智能化無線探測技術(shù)鑄安全之盾

文/王明心

編輯 朱麗晶

在萬物互聯(lián)的時代，各類企業(yè)在企業(yè)管理、生產(chǎn)加工或客戶服務(wù)工作中，所使用的儀器、機械、裝備均趨于智能化。通過大幅優(yōu)化制造工藝，集成和融合無線探測技術(shù)、信息處理、人工智能等技術(shù)，使具有感知、分析、推理、決策、執(zhí)行、自主學習及維護等自組織、自適應(yīng)功能的智能生產(chǎn)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化的生產(chǎn)設(shè)施，升級成為智能型裝備。原本單純用來生產(chǎn)、服務(wù)和管理的“工具”，通過應(yīng)用無線探測技術(shù)，可以對生產(chǎn)輔助、安全監(jiān)測提供更全面、更精準的數(shù)據(jù)，為設(shè)備的分析決策單元提供決策依據(jù)，為現(xiàn)代工廠安全防護和高效生產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)不同，物聯(lián)網(wǎng)所需要的遠距離無線技術(shù)，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(wěn)定性的無線通信技術(shù)。對于這一類無線技術(shù)，目前一般統(tǒng)稱為LPWA（Low Power Wide Area，低功率光域）。此類通信技術(shù)包括紅外、藍牙、ZigBee、Lora、NB-IoT 等。

基于無線控制技術(shù)研制的無線探測器，具有應(yīng)用靈活、無需布線、擴展性好、敷設(shè)成本低、可移動等優(yōu)勢，其顯著特點為探測設(shè)備的集成化、固態(tài)化、模塊化和智能化。

工業(yè)生產(chǎn)中常見氣體報警器現(xiàn)狀

目前，在工業(yè)生產(chǎn)中使用的傳統(tǒng)氣體監(jiān)測報警器，按照部署方式主要分成兩大類。一類為孤立設(shè)備，以聲光報的方式實現(xiàn)報警，這類設(shè)備的優(yōu)點是價格低廉、部署和維護方便。還有一類報警器可聯(lián)網(wǎng)上報數(shù)據(jù)，主要通過RS485 線纜或光纖、銅纜以太網(wǎng)等有線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)報警數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，這類設(shè)備的優(yōu)點是信號傳輸好、設(shè)備運行穩(wěn)定。

傳統(tǒng)氣體報警器技術(shù)比較成熟，設(shè)備運行穩(wěn)定，大部分安裝、維護簡單。目前，傳統(tǒng)氣體報警器中孤立設(shè)備已經(jīng)逐步淘汰，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的報警器設(shè)備在生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛，但在安全生產(chǎn)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(xiàn)場人員處置，此過程受人為反應(yīng)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(xiàn)場人員無法第一時間接到報警，或?qū)ΡO(jiān)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(qū)域受限。因線路距離、場地施工等工況條件限制，很難實現(xiàn)對安全監(jiān)測區(qū)域的無縫覆蓋。尤其是某些工廠的邊緣、死角區(qū)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(jiān)測的缺失。

四是綜合性價比較低。氣體報警器通過有線聯(lián)網(wǎng)的方式，本身施工成本較高，且后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)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?qū)е戮€路老化）也難以避免。

無線探測器發(fā)揮重要作用

“信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信息化”是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高管理能力、降低企業(yè)運營成本的重要發(fā)展思路，無線探測技術(shù)是這一發(fā)展思路當中工業(yè)化和信息化的具體體現(xiàn)。

