基于精準(zhǔn)定位的智能安全管理平臺(tái)

邢媛，舒銘，朱穎，袁磊(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

安全生產(chǎn)、安全發(fā)展是企業(yè)和社會(huì)和諧發(fā)展的重大戰(zhàn)略理論和實(shí)踐問題，習(xí)近平總書記多次深刻論述和做出過重要指示，對(duì)安全生產(chǎn)和建設(shè)和諧社會(huì)提出明確要求。為強(qiáng)化科技保障能力，全面提高企業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)防控能力，有效預(yù)防安全事故的發(fā)生，國家安監(jiān)總局明確指出加快企業(yè)信息技術(shù)與安全生產(chǎn)深度融合，統(tǒng)籌安全信息化建設(shè)，打造實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位的安全管理系統(tǒng)。本文闡述針對(duì)船舶及海洋工程船體(包括海洋石油設(shè)施等)制造行業(yè)開發(fā)的基于精準(zhǔn)定位的智能安全管理平臺(tái)，可切實(shí)提升公司的安全管理能力，安全風(fēng)險(xiǎn)防控能力，保障公司的安全生產(chǎn)運(yùn)營。

1 課題及關(guān)鍵技術(shù)

通過精準(zhǔn)藍(lán)牙無線定位和低功耗通信組網(wǎng)技術(shù)，建立一套高精度實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，并通過模塊化的功能配置，提升安全管理效能。

2 總體建設(shè)方案與實(shí)現(xiàn)的功能

2.1 技術(shù)建設(shè)方案

智能安全管理平臺(tái)項(xiàng)目總體建設(shè)方案如圖1所示，系統(tǒng)建設(shè)總體和硬件拓?fù)浼軜?gòu)如圖2所示。

圖1 智能安全管理平臺(tái)總體設(shè)計(jì)框架

圖2 智能安全管理平臺(tái)硬件拓?fù)浼軜?gòu)

(1)硬件層：

定位信標(biāo)：為各類終端提供室內(nèi)外定位基準(zhǔn)，解決北斗系統(tǒng)在遮擋環(huán)境下定位不準(zhǔn)或無法定位的難題，信標(biāo)采用2.4 GHz低功耗無線技術(shù)，利用電池供電，續(xù)航10年以上。

定位胸卡：接收定位信標(biāo)的信號(hào)，并兼具門禁卡、消費(fèi)卡、一鍵求救功能，由人員佩戴，也可安裝于車輛、固定在物資上。

PDA終端：PDA使用防爆手機(jī)，安裝應(yīng)用軟件，用于巡檢、作業(yè)檢查等。

定位系統(tǒng)服務(wù)器：承載系統(tǒng)的定位核心算法處理引擎，采用場景智能認(rèn)知及多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)，具有高精度、高并發(fā)等特點(diǎn)，部署于阿里云及騰訊云。

管理應(yīng)用服務(wù)器：承載系統(tǒng)的模塊化應(yīng)用服務(wù)，并存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。

(2)網(wǎng)絡(luò)層：

低功耗物聯(lián)網(wǎng)：采用自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，具有覆蓋廣、容量高、功耗低等特點(diǎn)，用于定位胸卡的信息傳輸。

移動(dòng)通信網(wǎng)：采用運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)用于PDA終端的網(wǎng)絡(luò)通信。

(3)平臺(tái)層：提供應(yīng)用所需數(shù)據(jù)接口，以及安全訪問協(xié)議。平臺(tái)通過阿里云或騰訊云提供的防火墻，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，并通過多臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)災(zāi)備。

(4)應(yīng)用層：提供模塊化功能單元，將作業(yè)管理、巡檢管理、安全管理等主應(yīng)用分解為數(shù)十個(gè)功能模塊，根據(jù)需求為用戶開通不同的模塊權(quán)限。

2.2 應(yīng)用功能

(1)人員實(shí)時(shí)定位管理

人員分布總覽：精確顯示全區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量和實(shí)時(shí)分布位置。

定位區(qū)域內(nèi)人員分類統(tǒng)計(jì)：可根據(jù)需要，對(duì)區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量、類型、基本信息進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

