(新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，新疆石河子市，832000)）李 津

化工生產(chǎn)工藝多數(shù)具有高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易腐蝕等特點(diǎn)，并且生產(chǎn)設(shè)備容易產(chǎn)生跑冒滴漏，既污染環(huán)境，又易引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。生產(chǎn)使用的設(shè)備、儀表、管道、閥門等任何一個(gè)環(huán)節(jié)在設(shè)計(jì)、選材、制造以及維修保養(yǎng)方面出現(xiàn)問題，都會(huì)給生產(chǎn)和從事生產(chǎn)的人員帶來危險(xiǎn)，人員的安全是重中之重，如何保障化工從業(yè)人員的安全，是所有化工企業(yè)關(guān)心的問題。

通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在安全生產(chǎn)中的融合應(yīng)用，增強(qiáng)工業(yè)安全生產(chǎn)的感知、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、處置和評(píng)估能力，加速安全生產(chǎn)從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)感知、事后應(yīng)急向事前預(yù)防、單點(diǎn)防控向全局聯(lián)防的轉(zhuǎn)變，提升工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)安全水平。

1 人員的日常行為管理

通過定位技術(shù)，精確顯示人員動(dòng)態(tài)，第一時(shí)間掌握人員情況，和各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)與定位技術(shù)的數(shù)據(jù)互通、功能互動(dòng)、互相支撐。

1.1 廠區(qū)內(nèi)的人、車統(tǒng)計(jì)及管理

通過定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)廠區(qū)內(nèi)的人員及車輛的數(shù)量，與考勤系統(tǒng)集成，核對(duì)應(yīng)到和實(shí)到人數(shù)，杜絕遲到和早退現(xiàn)象。對(duì)道路上人員和車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，形成人員和車輛的活動(dòng)軌跡。對(duì)車輛進(jìn)行區(qū)域測(cè)速，對(duì)1人帶多卡進(jìn)行軌跡重疊識(shí)別。違規(guī)則聯(lián)動(dòng)語音系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警告，并聯(lián)動(dòng)視頻取證和核實(shí)。與GIS地圖進(jìn)行集成，能夠直觀的看到人員和車輛在廠區(qū)內(nèi)的分布狀態(tài)。

1.2 出入口人、車管理

與門禁系統(tǒng)集成，杜絕一卡多刷進(jìn)入門禁；與人臉識(shí)別系統(tǒng)集成杜絕人卡不一致及帶多卡進(jìn)入廠區(qū)的現(xiàn)象；與車牌識(shí)別系統(tǒng)集成杜絕車卡不一致現(xiàn)象。并確保人和車在安全的時(shí)間、通過安全的門進(jìn)出，違規(guī)則聯(lián)動(dòng)語音系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)警告，并聯(lián)動(dòng)視頻取證和核實(shí)。

1.3 人員到崗管理

通過定位系統(tǒng)，對(duì)需要24h有人值守的重要崗位，進(jìn)行監(jiān)督管理，當(dāng)該區(qū)域少于規(guī)定人數(shù)的時(shí)候，進(jìn)行告警，同時(shí)與視頻平臺(tái)集成，進(jìn)行取證和核實(shí)。

1.4 訪客及車輛管理

設(shè)立內(nèi)部員工、施工人員、外包人員、外部臨時(shí)訪客四種角色，若人員去往權(quán)限不符的位置，標(biāo)簽做蜂鳴報(bào)警或者聯(lián)動(dòng)語音系統(tǒng)進(jìn)行告警，同時(shí)向后端平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，并通過應(yīng)用平臺(tái)回溯歷史軌跡。其中，內(nèi)部員工、施工人員、外包人員都有相對(duì)固定的活動(dòng)區(qū)域，外部臨時(shí)訪客需要通過訪客預(yù)約系統(tǒng)提前預(yù)約需要進(jìn)入廠區(qū)的區(qū)域，經(jīng)批準(zhǔn)后，在門衛(wèi)室刷身份證，獲取臨時(shí)卡，該卡片預(yù)置經(jīng)批準(zhǔn)的門禁權(quán)限以及行走路線，與定位系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)偏離或者超出行走路線范圍的時(shí)候進(jìn)行告警，并記錄訪客的行走路線，便于回溯。

