編碼，通過比較預(yù)設(shè)的灰度級數(shù)值，可以得到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)灰度數(shù)值。第二種編碼算法是QR編碼。QR編碼的好處是自帶容錯。QR碼的缺點是可攜帶的信息量相對較少。第三種編碼方法是獨立像素調(diào)制，此編碼具有更快的傳輸速率，三種編碼示例見圖4。三種編碼的特征比較可見表1：

6.5圖像識別為了從屏幕幀恢復(fù)數(shù)據(jù)，需要將接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行處理，通過識別算法得到原始的傳輸數(shù)據(jù)。

6.5.1固定步長采樣

固定步長采樣即平均采樣法，用相等的步長分割線沿水平和垂直方向?qū)颖救印？梢酝ㄟ^沿垂直和水平方向分別求平均值實現(xiàn)。

6.5.2自適應(yīng)采樣

自適應(yīng)采樣算法可提高恢復(fù)精度，通過一個遞歸過程，例如：首先基于平均采樣法通過估算平均值得到一個初步的柵格區(qū)域，之后，通過得到的數(shù)據(jù)找到與數(shù)據(jù)不匹配的柵格劃分區(qū)域，采用自適應(yīng)采樣方法，直到所有不匹配區(qū)域都被替換為匹配區(qū)域。設(shè)置垂直方向作為基線，得到第i列的像素的灰度值，從行的頂部到底部的灰度值列向量，可用下面公式來表示：（1）其中，m為圖像區(qū)域所有列的平均長度，i取值范圍為圖像區(qū)域所有行的平均長度，定義從第i列移動到i+1列的表達(dá)為公式（2）相鄰模塊列的異或，當(dāng)i位于2個模塊交線上時，公式（2）得到峰值。設(shè)定一個極小值，根據(jù)平均法求出步長，得到最佳柵格線的大概區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)從左向右進(jìn)行滑動，滑動時計算峰值。當(dāng)峰值小于等于最小值的時候，繼續(xù)滑動，否則當(dāng)前位置為最佳位置。圖6和圖7比較了平均采樣和自適應(yīng)采樣方法[4]。圖6平均采樣屏幕幀識別圖7自適應(yīng)采樣屏幕幀識別比較圖6和圖7可以看到，自適應(yīng)采樣識別方式，柵格區(qū)域與數(shù)據(jù)擬合較好，而固定步長采樣識別會出現(xiàn)柵格與數(shù)據(jù)幀的對準(zhǔn)偏差。對像素點的識別輸出，自適應(yīng)識別方式更好的映射到對應(yīng)的像素區(qū)間。圖8機(jī)房蓄電池信息識別系統(tǒng)利用移動終端和設(shè)備信息系統(tǒng)，可以快速識別和辨識相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)，并實現(xiàn)潛在風(fēng)險監(jiān)測，由于信息系統(tǒng)的參數(shù)由設(shè)備北向接口提供，因此可以得到實時的設(shè)備狀態(tài)信息，通過抽檢，可以實現(xiàn)設(shè)備的總體運行態(tài)勢感知。

7結(jié)語

對生產(chǎn)過程中的危險因素進(jìn)行辨識和防控是安全生產(chǎn)工作的重要組成部分。特種作業(yè)、儲能設(shè)備、危險化學(xué)品、作業(yè)許可管理作為電源專業(yè)維護(hù)人員安全生產(chǎn)重點環(huán)節(jié)，其作業(yè)過程中存在較大的危險因素，需要有效辨識并采取合理的技術(shù)措施和管理措施加以預(yù)防。電源維護(hù)人員應(yīng)始終牢記“安全第一、預(yù)防為主、事先化、主動化”的原則，不斷地堅持和完善危險因素辨識和防控工作，才能有效落實企業(yè)安全生產(chǎn)責(zé)任、杜絕安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。通過在通信電源專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用像素編碼方法，可以為相關(guān)設(shè)備提供一種危險因素辨識和防控的新途徑。與現(xiàn)有的藍(lán)牙、WiFi等無線通信手段相比，像素編碼系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，對現(xiàn)有設(shè)備無需硬件改造的特點。本文提出的自適應(yīng)數(shù)據(jù)幀識別算法，相比固定步長采樣方法，新方法能更有效的匹配柵格與數(shù)據(jù)幀，并可減少數(shù)據(jù)恢復(fù)錯誤。本文提出的技術(shù)，可以應(yīng)用于符合國家“雙碳”策略的新一代數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的智能化管理[5]。

作者：張淵 林武雋 曾宇 單位：中國電信股份有限公司北京分公司 中國電信股份有限公司北京研究院