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摘要：做好安全生產重點環節危險因素辨識和防控工作是通信電源專業確保從業人員人身安全和業務安全的最基本要求，也是生產經營單位落實安全生產責任制的重要內容。文章從電源專業普遍從事的特種作業、儲能設備、危險化學品、作業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，通過對比現有識別方式，新的編碼方法，可有效提高系統響應速度和識別準確率，為通信電源專業風險識別和防控，提供了新的思路。

關鍵詞：通信電源；危險因素；辨識；防控；像素編碼；自適應識別

0引言

“通信電源專業”一般負責通信電源、機房空調、動環監控系統及防雷接地等系統的日常維護工作。其作為通信網絡關鍵基礎設施，其維護工作是保障通信暢通的最基本要素之一。電源專業一般隸屬于網絡維護部門，為保障電源與機房環境基礎設施穩定、可靠地運行，在日常生產維護工作中，會經常涉及到特種作業、儲能設備、危險化學品、作業許可等對操作人員和其他工作人員的人身、財產可能存在較大危險因素和安全風險的場景，因此加強重點環節危險因素辨識和防控工作，是保障業務安全、預防安全生產事故、落實企業安全生產責任的重要內容。危險因素是指可能對作業人員造成傷亡、影響人的身體健康的因素，當前我國各類工貿行業普遍依照《生產過程危險和有害因素分類與代碼》[1]（GB/T13861）進行危險有害因素辨識，并制定切實有效的風險防控措施。防控措施可分為技術類措施和管理類措施。技術措施一般從消除危險源、防止有害物質聚集、物理隔離、配備勞動防護裝置和應急救援設施、加強監測等方面開展；管理措施一般從完善安全生產規章制度和操作規程、做好應急預案和演練、確保安全投入有效實施、加強重大危險源排查和治理、推進安全教育和培訓等方面開展。

1特種作業

1.1危險因素

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

1.2風險防控

《中華人民共和國安全生產法》第二十七條規定：“生產經營單位的特種作業人員必須按照國家有關規定經專門的安全作業培訓，取得相應從業資格證，方可上崗作業”。由于大型通信機房內普遍配置10KV配電柜、10KV/380V變壓器，高壓發電機組、高壓冷水機組等設備，因此取得高壓電工證成為電源維護人員上崗作業的標配[2]。需要指出，在取得特種作業操作證后每3年要進行1次復審，在申請復審前，應當參加必要的安全培訓并考試合格，且安全培訓時間不少于8個學時。維護人員應依據《中國電信通信網絡維護規程-動力環境基礎設施分冊》開展日常作業，其倒閘或割接過程要嚴格按照“停電、放電、驗電、掛牌上鎖、操作”流程操作；對高壓設備操作應保證一人操作，一人監護；對老舊電源和空調設備存在的風險因素，應及時進行評估和更新，避免設備長期超負荷運行；按要求給維護人員配置各類安全檢測裝置和防護手套、防護鞋等勞動防護用品；按時組織通信樓宇和電源設備防雷及接地測試，對重要樓宇，應邀請有相應資質的第三方專業檢測機構進行檢測和隱患整治。

2儲能設備管理

2.1危險因素

辨識機房的網絡設備需要全年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載的一種儲能設備。目前機房普遍使用的是閥控式鉛酸蓄電池，部分機房使用了磷酸鐵鋰電池，不論使用哪種電池，均是電源專業需要重點關注的設備。蓄電池的維護管理不當會導致電池提前失效，特別嚴重時甚至會引發火災和爆炸。蓄電池發生著火時，極短時間就能發展為劇烈燃燒，伴隨燃燒還會釋放多種有毒有害氣體，十分危險。

2.2風險防控

在日常維護作業中，電源專業人員應定期檢查蓄電池單體端子連接情況，應連接緊固，滿足對應螺栓力矩要求；檢查蓄電池及連接條外觀，應無鼓脹、爬酸、漏液、腐蝕等現象；每季度對單體電池端電壓和內阻進行測量，每半年進行一次電池放電測試。A、B類機房電池應配置BMS，具有單體溫度及單體電壓的檢測功能。電池室應安裝有氣體滅火裝置，出現火情時嚴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通道應鋪設絕緣膠墊。特別指出，根據規格等級不同，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及時退出A、B類機房。蓄電池對溫度較為敏感，電池室溫度應不超過30℃，并做好通風換氣。