1.5 危險(xiǎn)、偏遠(yuǎn)區(qū)域的人員管理

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出入吊裝作業(yè)、動(dòng)火作業(yè)等危險(xiǎn)區(qū)域以及人員較為稀少的偏遠(yuǎn)區(qū)域的人員，通過定位系統(tǒng)判斷人員的位置，若違規(guī)闖入或人數(shù)超限，則聯(lián)動(dòng)語音系統(tǒng)，發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)告警，同時(shí)與視頻平臺(tái)集成，進(jìn)行取證和核實(shí)。

1.6 安全紅線管理

通過抓取視頻流，運(yùn)用AI圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)人的不安全行為進(jìn)行識(shí)別，例如在廠區(qū)內(nèi)不佩戴安全帽、不按規(guī)定穿反光衣、登高作業(yè)不系安全帶等現(xiàn)象，結(jié)合定位系統(tǒng)快速鎖定具體人員。

2 提升巡檢質(zhì)量

巡檢是工廠正常生產(chǎn)的保證。在巡檢過程中，要求操作工不僅要熟悉本崗位的操作與流程，而且要按時(shí)按照巡檢檢查路線把所負(fù)責(zé)的重要設(shè)備、管道、閥門、電器、儀表、控制的工藝參數(shù)等進(jìn)行細(xì)致檢查，確保無安全隱患。

與基于RFID卡的巡檢系統(tǒng)相比，基于定位的巡檢系統(tǒng)，有一定的優(yōu)勢(shì)，基于定位的巡檢系統(tǒng)規(guī)定巡檢人員、巡檢點(diǎn)、巡檢區(qū)域、巡檢路線、巡檢順序、巡檢時(shí)間和計(jì)劃，能夠進(jìn)行不按時(shí)巡檢、漏檢、替檢、檢牌不檢點(diǎn)、跑步巡檢的判斷，而基于RFID卡的巡檢系統(tǒng)只能判斷漏檢和不按時(shí)巡檢的現(xiàn)象。

3 確保應(yīng)急救援的及時(shí)性

3.1 與應(yīng)急管理系統(tǒng)、HSE系統(tǒng)集成

定位系統(tǒng)與應(yīng)急管理系統(tǒng)、HSE系統(tǒng)、融合通信系統(tǒng)集成，結(jié)合GIS地圖，繪制安全一張圖，突發(fā)事件時(shí)根據(jù)危險(xiǎn)源、事故類型和事故等級(jí)等信息，通過定位系統(tǒng)確定人員的位置，迅速啟動(dòng)相應(yīng)預(yù)案，調(diào)入和顯示任務(wù)集、應(yīng)急專家、應(yīng)急組織、應(yīng)急資源信息，并在安全一張圖上顯示相關(guān)內(nèi)容。

3.2 與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的集成

獲取火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域仍有人員滯留，聯(lián)動(dòng)語音系統(tǒng)告警，并結(jié)合實(shí)際情況迅速組織救援。

3.3 與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的集成

通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，獲取GDS數(shù)據(jù)，當(dāng)可燃有毒報(bào)警探頭在集中區(qū)域報(bào)警的時(shí)候，結(jié)合定位系統(tǒng)，若該區(qū)域仍有人員滯留，聯(lián)動(dòng)語音系統(tǒng)告警，并結(jié)合實(shí)際情況迅速組織救援。

4 輔助作業(yè)票管理

4.1 設(shè)置電子圍欄在臨時(shí)作業(yè)區(qū)域運(yùn)用移動(dòng)定位設(shè)備，形成臨時(shí)

的電子圍欄，嚴(yán)格控制人員的出入，核實(shí)人員身份、作業(yè)時(shí)間等，同時(shí)聯(lián)動(dòng)視頻和語音系統(tǒng)，進(jìn)行告警和取證。

4.2 安全作業(yè)票審批

在作業(yè)票流程管理（作業(yè)票上報(bào)、作業(yè)審批確認(rèn)、作業(yè)過程監(jiān)控、完工驗(yàn)收）過程中，結(jié)合定位完成規(guī)定距離內(nèi)簽審作業(yè)票，增加作業(yè)過程的行為觀察和違章管理。

基于定位技術(shù)的生產(chǎn)安全信息化解決方案的輸入輸出及集成關(guān)系如圖1所示：

圖1 輸入輸出及集成關(guān)系圖

5 幾種常用的定位技術(shù)

5.1 無線射頻（RFID）技術(shù)

分為無源（被動(dòng)式）射頻技術(shù)和有源（主動(dòng)式）射頻技術(shù)，有源射頻又分為有源RFID技術(shù)和ZigBee/802.15.4技術(shù)；無源射頻技術(shù)又分為近距離RFID技術(shù)和遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)。