無線探測器指的是運用無線通信或移動通信技術(shù)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(shù)。當下，生產(chǎn)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(tǒng)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(fā)生變化的關(guān)鍵探測地點，比如鋼鐵、焦化、?；戎匦蜕a(chǎn)行業(yè)，高溫或容易發(fā)生危險氣體泄漏的空間。此外，在其他多種需要安全監(jiān)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(yīng)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(zhuǎn)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(shè)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(chǎn)安全監(jiān)測，也可以用于施工現(xiàn)場、野外臨時作業(yè)等更多場所，可以更靈活部署、更廣泛應(yīng)用。通過載體的移動，實現(xiàn)對工廠生產(chǎn)多個場所的探測。移動式智能機器人就應(yīng)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(fā)射探測器和影像探測器，可以實現(xiàn)移動監(jiān)控，追蹤可疑人員，監(jiān)測有毒有害危險氣體，監(jiān)控溫度和濕度等，通過探測收集的數(shù)據(jù)可實時回傳到中控系統(tǒng)，在緊急情況下也可以實現(xiàn)自動報警，可以幫助大型園區(qū)、廠區(qū)提高安防保衛(wèi)能力，降低安全生產(chǎn)事故，建立高效管理工具。

此外，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)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(jié)合布控，探測數(shù)據(jù)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(tǒng)按照程序規(guī)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(wěn)定性強等特點，使其在工業(yè)生產(chǎn)管理上得到越來越多的應(yīng)用。無線探測器經(jīng)過有針對性地布局和架設(shè)所形成的無線探測系統(tǒng)，可以用于空間分布范圍廣、探測需求繁雜，且不易布線的應(yīng)用場所。同時，無線探測系統(tǒng)具有信息反饋迅速和便于集中調(diào)度指揮的特點，可有效提高工業(yè)生產(chǎn)的管理水平。

工業(yè)生產(chǎn)管理過程中，運用無線探測器、智能化技術(shù)和自動化技術(shù)，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)中有害及易燃氣體、管道內(nèi)液體流速、液位及壓力的無線探測，對關(guān)鍵數(shù)據(jù)實時異地監(jiān)控，可以提高生產(chǎn)管理效率，提高生產(chǎn)加工的精度，精準快速防控企業(yè)安全事故，以及大幅降低企業(yè)安全管理各項成本支出，是企業(yè)生產(chǎn)管理的利器。

如在大型冶金工業(yè)企業(yè)廠區(qū)，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(shù)千米，兩點之間架設(shè)一條線纜需要上萬元的費用，而且敷設(shè)線纜要考慮的因素很多，靈活性差，維護成本居高不下。

企業(yè)通過應(yīng)用“華勞云”監(jiān)測管理云平臺，將終端傳感器逐步改良為有線與無線相結(jié)合的“觸覺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”：在監(jiān)測點位多、通信線路密集或易于集中鋪設(shè)線路區(qū)域，使用有線方式部署；而其他區(qū)域可選用無線探測器，如監(jiān)測區(qū)域邊緣、分散區(qū)域、傳統(tǒng)監(jiān)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(jiān)測系數(shù)。

應(yīng)用“華勞云”監(jiān)測管理云平臺，實現(xiàn)各類監(jiān)測數(shù)據(jù)實時調(diào)取、異常情況自動報警、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢、天氣數(shù)據(jù)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(jiān)測數(shù)據(jù)，對接視頻安防攝像頭視頻流，并應(yīng)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(yīng)或RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術(shù)管理區(qū)域設(shè)備，實時掌控廠區(qū)多種設(shè)備運行狀態(tài)。

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(chǎn)與安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、各區(qū)域監(jiān)控數(shù)據(jù)及視頻圖像，一目了然，管理人員在任何地點隨時可以發(fā)現(xiàn)異常情況，并根據(jù)情況級別采取相應(yīng)處置措施。

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

工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的安全生產(chǎn)管理與企業(yè)生存和發(fā)展息息相關(guān)，無線探測聯(lián)袂智能“云平臺”，借助無線探測技術(shù)和智能化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)管理數(shù)字化，從設(shè)備異常報警、生成處置決策，到協(xié)助事故處理，速度在瞬息之間完成，鑄成了保衛(wèi)員工生命安全及企業(yè)經(jīng)濟免受損失的技術(shù)之盾。（本文作者單位系北京中電華勞科技有限公司）