3危化品管理

3.1危險因素辨識

危險化學品是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質，且對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品。通信樞紐樓和數據中心內，均配置有柴油發電機房和儲油室，儲油室內設置儲油箱，其內存儲一定容量的液態柴油。柴油屬于危險化學品，固電源專業還涉危化品存儲的安全管理工作。儲油室管理不當會存在燃燒、爆炸、觸電、中毒和窒息等潛在危險因素，因此柴油發電機房歷來是各級安全生產監督管理部門和消防部門安全檢查的重點。

3.2風險防控

電源專業應對柴油發電機房和儲油室落實安全管理職責，制定發電、加油操作手冊，加強儲油、用油臺賬管理；機房內配備完整消防器材，且放置在明顯固定位置，禁止挪作它用，并按照規定要求定期檢測確保性能合格；嚴格遵守安全用電的有關規定，嚴禁私拉亂接電線，柴發機房內要使用防爆照明和防爆電器，避免產生點火源；單個油庫儲油量應符合消防規定，不超過1m3；維護人員應熟練掌握加油機的性能特點和操作技能，能判斷和排除一般故障；油庫內要保持正常通風，并安裝可燃氣體檢測和報警裝置。柴發機房內對機器的重要操作也應實現雙人管理，一人操作，一人監護。

4作業許可管理

4.1危險因素

辨識機電工程的新建、改建、擴建施工或設備的安裝、檢修、改造等工作，可能會涉及動火作業、高處作業、吊裝作業、帶電作業、臨時用電作業等具有較大風險的操作環節。例如，機房空調管路的維修可能會使用電焊、氣焊，即動火作業；對大型中央空調系統的冷卻塔的清洗和維修，需要登上設備頂部，頂部距樓頂平臺基準面已超過2m，涉及高處作業；對設備更新替換的安裝工程可能涉及吊裝作業，機房內檢修設備可能涉及帶電作業、臨時用電作業等。雖然這些作業一般會委托第三方公司專業人員進行具體施工操作，但其作業本身存在較大危險性，存在灼燙、火災、墜落、起重傷害、機械傷害、觸電等潛在的危險因素。因此電源維護部門作為業主方，必須嚴格各類作業環節的許可管理，加強作業過程的安全監督，預防各類事故發生。

4.2風險防控

在作業前，維護部門和施工方要對現場作業安全情況進行交底，明確現場負責人、監護人員和作業人員各自的職責分工，并針對可能存在的風險制定防范措施。維護部門按照審批流程，確認已辦理作業許可證后再允許施工方進行作業，施工方應確保操作人員具備相應的從業資質和安全技能。作業過程中，項目負責人、監護人要重點關注作業過程，及時發現、處理異常情況。作業后，應及時清理現場，恢復原狀后方可離開。需要特別指出，維護部門對作業許可證的審批應根據作業危險或影響程度，按照分級管控原則進行審核。作業許可證應寫明有效期限，超過有效期應重新辦理，且不得隨意涂改和轉讓，不得異地使用或擴大使用范圍。

5數據機房分類

主流運營商IDC數據機房按照空調類型一般分為2類：風冷和水冷。（1）根據制冷原理，IDC機房可分為風冷類機房與水冷類機房。風冷類機房多為一些早期建設的機房。其原理為冷媒在室內機蒸發器蒸發吸熱后，送到位于室外的室外機，通過室外機內壓縮機將氣體低溫低壓氣體壓縮為高溫高壓氣體，再經過冷凝器進行散熱，成為高溫高壓液體，循環到室內再次吸熱。水冷類機房的制冷設備由水冷機組與室內末端空調組成。水冷類機房通過比熱容較大的水在水冷主機與冷卻塔、水冷主機與末端空調之間進行熱交換。水冷類機房多見于集中建設的大型數據中心。水冷機房的制冷能耗主要由水冷主機的能耗、泵的能耗、冷卻塔的能耗與末端空調的能耗4部分組成。（2）根據送風IDC機房可分為下送風類機房與其他類機房。下送風指空調輸出的冷風，通過機房架空地板下的靜壓箱，經出風地板導出，為機柜制冷。下送風的方式更符合物理規律，可以有效避免熱氣流回流，大部分IDC機房采用下送風的方式。下送風機房也分為兩種：機柜下送風式、冷熱通道封閉式。其他類機房指除下送風類機房以外其他送風方式的機房，比如上送風機房、背板空調等。數據中心的數據主要來自于動態環境系統（動環系統），動環系統一般是在機房建設階段就開發好的監控系統，通過機房內設置的傳感器，列頭柜、空調傳感器，可以采集機房溫濕度、IT設備功耗、空調運行參數、制冷功耗等信息。動環系統的數據基本可以描述一個機房內的運行情況，但由于早期機房建設未考慮數字化改造需求；因此數據缺失情況較嚴重，甚至未保存歷史數據。

