智能化無線探測技術鑄安全之盾

文/王明心

編輯 朱麗晶

在萬物互聯的時代，各類企業在企業管理、生產加工或客戶服務工作中，所使用的儀器、機械、裝備均趨于智能化。通過大幅優化制造工藝，集成和融合無線探測技術、信息處理、人工智能等技術，使具有感知、分析、推理、決策、執行、自主學習及維護等自組織、自適應功能的智能生產系統及網絡化、協同化的生產設施，升級成為智能型裝備。原本單純用來生產、服務和管理的“工具”，通過應用無線探測技術，可以對生產輔助、安全監測提供更全面、更精準的數據，為設備的分析決策單元提供決策依據，為現代工廠安全防護和高效生產提供更多手段。

與我們平時手機和平板電腦使用的Wi-Fi、4G、5G 網絡不同，物聯網所需要的遠距離無線技術，往往對傳輸速率的要求不高，而是要求具有極低的功耗，屬于低功耗、低速率、高穩定性的無線通信技術。對于這一類無線技術，目前一般統稱為LPWA（Low Power Wide Area，低功率光域）。此類通信技術包括紅外、藍牙、ZigBee、Lora、NB-IoT 等。

基于無線控制技術研制的無線探測器，具有應用靈活、無需布線、擴展性好、敷設成本低、可移動等優勢，其顯著特點為探測設備的集成化、固態化、模塊化和智能化。

工業生產中常見氣體報警器現狀

目前，在工業生產中使用的傳統氣體監測報警器，按照部署方式主要分成兩大類。一類為孤立設備，以聲光報的方式實現報警，這類設備的優點是價格低廉、部署和維護方便。還有一類報警器可聯網上報數據，主要通過RS485 線纜或光纖、銅纜以太網等有線網絡實現報警數據聯網，這類設備的優點是信號傳輸好、設備運行穩定。

傳統氣體報警器技術比較成熟，設備運行穩定，大部分安裝、維護簡單。目前，傳統氣體報警器中孤立設備已經逐步淘汰，可實現數據聯網的報警器設備在生產中應用越來越廣泛，但在安全生產管理過程中也暴露出一些問題。

一是報警信息傳輸過程較長。氣體報警信號第一時間上傳控制室，再由人通知現場人員處置，此過程受人為反應時間限制而通常耗時較多。

二是報警傳遞及時性問題。由于氣體報警信息傳遞嚴重滯后，導致現場人員無法第一時間接到報警，或對監測報警危害程度傳遞不精確，極易造成人員傷害。

三是覆蓋范圍、區域受限。因線路距離、場地施工等工況條件限制，很難實現對安全監測區域的無縫覆蓋。尤其是某些工廠的邊緣、死角區域，通信線路暫時無法覆蓋，或因施工成本過高而暫時無法部署報警器，導致安全監測的缺失。

四是綜合性價比較低。氣體報警器通過有線聯網的方式，本身施工成本較高，且后續的網絡維護、線路檢測等長期成本均較高。此外，有線線路受不可控因素導致的物理損害（如施工挖斷、氣候導致線路老化）也難以避免。

無線探測器發揮重要作用

“信息化帶動工業化，工業化促進信息化”是現代工業生產企業優化結構、提高管理能力、降低企業運營成本的重要發展思路，無線探測技術是這一發展思路當中工業化和信息化的具體體現。

無線探測器指的是運用無線通信或移動通信技術的報警器，包括且不限于Wi-Fi、4G、5G、紅外、藍牙、ZigBee、Lora、NB-IoT 等技術。當下，生產和生活中幾乎遍布無線探測器的蹤影，如果將智能控制系統比作人類的大腦，那么無線探測器就像是人類的眼睛、鼻子和手等感知器官。無線探測器按照工作方式，可以分為固定式無線探測器和移動式無線探測器兩大類。

固定式無線探測器，是指探測器部署在相對位置不發生變化的關鍵探測地點，比如鋼鐵、焦化、?；戎匦蜕a行業，高溫或容易發生危險氣體泄漏的空間。此外，在其他多種需要安全監測的場所也都可以部署，如含粉塵的車間、儲糧、冷庫、原料倉庫等，甚至餐飲后廚都能靈活部署。在這些場所部署無線探測器，不僅解放人力、保障巡檢人員的人身安全，在反應和報警速度上也得到大幅提高。

