定位技術(shù)在發(fā)電企業(yè)安全方面的應(yīng)用

屠海彪 朱曉瑾 吳偉噴 江海軍

（浙江浙能臺州第二發(fā)電有限責(zé)任公司 浙江省臺州市 317100）

“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”是電力安全管理的基本方針，如何控制乃至消除發(fā)電企業(yè)的安全生產(chǎn)風(fēng)險、系統(tǒng)且全面地保持和提升安全管理水平、科學(xué)并高效地預(yù)防和杜絕事故的發(fā)生，是發(fā)電企業(yè)安全管理必須面對和解決的問題。目前發(fā)電企業(yè)的安全管理主要是以安全人員現(xiàn)場巡視為主，耗費人力高、效率低、覆蓋面小、無法做到24 小時監(jiān)督，留下安全隱患。

近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，如何利用新技術(shù)（人員定位、人臉識別、圖像識別、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)），充分采集人員數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)來進一步提升發(fā)電企業(yè)運行操作安全，智能判別并及時警示檢修維護人員可能存在的現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險，把“被動的安全事故應(yīng)對”轉(zhuǎn)變到“智能發(fā)現(xiàn)安全問題、及時預(yù)防與阻止安全事故”。是發(fā)電企業(yè)安全管理的關(guān)鍵所在。

本文詳細介紹了室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及如何結(jié)合電廠業(yè)務(wù)利用定位技術(shù)進行安全管理，為定位技術(shù)在發(fā)電企業(yè)的應(yīng)用提供一些思路。

1 發(fā)電企業(yè)安全管理現(xiàn)狀

基于安全管理工作的系統(tǒng)性、規(guī)范性和有效性及全面控制各類安全生產(chǎn)風(fēng)險的要求，需要重點解決生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場存在的人員管控問題（尤其是外委人員安全管控）、到崗到位管理問題、監(jiān)控數(shù)據(jù)與預(yù)警信息集中展示與分析等問題，具體如下：

1.1 安全隱患缺少及時管控與報警手段

傳統(tǒng)安全管理以線上計劃，線下執(zhí)行，線上反饋的方式執(zhí)行，而線下執(zhí)行主要以人員執(zhí)行為主，缺乏及時的、先進的管理手段，缺少及時發(fā)現(xiàn)隱患手段，未能有效實現(xiàn)安全管理的落地。

1.2 外委隊伍管理存在較大安全隱患

外委隊伍日常檢修作業(yè)涉及作業(yè)范圍大、人員多、人員水平參差不齊，且大多安全意識薄弱，風(fēng)險識別能力低。而電廠的安全事故多由外委人員管理不當(dāng)引發(fā)，外來人員對廠區(qū)地域分布及設(shè)施不夠了解，存在誤闖入重點安全區(qū)域或危險區(qū)域現(xiàn)象，導(dǎo)致人身傷亡事故的發(fā)生。所以外委隊伍管理工作，尤其是對生產(chǎn)現(xiàn)場重點區(qū)域外委人員的管控、行動軌跡實時監(jiān)控，是安全管理工作的重中之重。

1.3 固廢車輛等缺少監(jiān)控手段

針對運輸固廢的車輛的進出情況、行進軌跡、是否偏離路線等缺少有效的監(jiān)控手段。

1.4 缺少安全預(yù)警集中展示平臺，缺少及時安全預(yù)控手段

圖1

圖2：三維安全管控平臺

通常電廠已經(jīng)建設(shè)或準備建設(shè)安全生產(chǎn)管理相關(guān)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人員區(qū)域定位系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)，上述系統(tǒng)的建設(shè)將組成電廠人員與設(shè)備全面的安全管控平臺，將會產(chǎn)生大量的安全管理信息流與管理數(shù)據(jù)，但目前系統(tǒng)各自獨立，系統(tǒng)之間沒有實現(xiàn)信息流的橫向貫通與數(shù)據(jù)的縱向集成，如現(xiàn)場視頻信息、人員定位信息、生產(chǎn)信息等都散落在各相應(yīng)子信息系統(tǒng)中，不能為各級管理人員提供應(yīng)急管理平臺與全面決策支持，需要先進技術(shù)支撐的數(shù)據(jù)集中展示平臺。

表1：定位技術(shù)對比表

圖3：三維安全監(jiān)控平臺

圖4：車輛定位

圖5：數(shù)據(jù)挖掘

2 室內(nèi)定位技術(shù)的探討

我們都知道衛(wèi)星信號在室內(nèi)會被嚴重的影響，從而導(dǎo)致GPS或是北斗無法定位。所以在室內(nèi)定位主要采用無線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。除通訊網(wǎng)絡(luò)的蜂窩定位技術(shù)外，常見的室內(nèi)無線定位技術(shù)還有：Wi-Fi、藍牙、紅外線、UWB超寬帶、RFID、ZigBee 和超聲波等。

從表1所示的定位效果看UWB-Ultra Wideband（超寬帶）技術(shù)作為一種全新的通信新技術(shù)，與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點。因此，超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航，且能提供十分精確的定位精度。