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，成為通訊行業的一個新的研究方向。特別是隨著移動設備的迅速普及，使移動終端制造成本逐步降低，因此降低了系統的使用成本。本文提出了一種結合像素編碼實現的數據傳輸識別方法。通過對比三種傳輸編碼方式，對傳輸和識別的性能進行了分析。最終采用的自適應屏幕識別算法相對現有固定編碼識別算法，在數據的恢復上準確率更高。

6.1系統模塊

系統包括發射和接收單元。在發射部分，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，系統結構見圖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，從而產生不同的光學傳輸特性[3]。一個3×3像素矩陣可以用于描述電壓驅動的屏幕。X軸是數據信號而Y軸是掃描信號。掃描電壓施加到Y軸，X軸提供數據電壓來顯示像素，見圖2。

6.3攝像頭

圖像傳感器像素直接暴露于光源下，將光信號轉換為電壓信號。行選擇邏輯單元根據預定義的規則選擇相應像素。選定像素的圖像信號通過相應的模擬信號處理單元通過信號總線傳輸，最后通過模-數字轉換器（ADC）轉換為數字信號。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。數字“1”可以由黑色像素標識，數字“0”可以由白色像素代表。鍵控編碼的數據幀可生成屏幕幀，通過攝像頭捕捉后，屏幕幀根據映射規則解碼。鍵控編碼可通過添加不同級別的灰色色階，方便地擴展為多級編碼，通過比較預設的灰度級數值，可以得到傳輸的數據灰度數值。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數據，需要將接收到的數據幀進行處理，通過識別算法得到原始的傳輸數據。

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對樣本取樣。可以通過沿垂直和水平方向分別求平均值實現。

6.5.2自適應采樣

自適應采樣算法可提高恢復精度，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域，之后，通過得到的數據找到與數據不匹配的柵格劃分區域，采用自適應采樣方法，直到所有不匹配區域都被替換為匹配區域。設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為圖像區域所有列的平均長度，i取值范圍為圖像區域所有行的平均長度，定義從第i列移動到i+1列的表達為公式（2）相鄰模塊列的異或，當i位于2個模塊交線上時，公式（2）得到峰值。設定一個極小值，根據平均法求出步長，得到最佳柵格線的大概區域，在這個區域內從左向右進行滑動，滑動時計算峰值。當峰值小于等于最小值的時候，繼續滑動，否則當前位置為最佳位置。圖6和圖7比較了平均采樣和自適應采樣方法[4]。圖6平均采樣屏幕幀識別圖7自適應采樣屏幕幀識別比較圖6和圖7可以看到，自適應采樣識別方式，柵格區域與數據擬合較好，而固定步長采樣識別會出現柵格與數據幀的對準偏差。對像素點的識別輸出，自適應識別方式更好的映射到對應的像素區間。圖8機房蓄電池信息識別系統利用移動終端和設備信息系統，可以快速識別和辨識相關設備的運行狀態，并實現潛在風險監測，由于信息系統的參數由設備北向接口提供，因此可以得到實時的設備狀態信息，通過抽檢，可以實現設備的總體運行態勢感知。

7結語

對生產過程中的危險因素進行辨識和防控是安全生產工作的重要組成部分。特種作業、儲能設備、危險化學品、作業許可管理作為電源專業維護人員安全生產重點環節，其作業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措施和管理措施加以預防。電源維護人員應始終牢記“安全第一、預防為主、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，才能有效落實企業安全生產責任、杜絕安全生產事故的發生。通過在通信電源專業領域應用像素編碼方法，可以為相關設備提供一種危險因素辨識和防控的新途徑。與現有的藍牙、WiFi等無線通信手段相比，像素編碼系統具有結構簡單，對現有設備無需硬件改造的特點。本文提出的自適應數據幀識別算法，相比固定步長采樣方法，新方法能更有效的匹配柵格與數據幀，并可減少數據恢復錯誤。本文提出的技術，可以應用于符合國家“雙碳”策略的新一代數字數據中心，實現數據中心的智能化管理[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