一種智慧站場人員動態管理系統概述

周延，雷依婷*，史軒，王凱琪

(1.國家管網集團北京管道有限公司，河北 秦皇島 066002；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

0 引言

干線輸氣站場輸送高壓天然氣，屬易燃易爆危險場所。在基層輸氣站場日常生產過程中，常有非作業區員工和屬地工(以下統稱“外來人員”)進站進行檢查、參觀和開展施工作業等活動，為了保證人員人身安全和站場正常生產，需要對進出站人員及工作區域進行精準管控。傳統輸氣站場采用“T卡+進站跟蹤板”模式進行進出站管理，即進站時將T卡放置在跟蹤板上，出站時取下，外來人員需先在空白T卡上手寫信息，而對工作區域限制，常采用全程人工監護方式管理。由此，傳統管理模式具有操作繁瑣、需長期維護、人工監護易疏漏等問題。近年多發生輸氣站場由于進站安全教育不到位、監護人臨時離場、發生外來施工人員誤觸發ESD，導致停輸事故和站內放空，造成不良的社會影響和直接經濟損失[1]。因此，為簡化管理模式，進一步加強現場風險管控，提高管理水平，開發了智慧場站人員動態管理系統[2]。

1 智慧站場人員動態管理系統功能

針對傳統輸氣站場安全管控系統所存在的問題，智慧站場人員動態管理系統可以實現人員進出站與工作區域動態管理。

1.1 進出站人員動態管理

進出站人員動態管理系統具備以下功能：(1)對進站人員進行信息錄入、權限賦予和體溫檢測，依據數據庫判斷是否可以進站。(2)顯示站內人數、人員信息。(3)發生緊急突發事件，立即打開門禁，保證安全逃生通道暢通，輔助清點人數。(4)云端同步存儲進出站人員、進出站時間、編號等，避免在人員跟蹤板收集T卡，浪費逃生時間。(5)人員特種作業證件到期提醒功能，無相關證件不得進站作業。

1.2 工作區域動態管理

工作區域動態管理系統具備以下功能：(1)任意劃分工作區域，施工人員超出工作區域即報警。(2)對ESD按鈕區域進行保護，外來人員進入保護區域即報警。(3)區域內有不符合權限的人員進入立即報警，作業區、分公司兩級值班室可利用系統喊話功能立即糾正不規范行為。(4)確保在施工作業過程中監護人員“早來晚走”，即監護人員未到位作業人員不能進入，施工結束出站時，監護人員最后離開。

2 智慧站場人員動態管理系統工作流程

2.1 進出站人員管理流程

外來進站人員初次進站，首先進行身份證信息讀取，并自動錄入站場辦證系統，作業區員工或安保人員登記外來人員進站目的，并對進出站時限、工作區域賦予相應權限。所有進站人員在門衛室制卡(RFID卡)，RFID卡與進站人員信息綁定，可通過雷達系統進行追蹤。通過無感通信系統進行人臉出入鑒定和體溫檢測，外來人員滿足進站條件，門禁系統自動開啟，人員進入站場。匹配不成功或體溫異常，系統報警提示，安保人員進行攔截。入場人員按照身份、工作區域分組歸類，將人員信息(姓名、照片、體溫)和人數統計顯示在門衛室外側顯示屏上。系統同步存儲進出站人員、進出站時間、編號等信息。通過黑匣子遠程數據傳送可以實現管理中心統一對人員出入權限管理、人員信息資料集中查詢打印以及APP實時查詢等功能。站內發生緊急突發事件，智能門禁立即打開，保證安全逃生通道暢通。使用管理中心網頁或APP輔助清點人數，方便應急決策。外來人員按下出站按鈕即可出站。

2.2 工作區域動態管理流程

工作區域動態管理系統可以劃分出常用的固定工作區域，和針對站內臨時施工現場劃定的工作區域。工作區域可以是規則的，也可以是不規則的，可以是1個，也可以是多個。外來人員攜帶RFID卡進入工作區域。進入工作區域兩通道分別部署RFID天線，進行人員進入數量統計和識別管理。系統對進站邏輯有如下要求：人員間隔1 m依次進入生產區、監護人員未到位不能進入，施工結束出站時，監護人員最后離開。不同權限工作人員進入工作區后，動態管理系統立即通過激光雷達檢測確認進入該區域內的目標，并顯示目標的大小、位置、速度等信息。當有不符合權限或工作范圍的人員目標進入劃定的區域，激光雷達檢測到后會報警，并可驅動PTZ攝像機進行追蹤。作業區、分公司兩級值班室可利用系統喊話功能立即糾正不規范行為。