視頻畫面實(shí)時(shí)查看：可在地圖上瀏覽區(qū)域內(nèi)所有攝像頭，點(diǎn)擊攝像頭即可調(diào)閱實(shí)時(shí)畫面。

(2)智能安全預(yù)警

定位區(qū)域超員報(bào)警：可對(duì)車間進(jìn)行人數(shù)限制，如人數(shù)一旦達(dá)到或者超出設(shè)定值(舉例10人)，立即啟動(dòng)報(bào)警，警示撤出多余人員，如圖3所示。

圖3 智能安全管理預(yù)警圖

越界/滯留/長時(shí)間靜止報(bào)警：當(dāng)發(fā)生人員越界、長時(shí)間停留或人員長時(shí)靜止不動(dòng)超過時(shí)長限制(時(shí)長限制后臺(tái)自行設(shè)置)的情況，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行預(yù)警提醒。

一鍵緊急求救：當(dāng)遇到緊急情況或處于危險(xiǎn)時(shí)，當(dāng)事人可使用定位胸卡或手環(huán)一鍵呼救，系統(tǒng)會(huì)定位到呼救人員的詳細(xì)位置，第一時(shí)間實(shí)施救援。

(3)軌跡追蹤與視頻聯(lián)動(dòng)

人員位置實(shí)時(shí)追蹤：在系統(tǒng)中輸入被定位人員的姓名，地圖自動(dòng)聚焦到此人位置處(位置圖標(biāo)需有特殊標(biāo)識(shí)，便于區(qū)分)，聯(lián)動(dòng)攝像頭快速顯示實(shí)時(shí)視頻畫面，如圖4所示。

圖4 平臺(tái)對(duì)人員軌跡的跟蹤與視頻聯(lián)動(dòng)

人員歷史軌跡分析：通過檢索關(guān)鍵詞，如姓名、時(shí)間區(qū)間等獲取定位人員的活動(dòng)軌跡信息，必要時(shí)作為追溯事件的依據(jù)和參考。

(4)電子巡檢與危險(xiǎn)作業(yè)管理

巡檢任務(wù)監(jiān)管與智能考核：可定位巡檢人員實(shí)時(shí)位置，全面記錄巡檢時(shí)間、地點(diǎn)、耗時(shí)、作業(yè)順序等數(shù)據(jù)，整個(gè)過程可追溯，防止偽造巡檢記錄。系統(tǒng)可對(duì)巡檢路線達(dá)標(biāo)/異常情況進(jìn)行分析，提供全方位多維度的報(bào)表、數(shù)據(jù)分析工具以及KPI，實(shí)現(xiàn)巡檢工作的考核。

線上作業(yè)許可審批：作業(yè)許可的申請(qǐng)、審批、安全措施確認(rèn)、現(xiàn)場確認(rèn)、作業(yè)過程、作業(yè)結(jié)束驗(yàn)收等各流程均通過系統(tǒng)進(jìn)行，無紙化管理并實(shí)時(shí)監(jiān)督。

作業(yè)許可證異常預(yù)警：可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)許可的進(jìn)展和狀態(tài)。對(duì)于作業(yè)超時(shí)、許可證過期、規(guī)定時(shí)間內(nèi)未作業(yè)、交叉作業(yè)等危險(xiǎn)情況及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒。

強(qiáng)制確保安全員現(xiàn)場審批：基于精準(zhǔn)定位技術(shù)，安全員只有到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場才能使用PDA對(duì)現(xiàn)場安全措施和作業(yè)結(jié)果進(jìn)行審批，否則將無法簽字。

強(qiáng)制確保安全員全程陪同：通過在作業(yè)現(xiàn)場設(shè)置電子圍欄，若安全員在作業(yè)過程中擅自離開，系統(tǒng)將智能發(fā)出警報(bào)。

(5)承包商人員管理

承包商工時(shí)統(tǒng)計(jì)：通過對(duì)承包商人員在定位區(qū)域內(nèi)作業(yè)總時(shí)長、工作時(shí)長占比等的統(tǒng)計(jì)、分析，可以精確計(jì)算承包商總工時(shí)。

承包商區(qū)域訪問權(quán)限管理：針對(duì)作業(yè)內(nèi)容設(shè)置其可活動(dòng)的區(qū)域和限制進(jìn)入?yún)^(qū)域，對(duì)于誤入禁區(qū)的情況，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

(6)訪客安全管理

訪客登記與身份審核：實(shí)行訪客身份信息登記、驗(yàn)證機(jī)制，并自動(dòng)保留和統(tǒng)計(jì)訪客不良記錄，實(shí)現(xiàn)智能管理。

