“智慧園區”建設的研究

朱 奇

（杭州蕭山國際機場有限公司，浙江 杭州 311241）

國家《“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃》指出：要打通企業數據鏈，通過智能傳感、物聯網等技術推動全數據鏈數據的實時采集和全面貫通，構建數字化供應鏈管理體系，引導企業打造數字化駕駛艙，實現經營管理的可視化和透明化。為響應發展要求，化工、民航及高新技術產業等以“園區”業態為主、對生產運行管理有很高要求的行業，需要大力開展“智慧園區”建設，實現關鍵管理環節和流程的智能化改造升級，提升園區管理水平。

1 建設目標

依托大數據、AI人工智能、物聯感知、數字孿生等技術手段，圍繞規范化集成、精準化采集、網絡化傳輸、可視化展現、自動化操作、智能化服務的原則，建設精準管控的智慧化服務，實現園區管理的安全與高效，保證問題早發現早解決，提高精細化管理服務水平。

2 突出特色

2.1 一屏可視

通過數字駕駛艙建立覆蓋全園區生產、安全、環境、治理的一屏展示系統管控平臺，實現對園區的實時監視、統一管控和資源共享。

2.2 一端可治

通過手機移動端掌握園區各運行要素、生產資源等各項數據，同時可通過移動端加強員工的安全教育培訓以及安全隱患的巡查和防范。

2.3 一表可依

依托AI人工智能、物聯lot、移動互聯網等前端感知技術和傳輸技術，構架園區的數字駕駛艙，建立數據資產，形成數據報表，為園區在安全、生產、交通、營收等管理決策方面提供有力數據依據。

3 建設方案

3.1 系統架構

系統主要由數字駕駛艙、移動端、基礎設施、傳輸層和感知層組成。其中，數字駕駛艙包含工作流引擎、報表工具、GIS服務、三維地圖引擎、地理信息、數據服務及數據可視化平臺資源等。移動端包含隱患排查、事件處理、視頻監控和統計報表等。基礎設施包含網絡傳輸、數據中心、存儲設備、數據集成及邊緣處理等。傳輸層包含5G、WIFI、NB-LOT、光纖網及GPS定位等。感知層包含揚塵傳感器、水質傳感器、視頻監控系統、車輛定位器、AI分析終端及廣播等。系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構

3.2 平臺組成

3.2.1 數字駕駛艙

數據大屏：建立三維可視化平臺，以園區安全、環保、生產管理為中心，集成生產、安全、環境監測各個環節的數據及空間數據，依托三維GIS和虛擬現實等技術，將園區各建筑物、道路、地上地下管道進行三維數字化建模，逐步建立園區的生產環境、生態資源、安全防控與環境監測的態勢分析圖。同時對各子系統實時數據實行統一存儲，實現透明化管理，根據管理需要，進行實時分析、集中監控、集中發布、智能管控，實現對園區生產的科學指揮與決策。

生產管理：平臺包括生產配料、生產計劃、生產調度、統計分析等模塊。以月度生產計劃為依據，結合園區現有設備的產能等信息，生成每日生產計劃，并且通過生產調度系統自動推送任務指令。在任務執行過程中，系統同步進行安全運行統計分析。

安全管理：園區安全管理實行動態監控，對危險區域進行分級防范管控。通過利用虛擬電子圍欄技術，結合各類傳感器設備，實現人員、車輛的定位展示。對于重大危險源實行實時監控、安全預警。同時可實現崗位安全檢查標準化、安全隱患排查治理流程化以及環境動態監測數字化。

儲能可視化：對園區真實場景進行虛擬空間的數字孿生，以圖形化方式展示各建筑物數據，同時對產能分布、產能消耗等數據進行預判和分析，從而實現儲能可視化，為園區管理的決策提供數據支撐。

3.2.2 移動端

移動端由6大功能模塊組成，作為日常員工考勤、巡檢、查詢的登陸端口，也是管理人員與普通員工的溝通平臺。

預警接收：園區報警信息、傳感預警信息的發布和接收。

安全巡檢：工作人員對作業現場安全隱患的檢查以及圖片信息上報。

視頻調閱：管理人員可通過移動端查閱園區實時視頻。

信息發布：支持移動端的信息群發功能。

智慧班組：人員上崗安全交底、安全培訓記錄、檢查記錄等。

人員考勤：園區工作人員定位、上下班打卡功能。

4 場景應用

4.1 人員定位

利用GPS/北斗定位實現人員定位及考勤功能。定位方式包括：員工工作證內置芯片定位、頭盔加裝標簽定位和手機移動端定位。具體可實現的功能如下。

考勤管理：分辦公區、宿舍區、作業區等3區進行考勤管理，各區界以RFID方式進行復核。

生產區打卡：對作業區根據工作和時間的安排，利用手機定位進行打卡，區域外不允許打卡。

高風險區防范：系統可顯示高風險區（高溫、有毒、有害等）人員定位信息，對未獲得授權進入的人員通過語音進行驅離。

圖2 定位方式

4.2 無人機作業

利用無人機實施各類高空作業（民航機場應安排在航班停飛期間），以達到智能、高效、便捷、安全的成效。具體可實現的功能如下。

（15）尼日利亞政府決心在五年內做到糧食自給。為此而進行的“綠色革命”，可以說已邁出了可喜一步。 （1980·《人民日報》）

園區實景模型采集制作：為園區提供實景模型制作。該功能優點是：效率高，單日工作可達7.5平方公里的三維數據模型；簡單安全，可避免測繪人員墜落受傷風險；數據直觀，有直觀模型生成，可用于園區監測與運營管理；適配應用，可制作等高線地形圖，進行園區安全分析。

