楊輝華

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

2016年3月31日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于開展智能制造試點示范2016專項行動的通知》，并下發(fā)了《智能制造試點示范2016專項行動實施方案》，并且在全國范圍內(nèi)選擇了63家單位作為試點示范企業(yè)，江西銅業(yè)股份有限公司申報的“銅冶煉智能工廠試點示范”項目位列其中，貴溪冶煉廠（以下簡稱“貴冶”）成為銅冶煉行業(yè)唯一家智能制造試點示范工廠。

按照總體規(guī)劃、頂層設(shè)計，分步實施、務(wù)實推進(jìn)的原則，貴冶智能工廠項目分兩期建設(shè)。本項目為一期建設(shè)子項之一，目標(biāo)是建立基于多數(shù)據(jù)源融合的可視化聯(lián)合指揮中心，實現(xiàn)聯(lián)合、動態(tài)指揮，提高應(yīng)急處理能力。

2 貴冶的調(diào)度指揮現(xiàn)狀和必要性分析

貴冶生產(chǎn)管控指揮的范圍包括全廠3760畝的廠區(qū)，從原輔料、產(chǎn)成品火車、汽車的進(jìn)出廠業(yè)務(wù)的編組站，到備料、熔煉一系統(tǒng)、二系統(tǒng)、電解、硫酸、檢化驗中心、動力、選礦、一車間等配套的車間有20多個，涵蓋采購供應(yīng)、生產(chǎn)、設(shè)備、物流倉儲、銷售、安全、環(huán)保、應(yīng)急等企業(yè)全流程經(jīng)營業(yè)務(wù)。

目前貴冶配置有生產(chǎn)調(diào)度指揮、安全保衛(wèi)調(diào)度指揮，沒有一個聯(lián)合指揮中心及包括全廠匯聚級的監(jiān)控大屏，各部門的生產(chǎn)調(diào)度依然是傳統(tǒng)模式，協(xié)同基本靠“打電話、跑現(xiàn)場、開會議”，效率低下。隨著智能工廠建設(shè)業(yè)務(wù)的不斷拓展，新增業(yè)務(wù)不斷接入，對現(xiàn)場的實時指揮調(diào)度、應(yīng)急處理等提出了更高的要求，現(xiàn)有的調(diào)度指揮模式，難以滿足新增業(yè)務(wù)展示的需求。同時數(shù)字化的智能工廠還缺少一個對外展示智能工廠建設(shè)成果的窗口。

在智能工廠的整體架構(gòu)中，若把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)比作神經(jīng)、信息系統(tǒng)比作大腦，則指揮中心就是大腦的中樞神經(jīng)，它能夠及時的、全方位的、快速的把各類應(yīng)急信息、圖像數(shù)據(jù)、環(huán)境位圖及現(xiàn)場情況真實并且實時的進(jìn)行充分展示和預(yù)警，通過各類預(yù)警信息的智能推送和切換，給予調(diào)度指揮人員更準(zhǔn)確及時的引導(dǎo)和提示，及時發(fā)出準(zhǔn)確的指揮調(diào)度指令，處理和跟蹤現(xiàn)場問題的解決情況，大大提高指揮協(xié)同的能力及工作效率。

3 可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

針對廠區(qū)現(xiàn)有各類音頻系統(tǒng)進(jìn)行融合解決方案，保留原有通信方式，對接原有內(nèi)部行政電話、調(diào)度電話、無線對講、手機(jī)等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行整合，真正實現(xiàn)一呼百應(yīng)，簡化調(diào)度操作階層，提高生產(chǎn)指揮效率。

針對廠區(qū)已有視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等視頻部分做整體融合，建設(shè)各視頻子系統(tǒng)互聯(lián)互通的音視頻融合通信系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻監(jiān)控圖像分發(fā)至手機(jī)、視頻會商等功能，精簡設(shè)備、簡化操作。

對標(biāo)同行業(yè)調(diào)度指揮水平，推進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)管控模式的轉(zhuǎn)型升級，基于科學(xué)的手段和系統(tǒng)智能預(yù)警推送，調(diào)整和優(yōu)化生產(chǎn)組織架構(gòu)，整合資源，合理配置人力資源，提高執(zhí)行效率，降本增效。

4 建設(shè)內(nèi)容

新建指揮中心大廳，負(fù)責(zé)全廠運行監(jiān)視、聯(lián)合指揮及參觀展示。

大廳建設(shè)面積150m2，在選址考察后，閑置的貴冶西區(qū)綜合樓一樓大廳在空間、結(jié)構(gòu)、面積上都符合建設(shè)要求，利舊減少了投資。

