结合人员定位的两票管理智能化应用研究与实践
时间：2023-01-28 20:25:03 来源：天一资源网 本文已影响 人 
晋控电力山西长治发电有限责任公司 齐海峰 李 信 郭建斌 晋能控股山西电力股份有限公司 李庆华
晋控电力山西长治发电有限责任公司拥有山西省首台特高压百万机组，该项目是山西省东南煤电基地外送电规划项目和晋东南到荆门1000kV 特高压重要配套电源项目。项目建设在原厂址发电厂旧址上，占地面积约1185亩、正式职工约246人，于2021年5月正式投运。厂区内搭建两台百万千瓦超超临界机组，采用直接空冷燃煤发电，配套建设烟气脱硫、除尘及水处理系统，输煤系统和1000kV 变送电设施。电厂建设有SIS、MIS、工业电视、门禁、仿真、智能燃料管控系统、巡点检系统、APS、厂区安防、协同办公、档案管理等系统。
本本次项目建设，将结合实际制定适用于本厂的详细规划方案并开始实施，包括工业互联网平台、全厂可视化（三维虚拟电厂）、智能生产及优化控制（智能监盘及巡点检机器人）、智能安全管理（人员定位及相关扩展功能）、智能燃料、展示中心及移动应用等。基于此项目对《结合人员定位与两票管理》的智能化应用研究与实践，旨在完善电厂安全管控体系，提升电厂安全系统的数字化、智能化水平，从人防到技防，实现电厂安全管理主动化提升。
智能两票与人员定位技术在国内电厂落地实施案例丰富，两种技术的实施应用为电厂带来了良好的管理效益，提升了工作效率，满足了安全管理需要，但往往两者建设相对独立，未能在业务和实施上进行较好的融合。
解决现场作业的人员跟踪管理问题、解决非持票人员误闯作业区域问题，提供技术手段打破时间与空间限制追溯不合规作业，保障重点设备或危险作业区域的人员安全管理问题。将两者从业务功能层面进行结合，以两票业务为主线、以人员定位技术为支持，将以往现场作业安全管理的事后追责状况转化为事前主动预防，实现作业人员授权检验、现场作业风险智能推送、执行指引、不规范作业纠偏等。系统架构的分层为智能数据采集基础、解算层、物联网平台、大数据平台、应用层（图1）。
智能数据采集基础。设备层由定位标签与定位基站组成。定位标签不仅可用于人员定位，也可为设备、资产、交通工具及生产载具提供定位服务。在本次应用中将采用应用于人身佩戴的有胸牌型及安全帽型。同时，在基站设备安装规划中，应根据危险分区情况，选择相应防爆等级的定位装备。定位基站的种类和布置应综合考虑空间维度、通讯距离、供电方式、定位算法等因素。基站的最大通信距离从10米到200米不等，可独立供电也可通过POE 方式供电（须配备POE 交换机）。选择基站时还应考虑搭建速度、定位频率、定位标签容纳量、兼容性与抗干扰性、是否支持超低功耗定位标签等诸多因素。
解算层。通过部署不同的算法，如接收信号强度定位算法（RSSI）、非视距信道环境定位算法（NLOS）、到达时间差算法（TDOA)与双边测距算法（TWR）等实现人员位置的解算。同一种技术路径、同一硬件环境下，系统的定位精度主要由解算层所部署的算法所决定。同时还可进一步采用刷新率自适应算法、高可信算法及数据清洗等复杂算法，提高人员定位系统的精度和适用性。
物联网平台。物联网（IoT）是新一代信息技术的重要组成部分，是互联网基础上的延伸和扩展的网络。主要通过各种信息传递装置与技术，结合互联网，按照约定的协议实现信息交换和通信，用以实现人类、机器、物品的联通。物联网平台负责监控设备硬件的状态信息，如基站的实时工作情况、人员佩戴的定位标签的电量与使用情况，设备发出的警报信息与设备报警等进行监控管理。
大数据平台。能提供针对多源异构数据采集的完整解决方案。针对常见的关系型数据库，要提供支持分布式部署的数据采集器；
针对非结构化文件需提供可视化配置的网络爬虫系统。在数据传输方面，平台提供分布式部署的消息队列组件，保证传输的高效、安全和可靠。针对不同类型的数据提供完整的高可用和扩展性的存储系统。通过列式存储数据库、分布式文件系统、内存数据库等支撑各类结构化和非结构化数据的存储需求。在数据访问层，平台需针对不同类型数据提供统一的数据访问接口。
表1 各种定位模式的介绍
应用层。系统在建设过程中，除考虑人员定位应有的电子围栏、人员轨迹、接收与发送警报等应用功能外，同时需考虑与两票系统进行的业务联动管理、监控摄像联动、三维可视化等应用功能；
定位模式选择。根据不同区域精度要求以及场景需求，会采用不同的定位模式进行基站位置的部署。
基于UWB 的人员定位技术：定位技术主要为军事和民用两部分，企业应用一般会采用民用部分：卫星定位（北斗（民用）、GPS（民用））、室内定位（WIFI、蓝牙、NFC、UWB、RFID、二维码）等。由于发电企业实际业务管理地理精度要求，推荐采用室内定位技术，本次主要采用基于UWB 技术人员定位系统。在电厂的作业区域往往环境复杂、电磁干扰严重，管道错综复杂常规的定位技术难以精准定位人员位置，如人员定位精度得不到保证，那么与业务结合的效果也将会大打折扣。与其他技术相比，UWB 人员定位的精度高、保密性好、抗干扰能力强、功耗低等优势，特别是定位精度可达0.2～0.5m。
