基于電子門禁的智能兩票業務聯動與廠區安全閉環管理的研究與實踐

晉控電力山西長治發電有限責任公司 梁宇寧 鞏 軍 李 信

推進企業數字化轉型工作、建立系統化的管理體系，是當下企業發展的新動能。晉控電力山西長治發電有限責任公司（以下簡稱“公司”）在建設起，就以打造能源類企業數字化轉型示范為目標。在電力系統安全管理方面應用網絡技術和信息技術，尤其是應用于電廠兩票管理制度和門禁系統方面能極大地提升電廠的管理效率，建廠初期就進行了生產與辦公的關鍵區域電子門禁鋪設，為數字化電廠建設打下了扎實的根基。為進一步加快電廠安全生產升級，提升廠區安全管控信息化水平，提升廠區門禁的智能化應用實施，提出基于電子門禁的智能兩票業務聯動與廠區安全閉環管理。

1 現狀分析

門禁系統建設情況。在GB50660-2011《大中型火力發電廠設計規范》中指出“火電廠可根據需要設置門禁管理系統、工業視頻監控系統”。公司在廠區大門、配電室、電子間、球機、汽機區域、鍋爐區域、公用系統區域、化學水區域、灰硫區域等位置布有智能門禁，門禁點數量合計187個。涵蓋生產區和辦公區的主要位置。電廠電子門禁布置采用分布式結構，通過電廠的現有網絡實現組網，在集控中心實現數據共享以及集中控制。

智能系統建設情況。結合電廠的實際工作情況，嚴格遵從工作票管理（操作票）制度，實現工作主票、特種作業票、危險預控票等從填票、簽發、許可、執行、終結（操作票填票、批準、執行）等全過程閉環管理，實現票面信息化落地，完成票面信息化落地。

使用分析。基本門禁系統鑒別管理權限的步驟分成五步：平臺軟件編寫管理權限；管理權限下達到門禁控制器；刷卡時，卡號信息提交到門禁控制器；門禁控制器分辨刷信用卡管理權限，合理合法則開門，不法則不開門；刷卡事件提交到管理系統。

在生產區域的重要電子間，門禁的管理權屬于值班中的集控運行班組人員。而當巡點檢或進行設備檢修的檢修部門人員則需要向運行部門進行申請。以往的電廠管理，一般是通過機械門鎖及其鑰匙的使用進行管理，當檢修或其他人員需進出相關區域時，需提前進行申請、填報鑰匙的借用申請表，隨后運行值班人員借出鑰匙。這種管理的辦法效率低、意外多，經常出現漏記或漏還的情況，導致鑰匙丟失，使用情況難以跟蹤；在工作過程中時常出現需進出多個區域的情況，一次性帶著10數根鑰匙，影響工作進行；更甚者，由于鑰匙本身的標記不夠清晰，出現借錯鑰匙的情況，有進入非允許工作區域的風險。

通過建立智能門禁管理系統，可有效地解決門禁的進出登記管理，防止無關人員未經許可進入危險工作作業區域。但單一的門禁管理系統并未與電廠業務打通，無法支撐電廠的日常管理。如：在電廠的檢修工作中，需進出工作區域的工作負責人，如果可在開通工作票的過程中，同時進行區域進出申請，經過工作票的審批流程，在完成工作審批的同時授予對應工作負責人應當具備的門禁權限，則可節省流程的工作時間，免去再次向運行人員提出申請，經由運行人員進行批復，再到系統中進行授權的操作。同時，通過兩票系統中的數據識別控制，進一步避免誤授權的情況。

2 系統設計及關鍵技術與硬件

系統架構的分層為智能數據采集基礎/物聯網平臺/應用層（圖1）。

圖1 系統架構的分層

智能數據采集基礎：數據收集部分為智能門禁的相關硬件設備，包含IC 卡，讀卡器、門禁機控制器、通訊線、交換機等硬件設備。當卡片挨近讀卡器區時卡片會全自動推送信息，讀卡器載入并編解碼信息后，將卡片信息傳輸至門禁控制器分辨管理權限。完成一系列操作的同時，相關信息通過交換機上傳至物聯網平臺。

