能源化工人员车辆定位解决方案

方案背景:
在移动互联网、物联网快速发展的背景下,面向智慧工业、工厂场景的物联网体系中,人员车辆的关键位置信息是工业智能化的重要组成部分。该方案解决的是4.0时代工业现场供应链组件、生产设备、调度车辆与脑体力劳动者精准定位的问题,而他们的位置信息是对生产组织过程进行智能分析和科学决策的基础数据。例如江苏省就下发了《省安监局关于开展化工(危险化学品)企业“智能化二道门”建设的通知》,要求加强园区企业生产区域人员管控,精确显示生产区域内在线人员动态,第一时间掌握企业应急状态时涉险人员情况。2023年10月,应急管理部印发《基于人员定位系统的人员聚集风险监测预警建设应用指南(试行)》,要求危化企业在建设人员定位系统基础上,对照指南要求,进一步提升人员定位精度,开发聚集预警模型算法,强化人员聚集风险管控,持续优化升级安全风险智能化管控平台相关模块,切实防控高危区域现场人员聚集风险。
需求分析:
化工、制药、钢铁等大型工业生产园区人员车辆定位的需求主要表现在以下几方面:
• 人员管理成为企业生产及管控效率提高的关键:
大型企业会有几千甚至上万人员同时在厂区进行生产活动,企业精准掌握人员的实际位置和到岗时间等数据,成为生产及管控效率提高的关键。
• 对历史记录进行追溯和审核:
人员和车辆的历史位置轨迹,可以帮助对人员动线、人员行为习惯的分析,以及车辆流转路线的分析。在发生安全事故等需要追溯的场景下,历史轨迹的查询有助于定位事故发生的原因和人员/车辆最后的位置。
• 人员资产调度
工厂内部人员和车辆较多,合理高效的人员调度非常关键,比如找人时必须能及时找到工厂的人员,能及时调度。
• 防止聚集危险
化工生产属于危化行业,人群异常聚集在发生安全事故情况下会造成重大人员伤亡。报警系统对监控区域人流量进行监测,当发现人员异常聚集时自动触发告警,防患于未然。
• 高低精度融合定位
综合布线、设备成本等因素,对一些重点区域,要求支持高精度定位,定位精度1米;普通区域,支持3-5米的定位精度。定位过程对用户无感,无需额外人工介入,系统自动完成高低精度区域的切换。
• 安全巡检打卡系统
建立走动巡检管理系统,对厂区内的巡检点进行智能巡检。规范现场巡检工作,实现巡检记录电子化、巡检过程及记录可追溯,全面提升巡检质量。
系统架构:

北斗卫星:在室外场景,基于中国北斗卫星网络,采用双频高精度定位方式 ,实现3米左右的定位精度。
防爆蓝牙信标:铺设在室内需要定位的场所,普通精度定位区域。
◆ 室内一般部署在场所内的天花板,距离地面4-6米,作为定位基础网络设施。
◆ 室外采用地贴式防爆蓝牙信标,部署在地面上,间隔7-8米,设备支持8年长续航,本质安全防爆等级Ex ia ⅡC T6 Gb。
UWB信标:铺设在室内或室外需要定位的场所,高精度定位区域。
◆ 室内一般部署在场所内的墙壁、天花板等,支持侧装,作为定位基础网络设施。
◆ 室外采用地贴式防爆UWB信标,部署在地面上,间隔20-30米,设备支持3年长续航,本质安全防爆等级Ex ia ⅡC T6 Gb。支持更换电池。
定位标签(防爆胸牌或安全帽终端):
◆ 在普通精度定位区域,接收蓝牙信标信号,将信号测量结果通过LoRa协议或蓝牙5.0的通信协议进行定位数据回传;支持一键SOS报警。
◆ 在高精度定位区域,接收UWB信标信号,将信号测量结果通过LoRa协议或蓝牙5.0的通信协议进行定位数据回传;支持一键SOS报警。
◆ 手环支持消息指令下发、健康数据采集上报。
蓝牙LORA基站(通信):基于510M和2.4G的双模物联网基站,室外支持3km覆盖半径,室内支持蓝牙5.0通信,与定位标签(如胸牌)通信,通过有线网络或4G网络将信息回传至服务器;
融合定位引擎:定位引擎,包含数据汇聚中间件和云端的定位解算等,支持将定位数据推送给第三方平台,包括定位数据、告警数据、状态数据等。
位置安全管理平台:提供地图信息,完成管理功能,具体包括业务管理信息模块(含地图管理)、人员资产管理、定位标签管理、历史轨迹、告警管理、统计模块等业务功能。
方案优势:
因为采用了低功耗蓝牙、UWB超宽带物联网和融合北斗定位技术,本方案具备高低精度无缝切换和融合、造价低、部署简单快速等优点。
方案优势:
1) 采用云端/本地服务器兼容,B/S体系结构,具有高可靠性、稳定性、拓展性;
2) 软硬件一体化高度集成,安全管理一张图,支持2D/3D地图效果;
3) 资源共享,一套数字地图+传感器硬件,支持人车定位、智慧巡检;
4) 基于UWB高精度定位、蓝牙定位技术、北斗定位技术,以及低功耗远距离物联网通信技术,实现人员和车辆定位;
5) 根据不同场景按需定位,实现亚米级和1-3米的融合定位精度,延时低;
6) 轻量级定位系统,设备长续航,仅需要少量弱电施工,快速部署和交付。
系统功能:
1、人员实时位置模块
实时显示监控区域内人员的数量,区分楼层,实时在地图上显示所有人员的位置,动态显示人员数量,以及分区域显示统计数量。
不同颜色的图标代表不同分组人员,分组的名称/颜色可进行配置,如:红色代表管理人员,蓝色代表巡检人员,黄色车间人员等。
点击人员定位图标,可以气泡方式显示人员基础信息,包括名称、分组、最后一次定位时间等。
可根据不同角色进行人员分类统计(员工/访客/承包商/车辆),快速了解全场分类人员数量。