訪客位置實(shí)時(shí)追蹤/越權(quán)訪問預(yù)警：訪客進(jìn)入定位區(qū)域后，系統(tǒng)對(duì)其位置、軌跡和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，以及進(jìn)行活動(dòng)區(qū)域限制，若發(fā)生誤入或越權(quán)進(jìn)入的情況，系統(tǒng)會(huì)告警，以確保訪客及作業(yè)區(qū)域的安全。

(7)數(shù)據(jù)可視化分析

對(duì)定位區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行全面可視化的分享?；诠景踩芾硪蠛透黝悢?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的需求，如區(qū)域人數(shù)分布熱度、報(bào)警事件統(tǒng)計(jì)、各類工作達(dá)標(biāo)率等，為定位區(qū)域管理升級(jí)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

(8)手機(jī)端遠(yuǎn)程查詢

當(dāng)管理人員不在定位區(qū)域內(nèi)或不能及時(shí)查看電腦時(shí)，可通過微信小程序訪問系統(tǒng)后臺(tái)，查看區(qū)域內(nèi)人員的實(shí)時(shí)位置、進(jìn)行特定人員目標(biāo)跟蹤、行為軌跡分析、各類報(bào)警事件查看、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。

(9)風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)急救援

“一圖兩單三卡”電子化：擺脫傳統(tǒng)紙單管理方式，將安全風(fēng)險(xiǎn)分布圖、危險(xiǎn)(有害)因素排查辨識(shí)清單、安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控清單、員工危害特性應(yīng)知卡、安全職責(zé)承諾卡、處置方法應(yīng)急卡，進(jìn)行可視化電子管理，當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)，可快速查詢相應(yīng)的應(yīng)急措施并迅速執(zhí)行。

車輛及應(yīng)急物資管理：可對(duì)定位區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急物資、車輛等進(jìn)行定位管控，實(shí)現(xiàn)物資智能盤點(diǎn)、防止缺失，避免車輛駛?cè)脒`規(guī)。

緊急預(yù)警與應(yīng)急救援：當(dāng)定位區(qū)域發(fā)生爆炸、毒氣泄漏等緊急事件時(shí)，可通過定位卡片、腕表等對(duì)全體員工下發(fā)撤離指令，實(shí)現(xiàn)高效疏散救援。接收應(yīng)急通知的終端及手環(huán)如圖5所示。

圖5 移動(dòng)接收應(yīng)急通知的終端及手環(huán)

3 項(xiàng)目實(shí)施的創(chuàng)新性

本智能安全管理平臺(tái)首創(chuàng)面向海洋工程船體制造過程，開發(fā)多源融合的室內(nèi)外定位技術(shù)，攻克條件復(fù)雜，安全、通訊受限空間環(huán)境下的高精度位置感知的重大瓶頸。本系統(tǒng)較現(xiàn)有定位系統(tǒng)的通信覆蓋能力成倍提升，網(wǎng)絡(luò)并發(fā)能力較國際慣用技術(shù)提高25倍，定位標(biāo)簽續(xù)航能力提升60倍，率先實(shí)現(xiàn)基于泛在位置感知的健康、安全、環(huán)境管理體系的結(jié)構(gòu)升級(jí)。

本智能安全管理平臺(tái)率先將定位系統(tǒng)應(yīng)用于海洋工程項(xiàng)目的信息化管理，提升安全管理水平和能力。針對(duì)現(xiàn)場管理中的薄弱環(huán)節(jié)，以定位及地圖信息為核心，打通管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建以實(shí)時(shí)定位和智能預(yù)警、軌跡追蹤與視頻聯(lián)動(dòng)、危險(xiǎn)作業(yè)和應(yīng)急救援管理、手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等為核心的信息化安全管理核心。

4 結(jié)語

經(jīng)實(shí)踐證明，基于精準(zhǔn)定位的智能安全管理平臺(tái)具有良好的可推廣性及輻射性，可向同行業(yè)復(fù)制，后續(xù)可將各類碎片化需求進(jìn)行整合，并在標(biāo)準(zhǔn)化、功能性、穩(wěn)定性、拓展性方面進(jìn)行二次開發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)智能化管理的升級(jí)，切實(shí)提升公司的安全管理能力，安全風(fēng)險(xiǎn)防控能力，保障公司的安全生產(chǎn)運(yùn)營。