拆除現(xiàn)有大會議室舞臺，沿弧度新建預(yù)估尺寸為3.41m（高）×11.62m（寬）全彩LED大屏，左右兩側(cè)各擴(kuò)展一塊3.41m（高）×1.238m（寬）三色LED顯示屏, 全彩LED大屏間距規(guī)格小于等于1.667mm，并利用大屏幕后方空間作為維護(hù)通道和機(jī)柜布置區(qū)域。新建大屏采用弧形布置在大廳靠圓弧玻璃幕墻一側(cè)。為提高調(diào)度臺至大屏的距離，新建大屏左右兩端的顯示單元靠大廳立柱安裝，采用后維護(hù)支架安裝，簡潔方便。

建設(shè)包括大屏、大屏拼接控制器、視頻矩陣、中控、圖形工作站、移動多點觸控終端、服務(wù)器機(jī)柜、調(diào)度大廳控制臺和控制機(jī)房線纜整改等，及建設(shè)配套的可視化調(diào)度指揮系統(tǒng)，用于支撐呈現(xiàn)以上業(yè)務(wù)，實現(xiàn)大屏組態(tài)，綜合監(jiān)視、聯(lián)合指揮。

系統(tǒng)將把高清晰數(shù)字顯示技術(shù)、超窄邊拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、信號切換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等科技手段的應(yīng)用綜合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、使用方便的大屏幕顯示系統(tǒng)，從而為企業(yè)提供了一個網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控平臺、信息資源共享平臺、分析決策平臺和指揮調(diào)度平臺。

通過大屏幕顯示系統(tǒng)，可以輕松實現(xiàn)直觀、實時、全方位地集中顯示各個系統(tǒng)的信息，各系統(tǒng)信息在大屏幕上可根據(jù)需要以任意大小、任意位置和任意組合進(jìn)行顯示，并且對顯示信息進(jìn)行智能化管理，以便于指揮中樞準(zhǔn)確、實時全面的觀看和掌握各方面信息并做出正確的決策，大大提高了指揮調(diào)度決策（尤其在緊急情況處置時）的效率，增強(qiáng)了各信息顯示的直觀性和可操作性。

（1）前廳部分：面積大約40m2，分為接待室和茶水間。

（2）指揮大廳：面積約100m2，LED面積42m2，設(shè)置調(diào)度席位6個。

（3）機(jī)房設(shè)備區(qū)：面積大于10m2，設(shè)置大屏控制及融合通訊裝置及維護(hù)空間。

圖1 指揮中心平面布置圖

指揮中心整體技術(shù)架構(gòu)：

圖2 總體架構(gòu)圖

圖3 可視化指揮調(diào)度中心建設(shè)效果

5 可視化調(diào)度指揮系統(tǒng)的融合新應(yīng)用

本可視化調(diào)度指揮系統(tǒng)融合了多種新技術(shù)和新功能，面對多業(yè)務(wù)多場景多系統(tǒng)的協(xié)同調(diào)度指揮需求，系統(tǒng)憑借獨具的智能預(yù)警和控制預(yù)案，通過音視頻多種級別及權(quán)限模式的控制，實現(xiàn)上級的管理者向下級發(fā)布指揮和調(diào)度命令，上下級各個部門、各級領(lǐng)導(dǎo)與下屬之間實時音、視頻信息的雙向交流，對突發(fā)應(yīng)急情況，通過融合GIS、3維等新技術(shù)，可實現(xiàn)點對點指揮、點對多點指揮、多組指揮、插入指揮等多種融合可視化指揮調(diào)度方式?？赏扑秃驼{(diào)用監(jiān)視任意監(jiān)控點的圖像，并可廣播該圖像;多組指揮調(diào)度可同時調(diào)用監(jiān)控任意監(jiān)控點的圖像；支持指揮調(diào)度者對被指揮者，在指揮調(diào)度前的預(yù)覽。

主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）多種音頻融合接入與交互，實現(xiàn)單兵與指揮中心的協(xié)同溝通無縫互通。

通過融合通信平臺實現(xiàn)現(xiàn)有各種音頻系統(tǒng)（辦公電話、調(diào)度電話、對講系統(tǒng)、移動單兵、手機(jī)等）的統(tǒng)一接入，實現(xiàn)所有音頻系統(tǒng)的集中管理與調(diào)度，并通過融合通信與調(diào)度平臺實現(xiàn)各種音頻系統(tǒng)之間的無縫互通，以及與視頻系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交互。

（2）視頻智能推送和融合接入與交互，提高事件及突發(fā)現(xiàn)場定位和切入。

通過應(yīng)急融合通信平臺實現(xiàn)現(xiàn)有各種視頻系統(tǒng)（廠區(qū)視頻安防監(jiān)控、工業(yè)電視監(jiān)控、視頻會議、移動單兵、智能手機(jī)等）的統(tǒng)一接入，實現(xiàn)所有視頻系統(tǒng)的集中管理與調(diào)度，并通過融合通信與調(diào)度平臺實現(xiàn)各種視頻系統(tǒng)之間的無縫交互，以及與音頻系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交互。