3 智慧站場人員動態管理系統建設方案

智慧站場人員動態管理系統主要包括人證比對系統、軟件系統、室外顯示器、無感通行系統、RFID、人員管控系統服務器、人員管控系統客戶端、激光雷達設備等。

3.1 進出站人員管理部分

進出站人員管理系統設室外顯示器1臺，安裝于站門口處，用于顯示站內人數和人員信息；無感通行系統1套，人證比對系統1套，安裝于進站門口處，用于面部識別、測量體溫、人證比對；RFID設備1套(包含60張卡片)，固定式讀寫器1臺，安裝于門衛室，用于RFID卡制作；人員管控系統服務器1臺，安裝于控制室，用于部署人員管控系統軟件；開發人員管控系統及客戶端，客戶端安裝于門衛室、值班室和員工手機。

3.2 工作區域動態管理部分

3.2.1 固定工作區域

以某站場為例，具體建設方案如圖1所示。

圖1 工作區域動態管理建設布置示意圖

工藝區兩出入口分別部署RFID天線，并將反饋線接至綜合樓，對進出人員分類、識別。門衛處和綜合樓一樓入口處新增RFID發卡設備和讀卡器，并通過網絡接至綜合樓。

建設增加3套雷達設備，1號部署在綜合樓一樓門檐處，覆蓋大門口、門衛以及綜合樓前區域(綜合樓至門衛的距離為直線30 m)，綜合樓內方便供電和接入網絡。2號部署在RTU屋頂附近，覆蓋工作區和左側工作區通道門(工藝區長為80 m，寬最深處為75 m)，計劃通過RTU供電和接入網絡。3號部署在工藝區北墻安防攝像機處，與其共用高桿，供電和網絡，覆蓋工作區以及右側通道。門衛室建設增加客戶端電腦和室外顯示器。安裝管理軟件，軟件運行界面示意界面如圖2所示。

圖2 智能站場人員動態管理系統軟件運行界面圖

3.2.2 移動工作區域

移動工作區域動態管理需要在固定工作區域的基礎上增加設備。

(1)系統連接方式。系統連接方式如圖3所示。移動車輛可以靈活部署在工藝區內任何地點，覆蓋半徑為70 m(對人有效監測范圍)。前端主機和雷達設備各自通過網線接入前端箱體內交換機，主機通過網絡獲取雷達發送的數據，主機內置軟件可對設定區域中所關注的對象進行編號、監測、分類、追蹤等，為一臺邊緣計算智能設備。前端移動箱體內部署WI-FI接收設備，通過場站WI-FI并入內網。控制室客戶端通過有線網絡接入內網，與前端主機通信，根據返回數據情況和設置情況進行相應動作，包括聯動場站原有攝像機、觸發聲光報警等。通過現場客戶端或控制室客戶端可以進行區域劃分、圍欄繪制、警報配置等工作。

圖3 系統連接示意圖

(2)雷達傳感器。移動式圍界防護產品雷達傳感器運輸、安裝、拆卸便捷，可以根據實際需求建立臨時安防區域，保證施工現場、設備以及人員安全。采用加固三腳架的固定方式，具有靈活、輕便、便于攜帶、快速部署的特點。激光雷達建立三維空間，360°旋轉全視角監控。部署簡單、覆蓋面積大。激光雷達有效半徑150 m，對人的監測范圍是半徑70 m。不受光照、場景復雜性影響，施工現場特別是戶外，光線很強，激光雷達不受光線影響，可以精準地發現目標并識別目標。集成便捷，可以和PTZ攝像機(視頻)、報警以及廣播(音頻)集成。發現目標后立刻報警，然后球機追蹤同時廣播通知。激光雷達可以實現厘米級的精準度，特別是臨時工作區都在戶外，精準度要求非常高。在激光雷達的有效范圍內，可以建立多個工作區，而且工作區可以是不規則的周界，激光雷達都能提供安全保障。

(3)移動部署便攜箱。移動部署便攜箱可以實現移動工作區域整體部署功能。內部集成一套交換機、電池、GPS和集成LED位置指示燈。支持最多2路PTZ監控攝像機，1路激光雷達。整體運行時間＞15 h，整體噪音＜50 dB。設備高度0.4 m，預估整體系統重量50 kg，整箱體搬運，操作只需1～2人完成。箱體內部含避震功能，保護服務器及網絡模塊，桿頭設計快拆功能，激光雷達及攝像機拆后運輸。移動部署便攜箱示意圖如圖4所示。

圖4 移動部署便攜箱示意圖

4 結語

本文介紹的智慧站場人員動態管理系統可以實現對輸氣站場進出站人員及其工作區域的動態管控，具有以下優點：(1)系統具有良好的可學習性和可操作性，通過簡單培訓就能掌握系統的操作要領；(2)降低管理外來人員的人工成本，基層站場安全管理智能化、可視化；(3)在施工作業過程中，可確保作業區監護人、承包商監護人、工作區域動態管理系統三監護，在人防基礎上增加技防措施，大大加強對施工現場的管控力度。該系統能夠有效管控現場風險，對輸氣站場降本增效產生了積極作用。