園區數字孿生應用：基于大疆智圖實現園區實景的二維正射影像與三維模型重建， 建立園區數字資產。該功能優點是：標準化立體數據，通過記錄坐標、面積、現場圖片，讓數據更全面、更立體、更標準；系統平臺對接，通過無人機API接口進行二次開發，將無人機數據集成到智能園區應用平臺上；數字孿生應用，通過無人機制作的三維地圖模型，為智慧園區平臺提供數據孿生應用，實現數據可視化；資源動態管理，利用無人機效率特性，提升資源數據更新頻次，達到動態管理目的。

園區智能巡檢應用：建立無人機的自動巡檢、自主充電，實現無人值守功能。該功能優點是：航線規劃，可設定精確的巡檢航線；成果管理，巡檢數據自動上傳數據庫建檔，無需干預；任務下發，可下發定時任務，由無人機按時作業；異常預警，極端天氣、異常事件將實時推送預警信息。

圖3 無人機

4.3 安全隱患報送

利用移動端實現快速、便捷的安全隱患報送。具體可實現的功能如下。

隱患排查：員工日常工作發現存在安全隱患，如管道泄漏、路面塌陷、水管破裂、起火風險等，可通過移動端進行拍照記錄。

隱患上報：移動端系統具備“隱患拍”功能模塊，可自動取得定位信息，并可調用現場照片，同時記錄上報時間、上報人員，實現一鍵上報。

風險錄入：將日常任務存在的危險因素及防范措施提前錄入風險庫中。員工選擇任務后，系統將自動識別風險，直接從庫中帶出風險等級、危險因素及防范措施，提高員工風險辨識分析能力，實現風險超前管控。

圖4 安全隱患報送流程

4.4 智能車輛管理

在車輛上安裝視頻監控、對講終端，組成音視頻傳輸平臺。數據存儲在車載端，并通過5G信號與云端相聯，再由第三方接口與智慧園區平臺操作端實現數據共享和交互。具體可實現的功能如下。

車輛定位：可通過平臺端或移動端查詢車輛位置，并可查詢指定時段車輛軌跡。

行為分析：對行駛中員工疲勞駕駛、玩手機等安全隱患進行AI視頻分析，并通知相關管理人員，提高安全駕駛管控能力。

圖5 智能車輛管理系統

4.5 環境檢測

在園區各位置安裝傳感設備，如粉塵監測傳感器、溫度監測傳感器及水質監測傳感器等，以實現園區環境監測分析。同時，對接政府環境監測平臺，實現環境監測數據的實時共享，建立園區環境監測態勢分析圖，對預警事件進行采集、分析、處置、反饋并形成閉環流程，從而加強園區的環境保護。

圖6 環境監測系統

4.6 AI視頻展示和分析

利用視頻監控系統，結合AI智能分析技術，實現園區實時監視和異常情況的分析、識別。具體可實現的功能如下：

視頻融合：將園區所有視頻重新進行整合，根據部位、區位進行分類融合。

一圖展示：視頻點位在園區“一張圖”上進行加載，可通過數字駕駛艙與移動端進行實時調閱。

視頻補點：在園區入口處增加視頻點位，可對進出車輛進行車牌抓拍，并形成記錄文檔。

視頻提升：對園區原有模擬監控點位進行數字化改造提升，有效提升視頻的清晰度。

視頻分析：應用廣播平臺，疊加人臉識別、AI分析算法，進行分析并識別安全帽佩戴、違章作業、離崗睡崗、人員異常聚集、交通擁堵、交通違章、消防場地占用及煙火報警等情況。

4.7 紅色黨建

推進園區治理能力現代化，在智慧園區平臺建設黨建信息宣傳模塊，在平臺和移動端實現企業信息展示，并提供各方意見交流渠道等。展示內容包括數字黨建、數據公開、參事議事、項目建設等。

4.8 園區風采

為推動“互聯網+”應用，讓員工能更好了解企業文化，及時掌握園區的情況信息，在平臺、移動端和園區各處大屏進行展示，展示內容包括：企業簡介、園區規章、管理特色、生產信息、宣傳視頻及配套信息等。

5 結 論

“智慧園區”是企業智慧化建設的重要組成部分。在化工、民航及高新技術開發等行業推進“智慧園區”建設，可以通過全面應用新一輪科技發展和產業升級的最新成果，創新生產、監管方式，建立對生產運行全要素、全流程、全場景進行數字化處理、智能化響應和智慧化支撐的新模式形態，進一步加強安全防線，確保生產運行平穩有序。