通過借助應(yīng)急融合通信平臺實現(xiàn)現(xiàn)有各種視頻系統(tǒng)（廠區(qū)安保監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)控、視頻會議、移動單兵、智能手機(jī)等）的統(tǒng)一接入，實現(xiàn)所有視頻系統(tǒng)的集中管理與調(diào)度，并通過融合通信與調(diào)度平臺實現(xiàn)各種視頻系統(tǒng)之間的無縫交互，以及與其他音頻系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交互［2］。

（3）多業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入與交互，實現(xiàn)6大業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合和聯(lián)動。

通過標(biāo)準(zhǔn)SDK接口實現(xiàn)和智能制造管理系統(tǒng)的融合對接，實現(xiàn)業(yè)務(wù)平臺和各種音、視頻系統(tǒng)的協(xié)同交互， GIS、3維可視化應(yīng)用、PI實時數(shù)據(jù)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合對接，還實現(xiàn)了生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、能源、設(shè)備、安環(huán)及輔助決策6大業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的接入和融合交互。

（4）移動通信接入與交互，實現(xiàn)全廠范圍現(xiàn)場實況和處理信息的無縫集成。

提供基于4G/4G公網(wǎng)、LTE寬帶專網(wǎng)手持終端的多媒體調(diào)度業(yè)務(wù)，如公網(wǎng)集群對講通信、音視頻通話、應(yīng)急會議、視頻采集回傳、視頻轉(zhuǎn)發(fā)/分發(fā)、定位信息回傳等。NB環(huán)境監(jiān)測信息的采集和接入，便于指揮中心實時監(jiān)控企業(yè)的安全環(huán)境數(shù)據(jù)和指標(biāo)。

（5）扁平化調(diào)度聯(lián)動指揮，實現(xiàn)應(yīng)急突發(fā)預(yù)案的執(zhí)行和統(tǒng)一聯(lián)動指揮。

在可視化智能指揮系統(tǒng)中涉及多種指揮調(diào)度手段，主要包括公網(wǎng)、專網(wǎng)（無線集群、PSTN、寬帶多媒體集群等）、視頻監(jiān)控及短信、GIS等。為提高效率，搭建一個不僅能夠和現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合，還能夠充分適應(yīng)統(tǒng)一調(diào)度需要的多系統(tǒng)融合指揮平臺。在這個統(tǒng)一的可視化調(diào)度平臺上，指揮人員僅靠使用單一的終端就能夠完成有線、無線、常規(guī)、集群、視頻以及短信等調(diào)度操作，及時有效的解決多系統(tǒng)接入、可視化多目標(biāo)指揮調(diào)度等問題，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，而且還能夠簡化操作。

報警聯(lián)動：支持視頻設(shè)備、語音設(shè)備、設(shè)備融合聯(lián)動，支持設(shè)備報警聯(lián)動，報警后可以聯(lián)動視頻、音頻、指揮大屏幕設(shè)備。

接警會議：中心人員接警后，形成以案件編號為名稱的點對點通信。中心人員可以邀請其他人員（手機(jī)app，調(diào)度臺，PC操作臺，單兵等）加入形成多方會議。

框選邀請：GIS地圖上框選事發(fā)地點周圍的設(shè)備，多選邀請加入群聊共同處理緊急事件。

信息共享：群聊中可以互相推送文字、語音、錄像、圖片、地理位置，同時可以共享設(shè)備的點位信息，查看實時視頻。

（6） 預(yù)案管理，實現(xiàn)應(yīng)急演練及突發(fā)事件的統(tǒng)一指揮和協(xié)同調(diào)度。

預(yù)案是指揮調(diào)度過程中的核心依據(jù)，預(yù)案依情況制定，規(guī)定了指揮調(diào)度過程中的指揮體系、保障體系、事件分級標(biāo)準(zhǔn)和響應(yīng)機(jī)制。同時，體現(xiàn)指揮調(diào)度過程中的指導(dǎo)監(jiān)控機(jī)制、部門協(xié)作機(jī)制和上下級聯(lián)動機(jī)制等。預(yù)案管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了事前規(guī)劃指導(dǎo)，事中快速響應(yīng)，事后歸檔查詢［3］。

自定義配置：支持根據(jù)業(yè)務(wù)需求自定義配置標(biāo)準(zhǔn)流程，流程節(jié)點可以配置審批、任務(wù)發(fā)送、短信發(fā)送、播放視頻、視頻上墻業(yè)務(wù)功能。