2、历史轨迹回放模块
史轨迹查询可用于追踪人员历史位置和记录每个时间段内的行动轨迹。有助于管理者对人员活动行为进行分析,一旦有异常情况,可以提供分析数据。
该模块可以通过绑定定位胸牌的人员位置,实现对单一人员的目标跟踪,并展示该人员姓名、SN 序列号、人员类型、分组信息、所在区域等详细信息。

3、视频联动模块
可在地图上快速部署摄像头位置,并关联摄像头;
可在地图上实时查看任一摄像头的实时视频流;
可关联电子围栏与视频联动,发生告警自动记录时间信息,实时追踪和历史追踪的同时,获取视频画面,快速查看现场情况。
电子围栏可绑定摄像头,当触发围栏告警的情况下,可自动调用视频接口,实现实时视频监看,便于管理员快速定位安全问题。

4、报警管理模块
对于设置了安全告警策略的(如:电子围栏越界进入、离开、滞留等),一旦出现告警,可以在报警查看中查看,也可在实时位置查询界面查看。查看详细告警原因。静止告警可以按照告警时间进行排序。
页面中,可以开启是否语音报警功能。后台未处理的告警信息,会在页面中滚动文字播放,同时伴以语音自动播报。
可在现场部署本地声光报警器。当进入电子围栏时,平台侧实时语音播报告警,同时下发给现场声光报警器,对进入危险区域的人员同步发出语音告警,提醒人员进行相应的安全操作。

5、电子围栏管理模块
绘制电子围栏,设置越界告警,可以设定生效与否,对特定用户组进行生效设定。绘制时,在地图上鼠标拖动,即可快速完成电子围栏的圈定。电子围栏在地图上支持圆形、方形,不限数量

6、重大危险源管理模块
系统支持,重大危险源/危险区辨识, 分红橙黄蓝四级显示 (辨识依据GB18218-2018)
实时统计显示各区域的人员数量、危化品数量;
可以联动采集危险源传感器信息,并可视化显示在地图上,可以实时掌握危险源运行状态。


7、人员聚集风险管理模块
根据应急管理部印发《基于人员定位系统的人员聚集风险监测预警建设应用指南(试行)》要求,以所有人为圆心进行遍历,统计15m范围内的人员聚集情况、数量等。
根据聚集情况,自动发出聚集告警,并可以下发告警通知到人员的胸卡,进行语音播报。

8、风险区域等级和人数统计
重大危险源/危险区辨识, 分红橙黄蓝四级显示 (辨识依据GB18218-2018)
实时统计显示各区域的人员数量、危化品数量;
各危险区域,可以在后台自定义,对接风险评估准则,可以动态变更风险区域等级。

方案价值:
化工行业人员定位系统以助力危化企业提升管理效率和实现安全生产为核心目标,通过人员定位系统,企业以三维可视化方式实时管控进入生产区域的人员分布态势,针对重大危险源区域人员离岗、串岗,睡岗,人员越界、访客滞留等违规行为提供及时告警上报,有利于快速发现问题和排除隐患,从而提升企业风险管控能力与安全管理水平,推动企业安全生产管理信息化、智能化。