結(jié)合發(fā)電廠復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境和不同的業(yè)務(wù)需求，考慮到設(shè)備成本及建設(shè)成本等因素。可以采用UWB 精準定位+Lora 無線傳輸+激勵器存在性定位相結(jié)合的方式滿足電廠不同的定位需求。如圖1所示。

3 系統(tǒng)方案研究

系統(tǒng)采用三維虛擬電廠作為主要功能的展示平臺（見圖2所示），二維平面圖作為輔助展示平臺。主要集成作業(yè)票、操作票、外委人員、隱患、缺陷、歷史事故等多種與作業(yè)安全相關(guān)的信息，同時接入視頻監(jiān)控設(shè)備、門禁設(shè)備、定位設(shè)備、消防系統(tǒng)，將各種信息與人員位置相融合，最終實現(xiàn)作業(yè)人員位置、作業(yè)內(nèi)容、門禁狀態(tài)、視頻監(jiān)控、消防報警的聯(lián)動查看與監(jiān)督管理。

3.1 實時定位

作業(yè)人員及外委人員攜帶定位標簽，電子標簽和定位設(shè)備之間不斷測距，實時定位并顯示在三維及二維地圖上。同時實現(xiàn)定位追蹤、重點人員監(jiān)控、歷史軌跡查詢等功能。如圖3所示。

3.2 作業(yè)區(qū)域管理

為了方便管理、快速定位及視頻聯(lián)動查看，我們把整個廠區(qū)劃分為N 個作業(yè)區(qū)域，根據(jù)作業(yè)區(qū)域安全風(fēng)險的高低做出相應(yīng)的等級劃分，便于重點區(qū)域重點監(jiān)控、危險區(qū)域?qū)崟r監(jiān)控、臨時區(qū)域布設(shè)電子圍欄監(jiān)控，提高管理效率。

3.3 作業(yè)分布管理

把全場的作業(yè)票和隱患缺陷等關(guān)聯(lián)到各個區(qū)域，在三維平臺中實現(xiàn)作業(yè)的分布、作業(yè)的快速查詢、重大作業(yè)的提醒。

3.4 外委人員管理

通過定位技術(shù)實現(xiàn)外委人員實時位置監(jiān)督、外委人員的密度分布、歷史軌跡的查詢、電子圍欄的防闖入、有限空間作業(yè)的監(jiān)督、結(jié)合手機APP 實現(xiàn)巡查違章的錄入管理。

3.5 視頻監(jiān)控聯(lián)動

可基于人員當(dāng)前位置自動調(diào)取對應(yīng)的視頻監(jiān)控。

3.6 基于位置的其它拓展應(yīng)用

訪客定位管理、工器具管理、車輛定位管理、重要設(shè)備定位管理等。如圖4所示。

3.7 數(shù)據(jù)分析中心

用戶使用過程中產(chǎn)生的海量歷史定位數(shù)據(jù)，行為習(xí)慣數(shù)據(jù)，安全管理數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)運用大數(shù)據(jù)分析平臺進行行為異常分析和安全隱患預(yù)測，變被動安全為主動安全。如圖5所示。

4 應(yīng)用效果

通過人員定位、視頻監(jiān)控、視頻與關(guān)鍵區(qū)域聯(lián)動、實現(xiàn)人員越界報警、外委人員低安全等級報警、無信號或超時作業(yè)報警,及時監(jiān)控人員現(xiàn)場作業(yè)情況，尤其是高風(fēng)險作業(yè)，有效實現(xiàn)人員實時安全監(jiān)控與風(fēng)險管控。

（1）實現(xiàn)外委人員現(xiàn)場作業(yè)實時監(jiān)控、實時監(jiān)測非法闖入、超時作業(yè)、視頻聯(lián)動監(jiān)測反違章作業(yè)，人員安全培訓(xùn)等級及持證上崗資質(zhì)審查等，有效降低外委人員安全風(fēng)險。

（2）實現(xiàn)到崗到位實時管理，落實各級人員安全生產(chǎn)責(zé)任制，督促生產(chǎn)管理人員“重心下沉、關(guān)口前移”，加強安全管理和監(jiān)督的力度，實現(xiàn)安全生產(chǎn)的“可控、能控、在控”。

（3）實現(xiàn)現(xiàn)場巡檢人員巡視管理，提供人員定位、歷史軌跡查詢，針對事故后期分析及日常管理，提供有效管理手段，提高巡檢質(zhì)量。

（4）實現(xiàn)車輛、外來人員安全監(jiān)控，防止非授權(quán)區(qū)域誤闖，實時監(jiān)控人員行進軌跡。

5 結(jié)論

采用UWB+LORA+激勵器相結(jié)合的定位技術(shù)是發(fā)電企業(yè)這種復(fù)雜工作環(huán)境下定位技術(shù)發(fā)展的需要。三模融合定位技術(shù)在發(fā)電企業(yè)的應(yīng)用，解決了基于位置及時間的各類業(yè)務(wù)無法管理的問題。同時，基于定位技術(shù)的三維安全管控平臺的成功實施，也為其他發(fā)電企業(yè)定位技術(shù)的應(yīng)用提供了借鑒意義。