預(yù)案執(zhí)行記錄：流程節(jié)點的執(zhí)行可實時記錄更新，以時間軸的形式展示，推送的圖片、視頻信息可以直接通過日志回放。

流程臨時編輯：預(yù)案流程執(zhí)行過程中，還未執(zhí)行到的節(jié)點，可以臨時修改配置，臨時修改的配置只在此次流程執(zhí)行過程中有效。

任務(wù)處理：流程中給配置的用戶發(fā)送任務(wù)處理，處理人進(jìn)行任務(wù)的反饋，可以附帶圖片、視頻等參考信息。

（7）事件預(yù)警和定位，實現(xiàn)智能預(yù)警和推送，快速事件定位和響應(yīng)。

事件預(yù)警：通過應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)警處理模型，實現(xiàn)各類指標(biāo)或異常事件的預(yù)警和消息、視頻推送，極大提高調(diào)度指揮人員的事件處理效率。

實現(xiàn)事發(fā)地點在GIS地圖上的定位，提供單事件、多事件定位功能。有助于調(diào)度人員了解事發(fā)地點周圍信息。

當(dāng)特定情況報警后，可以在地圖上顯示報警源位置，并且可以快速與報警源可視通話。

（8）應(yīng)急指揮，預(yù)置應(yīng)急預(yù)案處置流程，演練與實操，全方位提升應(yīng)急處理能力。

應(yīng)急指揮功能主要保障兩大方面工作，一是日常值班值守工作，二是突發(fā)事件處置工作。通過大屏幕顯示系統(tǒng)、視頻圖像資源整合系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、綜合調(diào)度系統(tǒng)（有線、無線）、綜合應(yīng)用系統(tǒng)、移動指揮6大系統(tǒng)。實現(xiàn)應(yīng)急值守、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急演練、信息發(fā)布、綜合研判、視頻會商、輔助決策、應(yīng)急救援、應(yīng)急回溯業(yè)務(wù)管理，建立企業(yè)集預(yù)警、處置、回溯一體化的應(yīng)急指揮平臺，提高工廠對突發(fā)事件的應(yīng)急指揮處理能力。

6 可視化調(diào)度指揮系統(tǒng)作用及特點

銅冶煉行業(yè)第一個集中可視化綜合調(diào)度指揮中心，集成了音視頻、多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)、處置預(yù)案和預(yù)警預(yù)報，解決了企業(yè)之前調(diào)度指揮需要電話通知、現(xiàn)場觀察響應(yīng)慢，處理依賴調(diào)度人員能力的情況，固化了企業(yè)常見問題及歷史事件的處理流程，實現(xiàn)企業(yè)綜合業(yè)務(wù)及應(yīng)急事件的快速定位處理和可視化統(tǒng)一指揮和協(xié)同。

系統(tǒng)融合了GIS地理信息、車輛軌跡跟蹤、人臉識別、3D、NB環(huán)境監(jiān)控、PI實時工藝參與監(jiān)控等多種洞察現(xiàn)場的手段和新技術(shù)，使調(diào)度指揮人員足不出戶，就能準(zhǔn)確掌握和處理現(xiàn)場情況，極大提高調(diào)度指揮對現(xiàn)場的響應(yīng)時間和處置能力，同時具備后續(xù)新業(yè)務(wù)、新技術(shù)或系統(tǒng)的接入、擴(kuò)展和升級。

系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息化、視頻監(jiān)控、可視化會議電話超融合應(yīng)用，數(shù)據(jù)的交互和流轉(zhuǎn)，模型的計算和預(yù)測，預(yù)案的固化和升級迭代，構(gòu)建了企業(yè)經(jīng)營業(yè)務(wù)的協(xié)同聯(lián)動機(jī)制，便于企業(yè)的統(tǒng)一指揮和協(xié)同水平的進(jìn)一步提升和不斷優(yōu)化。

建立了指標(biāo)異常、關(guān)鍵工藝參數(shù)、視頻監(jiān)控異常等方面的知識庫和計算分析模型，通過異常情況的聯(lián)動分析、智能預(yù)警和消息推送應(yīng)用，主動提醒和預(yù)警調(diào)度指揮人員進(jìn)行快速定位和及時響應(yīng)，為后續(xù)的緊急事件處理提供了寶貴的前置時間。

移動指揮調(diào)度app的全面接入，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、安全環(huán)保監(jiān)控區(qū)域全覆蓋，便于企業(yè)360度無死角的生產(chǎn)調(diào)度、事件處理、應(yīng)急指揮，實現(xiàn)指揮中心與現(xiàn)場崗位人員及單兵的無縫聯(lián)動。