5.1.1 有源RFID與無源RFID的對(duì)比

有源RFID自帶便簽?zāi)茉矗瑢?duì)讀寫器信號(hào)的強(qiáng)度要求較低；有源RFID實(shí)時(shí)性較高，小于等于10s，能夠穿透人體，同時(shí)識(shí)別多人的位置信息，而無源RFID無穿透性，多人刷卡會(huì)有嚴(yán)重沖突；有源RFID具備自動(dòng)檢測(cè)損壞報(bào)警、環(huán)境監(jiān)控（傳感器標(biāo)簽）及人員和設(shè)備實(shí)時(shí)定位、跟蹤等功能，而無源RFID則不具備這些功能。

5.1.2 有源RFID與ZigBee技術(shù)的優(yōu)劣性

有源RFID技術(shù)的定位需要事先采集定位區(qū)域內(nèi)多個(gè)定位基站發(fā)射信號(hào)的RSSI值，定位設(shè)備通過實(shí)時(shí)采集比較RSSI值，實(shí)現(xiàn)相似度擬合和位置確定。由于事先采集RSSI數(shù)據(jù)的工作量較大，而且定位區(qū)域會(huì)因人員移動(dòng)、中大型電子設(shè)備干擾而發(fā)生變化，會(huì)影響定位精度。

ZigBee技術(shù)主要面向無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN），網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在應(yīng)用中具有近距離、低功耗、低成本等特點(diǎn)。ZigBee定位屬于無線傳感網(wǎng)（WSN）技術(shù)范疇，技術(shù)理念先進(jìn)，但其缺陷在于網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性還有待提高，易受環(huán)境干擾。ZigBee的定位精度在移動(dòng)時(shí)會(huì)受到人體較大干擾，可靠性降低。

5.2 無線網(wǎng)絡(luò)（WiFI）技術(shù)

WiFi定位技術(shù)有兩種，一種是通過移動(dòng)設(shè)備和三個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的無線信號(hào)強(qiáng)度，通過差分算法進(jìn)行三角定位，另一種是事先記錄巨量的確定位置點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，通過用新加入的設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比擁有巨量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，來確定位置。WiFi的優(yōu)勢(shì)在于日益普及的WLAN，越來越多的WiFi熱點(diǎn)將為定位提供更多的參照點(diǎn)，將有效提高定位的精確度。缺點(diǎn)在于無線網(wǎng)絡(luò)加密算法的脆弱性，其安全性存在一定缺陷。

5.3 超寬帶（UWB）技術(shù)

UWB技術(shù)是一種使用1GHz以上帶寬且無需載波的先進(jìn)無線通信技術(shù)，超寬帶無線電中的信息載體為脈沖無線電（Impulse Radio,IR）。這種技術(shù)的特點(diǎn)是通過對(duì)非常窄（往往小于1ns）的脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以獲得非常寬的帶寬來傳輸數(shù)據(jù)。由于不需要價(jià)格昂貴、提及龐大的中頻設(shè)備，UWB沖擊無線電通信系統(tǒng)的體積小且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、隱秘性和保密性強(qiáng)、功耗低、多徑分辨力強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸率高、定位精確、抗干擾能力強(qiáng)[1]。

5.4 衛(wèi)星定位

多適用于室外露天環(huán)境。在衛(wèi)星信號(hào)無遮擋的理想環(huán)境下，利用差分基站彌補(bǔ)，理論上GPS可以實(shí)現(xiàn)5m的精度，在化工廠等復(fù)雜環(huán)境下，GPS信號(hào)會(huì)經(jīng)過多次的折、反射，造成信號(hào)誤差，漂移誤差一般在10m左右，且漂移沒有規(guī)律性，還會(huì)出現(xiàn)“穿越裝置、設(shè)備、墻體，里外不分、上下不分”等原則性錯(cuò)誤[2]。

6 結(jié)論

綜上所述，定位技術(shù)是安全管理信息化的基礎(chǔ)，用位置數(shù)據(jù)支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)，將位置數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)深度融合，用位置數(shù)據(jù)管理員工的日常行為、用位置數(shù)據(jù)管理作業(yè)、用位置數(shù)據(jù)管理巡檢，形成基于定位系統(tǒng)的安全管理、基于定位系統(tǒng)的作業(yè)全流程管理、基于定位系統(tǒng)的巡檢管理。通過定位系統(tǒng)，能夠切實(shí)提高生產(chǎn)效率和效益，同時(shí)確保企業(yè)的生產(chǎn)安全。