定位技術在發電企業安全方面的應用

屠海彪 朱曉瑾 吳偉噴 江海軍

（浙江浙能臺州第二發電有限責任公司 浙江省臺州市 317100）

“安全第一、預防為主、綜合治理”是電力安全管理的基本方針，如何控制乃至消除發電企業的安全生產風險、系統且全面地保持和提升安全管理水平、科學并高效地預防和杜絕事故的發生，是發電企業安全管理必須面對和解決的問題。目前發電企業的安全管理主要是以安全人員現場巡視為主，耗費人力高、效率低、覆蓋面小、無法做到24 小時監督，留下安全隱患。

近年來隨著物聯網和互聯網技術的飛速發展，如何利用新技術（人員定位、人臉識別、圖像識別、虛擬現實、大數據），充分采集人員數據，通過大數據技術來進一步提升發電企業運行操作安全，智能判別并及時警示檢修維護人員可能存在的現場作業風險，把“被動的安全事故應對”轉變到“智能發現安全問題、及時預防與阻止安全事故”。是發電企業安全管理的關鍵所在。

本文詳細介紹了室內定位技術的發展現狀，以及如何結合電廠業務利用定位技術進行安全管理，為定位技術在發電企業的應用提供一些思路。

1 發電企業安全管理現狀

基于安全管理工作的系統性、規范性和有效性及全面控制各類安全生產風險的要求，需要重點解決生產作業現場存在的人員管控問題（尤其是外委人員安全管控）、到崗到位管理問題、監控數據與預警信息集中展示與分析等問題，具體如下：

1.1 安全隱患缺少及時管控與報警手段

傳統安全管理以線上計劃，線下執行，線上反饋的方式執行，而線下執行主要以人員執行為主，缺乏及時的、先進的管理手段，缺少及時發現隱患手段，未能有效實現安全管理的落地。

1.2 外委隊伍管理存在較大安全隱患

外委隊伍日常檢修作業涉及作業范圍大、人員多、人員水平參差不齊，且大多安全意識薄弱，風險識別能力低。而電廠的安全事故多由外委人員管理不當引發，外來人員對廠區地域分布及設施不夠了解，存在誤闖入重點安全區域或危險區域現象，導致人身傷亡事故的發生。所以外委隊伍管理工作，尤其是對生產現場重點區域外委人員的管控、行動軌跡實時監控，是安全管理工作的重中之重。

1.3 固廢車輛等缺少監控手段

針對運輸固廢的車輛的進出情況、行進軌跡、是否偏離路線等缺少有效的監控手段。

1.4 缺少安全預警集中展示平臺，缺少及時安全預控手段

圖1

圖2：三維安全管控平臺

通常電廠已經建設或準備建設安全生產管理相關視頻監控系統、人員區域定位系統與生產系統，上述系統的建設將組成電廠人員與設備全面的安全管控平臺，將會產生大量的安全管理信息流與管理數據，但目前系統各自獨立，系統之間沒有實現信息流的橫向貫通與數據的縱向集成，如現場視頻信息、人員定位信息、生產信息等都散落在各相應子信息系統中，不能為各級管理人員提供應急管理平臺與全面決策支持，需要先進技術支撐的數據集中展示平臺。

表1：定位技術對比表

圖3：三維安全監控平臺

圖4：車輛定位

圖5：數據挖掘

2 室內定位技術的探討

我們都知道衛星信號在室內會被嚴重的影響，從而導致GPS或是北斗無法定位。所以在室內定位主要采用無線通訊、基站定位、慣導定位等多種技術集成形成一套室內位置定位體系，從而實現人員、物體等在室內空間中的位置監控。除通訊網絡的蜂窩定位技術外，常見的室內無線定位技術還有：Wi-Fi、藍牙、紅外線、UWB超寬帶、RFID、ZigBee 和超聲波等。

從表1所示的定位效果看UWB-Ultra Wideband（超寬帶）技術作為一種全新的通信新技術，與傳統的窄帶系統相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點。因此，超寬帶技術可以應用于室內靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導航，且能提供十分精確的定位精度。

結合發電廠復雜的作業環境和不同的業務需求，考慮到設備成本及建設成本等因素。可以采用UWB 精準定位+Lora 無線傳輸+激勵器存在性定位相結合的方式滿足電廠不同的定位需求。如圖1所示。

3 系統方案研究

系統采用三維虛擬電廠作為主要功能的展示平臺（見圖2所示），二維平面圖作為輔助展示平臺。主要集成作業票、操作票、外委人員、隱患、缺陷、歷史事故等多種與作業安全相關的信息，同時接入視頻監控設備、門禁設備、定位設備、消防系統，將各種信息與人員位置相融合，最終實現作業人員位置、作業內容、門禁狀態、視頻監控、消防報警的聯動查看與監督管理。

3.1 實時定位

作業人員及外委人員攜帶定位標簽，電子標簽和定位設備之間不斷測距，實時定位并顯示在三維及二維地圖上。同時實現定位追蹤、重點人員監控、歷史軌跡查詢等功能。如圖3所示。

3.2 作業區域管理

為了方便管理、快速定位及視頻聯動查看，我們把整個廠區劃分為N 個作業區域，根據作業區域安全風險的高低做出相應的等級劃分，便于重點區域重點監控、危險區域實時監控、臨時區域布設電子圍欄監控，提高管理效率。

3.3 作業分布管理

把全場的作業票和隱患缺陷等關聯到各個區域，在三維平臺中實現作業的分布、作業的快速查詢、重大作業的提醒。

3.4 外委人員管理

通過定位技術實現外委人員實時位置監督、外委人員的密度分布、歷史軌跡的查詢、電子圍欄的防闖入、有限空間作業的監督、結合手機APP 實現巡查違章的錄入管理。

3.5 視頻監控聯動

可基于人員當前位置自動調取對應的視頻監控。

3.6 基于位置的其它拓展應用

訪客定位管理、工器具管理、車輛定位管理、重要設備定位管理等。如圖4所示。

3.7 數據分析中心

用戶使用過程中產生的海量歷史定位數據，行為習慣數據，安全管理數據等。系統運用大數據分析平臺進行行為異常分析和安全隱患預測，變被動安全為主動安全。如圖5所示。

4 應用效果

通過人員定位、視頻監控、視頻與關鍵區域聯動、實現人員越界報警、外委人員低安全等級報警、無信號或超時作業報警,及時監控人員現場作業情況，尤其是高風險作業，有效實現人員實時安全監控與風險管控。

（1）實現外委人員現場作業實時監控、實時監測非法闖入、超時作業、視頻聯動監測反違章作業，人員安全培訓等級及持證上崗資質審查等，有效降低外委人員安全風險。

（2）實現到崗到位實時管理，落實各級人員安全生產責任制，督促生產管理人員“重心下沉、關口前移”，加強安全管理和監督的力度，實現安全生產的“可控、能控、在控”。

（3）實現現場巡檢人員巡視管理，提供人員定位、歷史軌跡查詢，針對事故后期分析及日常管理，提供有效管理手段，提高巡檢質量。

（4）實現車輛、外來人員安全監控，防止非授權區域誤闖，實時監控人員行進軌跡。

5 結論

采用UWB+LORA+激勵器相結合的定位技術是發電企業這種復雜工作環境下定位技術發展的需要。三模融合定位技術在發電企業的應用，解決了基于位置及時間的各類業務無法管理的問題。同時，基于定位技術的三維安全管控平臺的成功實施，也為其他發電企業定位技術的應用提供了借鑒意義。