监控设备支持：在厂区重点区域应布置有监控摄像头，在部署人员定位系统后，可与摄像头进行区域信息绑定。摄像头应支持两票系统平台接入，以实现两票-定位-视频的联动。监控设备应兼容多类工业通信协议，如HTTP 协议、传输控制协议（TCP/IP)、ICMP 协议和UDP 协议等技术，通过安全设备、网络设备等实现数据的安全传输及接收。
表2 多种定位技术比较
两票智能化技术支持：两票管理系统应具备与重要设备/区域相关联的功能，能根据作业所属区域自动调用重点区域电子围栏；
满足MQTT 和TCP、websockets 的数据传输要求，以便即时接受现场报警或人员定位信息，快速掌握现场人员情况；
同时具备良好的功能拓展性和标准数据接口，以满足更多的软硬件集成需求。
智能化电子围栏创建。在电子围栏与智能两票的建设过程中，标定重要设备与危险区域的电子围栏，在创建与审批工作过程中自动引用对应作业区域的电子围栏，并随作业的流程许可、执行、挂起、终结自动根据作业状态启用或电子围栏，减少工作人员的操作步骤，提高工作效率、减少人为错误，实现对现场无法进行物理防护的区域实现安全管控。当非授权人员步入电子围栏区域系统会发出告警，同时记录告警信息。
人员轨迹查询。系统具备人员历史轨迹查询功能，实现记录待定位人员的运动轨迹显示不同的颜色，便于人员分类管理；
可进行全局定位查看，在后台电子地图中全局化显示和查询区域内所有目标的位置；
当人员出现长期停留等异常工况时系统进行警报并写入历史记录。历史轨迹支持跨天查询，查询时可生成连续的轨道信息，支持时间条的拖动，以及完整的轨迹路线图显示；
基站与标签管理。系统还应支持定位基站与标签信息的管理，监控设备硬件的数量，状态信息，基站的实时工作情况、人员佩戴的定位标签的电量。当通过两票业务进行人员定位联动时，如对应的工作区域基站异常或工作人员标签异常时，应及时出现警报信息。
两票信息联动。通过两票系统与电子围栏的业务关联信息，提供绑定的工作作业信息与现场人员工作信息，调取工作期间作业区域内的作业人员信息统计，精确显示作业人员动态，实时掌握作业人员、监护人员分布和活动情况，确保作业时间、位置、人数等与作业票审批内容一致。并对作业过程中出现的定位信号消失、跌落等异常情况进行报警。一旦发生作业人员或监护人员离开情况、非作业人员闯入危险作业区域情况，立即发出告警信息，生成历史记录。
作业区域人员管控。工作票执行时，处于作业区域的电子围栏会对进入作业区域的人员进行甄别，如存在非作业人员误入工作区域，定位标签会触发自动报警，报警信息即时回传到工作信息中，并对相关管理人员推送报警记录；
作业实时追踪。当工作人员进入作业区域一定时间后，两票系统会自动进行作业标记，进入两票系统可查看作业区域监控摄像、区域人员信息与行动轨迹，选中工作成员还会根据工作人员的定位信息，追踪调用附近的监控摄像头；
作业历史回顾。当安环人员需对作业进行回顾调查时，可调取已终结的工作票历史。在归档的历史中可调取作业时间内区域人员的进出情况、行走轨迹、闯入人员及历史监控信息，便于工作抽查和作业历史回顾。
风险预警。运行人员现场进行巡检、试验、切换等定期作业时，结合智能移动终端和人员定位技术，结合设备在线监测及风险数据库配置信息，对现场人员所处位置区域的人身、设备等风险进行主动预警和智能提醒，提醒对象包括现场人员、运行值班员及值班领导，多重监管确保现场更安全。结合DCS、SIS 了解设备运行状况和环境，杜绝现场不安全行为、设备的不安全状态和环境的不安全因素等引发的电网、人身、设备事故的可能性。
三维可视化人员定位。通过三维建模手段建立电厂高精度、等比例的三维模型，与实际厂区布置、设备高度吻合。利用人员定位技术，在三维场景中对全厂人员进行精准定位的展示，通过重点区域覆盖的人员定位基站及现场人员所佩戴的定位标签，实现对整个生产区人员活动轨迹的监控及有效的安全生产管控。利用人员定位的视频跟踪算法，在三维看人员定位轨迹时，监控视频角度跟随人员进行变动。
综上，人员定位与两票管理的有机融合打通了安全管理人员与现场作业人员的最后一里路，告别传统的生产人员仅依靠作业流程管理的方式，实现人员作业范围的多维度管理。结合两票信息和人员定位信息，明确生产人员的安全边界，主动报警越界行为，将生产事故隐患及时消除，完成安全生产的闭环管控。
猜你喜欢 围栏基站标签 基于NETMAX的基站网络优化中国新通信(2022年4期)2022-04-23TBS围栏灭鼠技术今日农业(2021年2期)2021-11-27围栏红蜻蜓(2020年12期)2020-06-205G基站辐射对人体有害？恋爱婚姻家庭·青春(2019年9期)2019-12-10动物园好孩子画报(2019年8期)2019-09-195G基站辐射对人体有害？恋爱婚姻家庭(2019年26期)2019-09-14无惧标签 Alfa Romeo Giulia 200HP车迷(2018年11期)2018-08-30不害怕撕掉标签的人，都活出了真正的漂亮海峡姐妹(2018年3期)2018-05-09洗澡围栏发明与创新·大科技(2018年2期)2018-03-17可恶的“伪基站”探索科学(2017年4期)2017-05-04 相关关键词： 智能化弱电机房工程设计说明 智能化战争的决策 智能化 建筑智能化 创新大赛智能化生产分赛致辞