移動式無線探測器，通常是輕便易攜帶、可隨地安裝、方便轉移的探測器，或集成在智能機器人、遙感無人機或是機械臂等具有活動能力的設備上。移動式無線探測器因可移動安裝部署，除了可用于工廠生產安全監測，也可以用于施工現場、野外臨時作業等更多場所，可以更靈活部署、更廣泛應用。通過載體的移動，實現對工廠生產多個場所的探測。移動式智能機器人就應用了大量的移動式無線探測裝置，在機器人身體四周安裝有大量探測裝置，包括紅外光束發射探測器和影像探測器，可以實現移動監控，追蹤可疑人員，監測有毒有害危險氣體，監控溫度和濕度等，通過探測收集的數據可實時回傳到中控系統，在緊急情況下也可以實現自動報警，可以幫助大型園區、廠區提高安防保衛能力，降低安全生產事故，建立高效管理工具。

此外，現代工業生產企業可根據固定式和移動式這兩類無線探測器的特性及成本，將兩類探測器結合布控，探測數據通過無線信號被傳送到控制中心，再由人工或集成化的人工智能系統按照程序規則生成處置決策。

無線探測器因體積小、性能高、抗干擾能力強、穩定性強等特點，使其在工業生產管理上得到越來越多的應用。無線探測器經過有針對性地布局和架設所形成的無線探測系統，可以用于空間分布范圍廣、探測需求繁雜，且不易布線的應用場所。同時，無線探測系統具有信息反饋迅速和便于集中調度指揮的特點，可有效提高工業生產的管理水平。

工業生產管理過程中，運用無線探測器、智能化技術和自動化技術，實現對工業生產中有害及易燃氣體、管道內液體流速、液位及壓力的無線探測，對關鍵數據實時異地監控，可以提高生產管理效率，提高生產加工的精度，精準快速防控企業安全事故，以及大幅降低企業安全管理各項成本支出，是企業生產管理的利器。

如在大型冶金工業企業廠區，終端探測器的布控位置往往與中控中心的直線距離相隔數千米，兩點之間架設一條線纜需要上萬元的費用，而且敷設線纜要考慮的因素很多，靈活性差，維護成本居高不下。

企業通過應用“華勞云”監測管理云平臺，將終端傳感器逐步改良為有線與無線相結合的“觸覺網絡系統”：在監測點位多、通信線路密集或易于集中鋪設線路區域，使用有線方式部署；而其他區域可選用無線探測器，如監測區域邊緣、分散區域、傳統監測死角、易于忽略的角落等，通過部署無線探測器，以較低的成本大幅度增加安全監測系數。

應用“華勞云”監測管理云平臺，實現各類監測數據實時調取、異常情況自動報警、歷史數據統計查詢、天氣數據報告等基本管理功能。此外，云平臺還可以對接重大危險源監測數據，對接視頻安防攝像頭視頻流，并應用AI 和深度學習達到行為分析，也可通過NFC（Near Field Communication，近場通信）感應或RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術管理區域設備，實時掌控廠區多種設備運行狀態。

管理人員可通過個人電腦、手機App 或小程序等多種方式，實時查看氣體、液體、壓力等無線探測器運行情況，包括主要生產與安全監測數據、各區域監控數據及視頻圖像，一目了然，管理人員在任何地點隨時可以發現異常情況，并根據情況級別采取相應處置措施。

“華勞云”監測管理云平臺發揮了有線探測器信號穩定的優勢，以防重大安全風險區域的無線探測器由于信號干擾或其他原因，出現報警不及時、不準確的現象。同時，結合無線探測器靈活度高、覆蓋面廣等優勢，在較低投入成本的條件下，實現全方位、全天候、無死角監測管理，這不僅大大提高了生產管理效能和管理精度，提高人員和設備生產效能，也有效降低了安全生產事故風險。

工業生產企業的安全生產管理與企業生存和發展息息相關，無線探測聯袂智能“云平臺”，借助無線探測技術和智能化管理系統，實現企業管理數字化，從設備異常報警、生成處置決策，到協助事故處理，速度在瞬息之間完成，鑄成了保衛員工生命安全及企業經濟免受損失的技術之盾。（本文作者單位系北京中電華勞科技有限公司）