物聯網平臺：物聯網（IoT）是新一代信息技術的重要組成部分，是互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡。主要通過各種信息傳遞裝置與技術，結合互聯網，按照約定的協議實現信息交換和通信，用以實現人類、機器、物品的聯通。物聯網平臺負責監控設備硬件的狀態信息，當出現異常情況時發出設備報警信息；接收門禁上傳的進出信息，形成門禁出入報表；下發人員的門禁權限，實現其他業務對于門禁權限的動態控制。

應用層：基于前面物聯網平臺，根據實際業務應用場景進行應用開發；IC 卡：現階段IC 卡和ID卡普遍的種類全是射頻卡，應用的是無線網絡射頻識別技術；電磁鎖：插電吸合，關閉電源開鎖，歸屬于常閉型，一般用以90°開的汽車照明、玻璃移門、大鐵門。

海康威視RS485協議：RS485協議書也是一種普遍的通信協議，可根據一根數據信號系統總線，選用手牽手方法串聯好幾個讀卡器；傳送間距相對性較遠，當數據信號串口波特率在19200時，傳送間距達到600～800米；海康威視韋根協議：韋根（Wiegand）協議書是統一的通信協議，擁有許多的文件格式，為更好地與別的生產廠家開展區別，海康門禁系統商品應用的全是獨享韋根27和韋根35協議書；一般一根電源線只有接一個讀卡器；基礎理論傳送間距達110米，具體傳送在80米長。

TCP/IP：傳輸控制協議/網際網絡協議TRANSMISSION CONTROL；應用支持平臺：為更好地進行數據應用的建設，需構建開發平臺，需具備快速二次開發、多種可視化組件、常用大數據優化算法庫等常見開發工具，亦可快速結合組態或其他圖形化編程工具。利用軟件平臺中的各種組件，以配置的方式完成大部分的系統功能構建工作，較少地進行二次開發。

3 系統介紹

門禁點列表管理：現場設備門禁點的統一管理，根據區域劃分門禁點的設備數列表。在此功能中，可獲取現場的門禁點數量，修改門禁點描述，設置門禁點的操作狀態。由于生產區域并非所有地方都可開放給檢修人員，在此處可進行設置，禁用后的門禁點位，只能通過后臺的權限配置功能（高級管理員）進行授權，避免了誤填、誤報、誤授權的情況。

門禁控制器列表管理：現場設備門禁控制器的統一管理，根據區域劃分門禁點的設備數列表。在此功能中可獲取現場的門禁控制器列表，修改門禁控制器描述等操作。門禁控制器為現場門禁點的管理終端，如果系統斷網，門禁控制器會接管門禁的權限控制管理。系統實時監控門禁控制器的狀態，出現異常則發出警報信息，通知相應人員進行相應處理。當設備恢復正常后，上傳異常期間的所有門禁出入情況，保證數據的閉環和完整。

權限綜合查詢：權限的配置在系統中分為兩個類型，一為固定的角色權限。如運行集控人員，其擁有門禁的管理權限，在工作時間段內長期保持有門禁的使用權限；二為臨時門禁權限。這部分人需通過業務單據進行區域門禁授權。通過此功能可快速查詢當前的門禁權限分配情況，查詢門禁點對應有哪些人員可進行出入，同時可了解臨時授權的人員對應的工作內容、工作期限、當前的工作任務狀態是什么，加強現場安全管理。

人員出入事件：記錄了進出門禁的人員姓名、工號、卡號、所屬組織、進出的門禁點、控制器、門禁點區域、進出事件分類、時間等內容。作為人員進出事件的規范化管理信息歸檔。提供工作情況追溯，在調用的業務單據中，可進行反向的數據查詢，根據業務單據關聯的門禁點位置與時間信息，可了解在工作期間，有哪些人員同時也進出的作業區域，對于工作分析與隱患排查，有著重要的幫助。

門禁權限分級管控：電廠作業人員分為多種崗位與權限等級，以部門劃分可主要分為運行人員、檢修部門人員、外委單位人員等。不同的部門人員可接觸的門禁權限不同，需對門禁權限進行分級管控。一級門禁權限為集控運行人員，只要完成交接班后即可獲得相應門禁權限（可根據排班表獲取人員的工作情況。)；二級門禁權限為檢修部門人員，此類權限只有部分常用門禁權限，如需進入電子間等重要區域則需向值班運行人員申請；三級門禁權限為外委單位人員，外委單位即使完成了安全培訓教育及考試，只能獲取廠區出入門禁權限，如需進入重要區域則需憑工作票獲得門禁權限。

兩票業務與門禁權限聯動：兩票管理的審核流程，在嚴格遵從管理制度的同時，支持門禁管理系統的信息和權限接入。在工作票填票階段，根據所選的設備和工作區域自動關聯對應的門禁信息，當工作票完成簽發和許可的審核流程，進入執行階段后，對工作票內的工作負責人進行區域門禁授權。開放后的門禁權限根據票面上的時間自動授權，時間結束則自動取消權限，若工作提前結束或進入押票延期等情況，系統根據作業信息自動關閉進出權限或延長權限。

統計與查詢：針對工作票的執行數量、合格率、作業區域門禁使用率、使用部門等信息進行比較分析。對常用門禁區域加強安全管控，保障作業人員與設備安全。根據工作票的作業時間調取作業時間內作業區域的門禁進出記錄，為作業復盤和安全抽查提供數據支撐。

拓展和集成：智能兩票系統還預留了支持人員定位、電子圍欄以及視頻監控的應用集成功能。通過在現場鋪設人員定位的相關技術，可實現實時校驗現場人員身份信息，對非作業人員在作業時間誤入作業區域的情況進行報警和登記，加強作業安全管理。而由于技術問題，部分區域未能進行現場人員定位跟蹤的情況，電子門禁也可起到互補的作用，通過門禁技術進行人員的作業區域安全管控。防止誤入工作間隔，減少安全事故的發生。

4 廠區安全閉環注意的問題

實施電子門禁的智能兩票業務聯動，完善了廠區作業安全管理，在一定程度上約束作業人員的日常行為規范，可降低高危區域事故發生率。但就當前信息化程度而言，廠區的安全管理閉環還有更多可優化的空間。

從人員技能與單位管理層面，應從人員入場管理開始，外委單位入場應經過系統資質審查流程，提交合格的資料申請并經過審批后方可進場；人員入場后系統自動安排安全培訓教育及考試；通過考試后人員將被推送至管理員進行權限的初始化。

從現場作業管理層面，現場作業需按規定申請工作票，現場持票作業，作業聯動門禁系統、監控系統與人員定位系統，實現作業人員授權檢驗、現場作業風險智能推送、執行指引、不規范作業糾偏等。同時可加入高風險作業人員行為AI 識別，通過技術的方式檢測人員的不安全行為，對違規現象進行報警處理并發送至違章管理，實現主動安全。

從日常安全層面，定期開展安全教育培訓，開展隱患排查治理，對違章行為進行跟蹤管理，進行安全識別建立安全風險庫，并將風險與隱患數據應用到現場作業中，對作業風險進行提前預警，防患于未然；從事前安全培訓，到現場作業監控與跟蹤、到風險識別和隱患排查治理，實施好廠區安全管理的全過程，有效地降低人身傷亡事故，為企業安全生產帶來顯著效益。

5 結語

通過建設電子門禁的智能兩票業務聯動，對電廠原有建設的電子門禁進行了進一步的規范化管理與流程使用優化，提高了運行和檢修人員的工作效率，為廠區安全閉環管理提供了技術支撐和數據支持。安全生產是企業可持續發展的核心，保障企業的安全生產以及每個從業人員的健康安全，是我們始終不渝的理念。現場作業的監控與跟蹤是廠區安全閉環管理重點，通過加強數字化基礎設施建設，充分地利用電子門禁與兩票業務聯動，實現更全面、效率更高的作業安全管理。