定位技术在发电企业安全方面的应用

屠海彪 朱晓瑾 吴伟喷 江海军

（浙江浙能台州第二发电有限责任公司 浙江省台州市 317100）

“安全第一、预防为主、综合治理”是电力安全管理的基本方针，如何控制乃至消除发电企业的安全生产风险、系统且全面地保持和提升安全管理水平、科学并高效地预防和杜绝事故的发生，是发电企业安全管理必须面对和解决的问题。目前发电企业的安全管理主要是以安全人员现场巡视为主，耗费人力高、效率低、覆盖面小、无法做到24 小时监督，留下安全隐患。

近年来随着物联网和互联网技术的飞速发展，如何利用新技术（人员定位、人脸识别、图像识别、虚拟现实、大数据），充分采集人员数据，通过大数据技术来进一步提升发电企业运行操作安全，智能判别并及时警示检修维护人员可能存在的现场作业风险，把“被动的安全事故应对”转变到“智能发现安全问题、及时预防与阻止安全事故”。是发电企业安全管理的关键所在。

本文详细介绍了室内定位技术的发展现状，以及如何结合电厂业务利用定位技术进行安全管理，为定位技术在发电企业的应用提供一些思路。

1 发电企业安全管理现状

基于安全管理工作的系统性、规范性和有效性及全面控制各类安全生产风险的要求，需要重点解决生产作业现场存在的人员管控问题（尤其是外委人员安全管控）、到岗到位管理问题、监控数据与预警信息集中展示与分析等问题，具体如下：

1.1 安全隐患缺少及时管控与报警手段

传统安全管理以线上计划，线下执行，线上反馈的方式执行，而线下执行主要以人员执行为主，缺乏及时的、先进的管理手段，缺少及时发现隐患手段，未能有效实现安全管理的落地。

1.2 外委队伍管理存在较大安全隐患

外委队伍日常检修作业涉及作业范围大、人员多、人员水平参差不齐，且大多安全意识薄弱，风险识别能力低。而电厂的安全事故多由外委人员管理不当引发，外来人员对厂区地域分布及设施不够了解，存在误闯入重点安全区域或危险区域现象，导致人身伤亡事故的发生。所以外委队伍管理工作，尤其是对生产现场重点区域外委人员的管控、行动轨迹实时监控，是安全管理工作的重中之重。

1.3 固废车辆等缺少监控手段

针对运输固废的车辆的进出情况、行进轨迹、是否偏离路线等缺少有效的监控手段。

1.4 缺少安全预警集中展示平台，缺少及时安全预控手段

图1

图2：三维安全管控平台

通常电厂已经建设或准备建设安全生产管理相关视频监控系统、人员区域定位系统与生产系统，上述系统的建设将组成电厂人员与设备全面的安全管控平台，将会产生大量的安全管理信息流与管理数据，但目前系统各自独立，系统之间没有实现信息流的横向贯通与数据的纵向集成，如现场视频信息、人员定位信息、生产信息等都散落在各相应子信息系统中，不能为各级管理人员提供应急管理平台与全面决策支持，需要先进技术支撑的数据集中展示平台。

表1：定位技术对比表

图3：三维安全监控平台

图4：车辆定位

图5：数据挖掘

2 室内定位技术的探讨

我们都知道卫星信号在室内会被严重的影响，从而导致GPS或是北斗无法定位。所以在室内定位主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、UWB超宽带、RFID、ZigBee 和超声波等。

从表1所示的定位效果看UWB-Ultra Wideband（超宽带）技术作为一种全新的通信新技术，与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。

结合发电厂复杂的作业环境和不同的业务需求，考虑到设备成本及建设成本等因素。可以采用UWB 精准定位+Lora 无线传输+激励器存在性定位相结合的方式满足电厂不同的定位需求。如图1所示。

3 系统方案研究

系统采用三维虚拟电厂作为主要功能的展示平台（见图2所示），二维平面图作为辅助展示平台。主要集成作业票、操作票、外委人员、隐患、缺陷、历史事故等多种与作业安全相关的信息，同时接入视频监控设备、门禁设备、定位设备、消防系统，将各种信息与人员位置相融合，最终实现作业人员位置、作业内容、门禁状态、视频监控、消防报警的联动查看与监督管理。

3.1 实时定位

作业人员及外委人员携带定位标签，电子标签和定位设备之间不断测距，实时定位并显示在三维及二维地图上。同时实现定位追踪、重点人员监控、历史轨迹查询等功能。如图3所示。

3.2 作业区域管理

为了方便管理、快速定位及视频联动查看，我们把整个厂区划分为N 个作业区域，根据作业区域安全风险的高低做出相应的等级划分，便于重点区域重点监控、危险区域实时监控、临时区域布设电子围栏监控，提高管理效率。

3.3 作业分布管理

把全场的作业票和隐患缺陷等关联到各个区域，在三维平台中实现作业的分布、作业的快速查询、重大作业的提醒。

3.4 外委人员管理

通过定位技术实现外委人员实时位置监督、外委人员的密度分布、历史轨迹的查询、电子围栏的防闯入、有限空间作业的监督、结合手机APP 实现巡查违章的录入管理。

3.5 视频监控联动

可基于人员当前位置自动调取对应的视频监控。

3.6 基于位置的其它拓展应用

访客定位管理、工器具管理、车辆定位管理、重要设备定位管理等。如图4所示。

3.7 数据分析中心

用户使用过程中产生的海量历史定位数据，行为习惯数据，安全管理数据等。系统运用大数据分析平台进行行为异常分析和安全隐患预测，变被动安全为主动安全。如图5所示。

4 应用效果

通过人员定位、视频监控、视频与关键区域联动、实现人员越界报警、外委人员低安全等级报警、无信号或超时作业报警,及时监控人员现场作业情况，尤其是高风险作业，有效实现人员实时安全监控与风险管控。

（1）实现外委人员现场作业实时监控、实时监测非法闯入、超时作业、视频联动监测反违章作业，人员安全培训等级及持证上岗资质审查等，有效降低外委人员安全风险。

（2）实现到岗到位实时管理，落实各级人员安全生产责任制，督促生产管理人员“重心下沉、关口前移”，加强安全管理和监督的力度，实现安全生产的“可控、能控、在控”。

（3）实现现场巡检人员巡视管理，提供人员定位、历史轨迹查询，针对事故后期分析及日常管理，提供有效管理手段，提高巡检质量。

（4）实现车辆、外来人员安全监控，防止非授权区域误闯，实时监控人员行进轨迹。

5 结论

采用UWB+LORA+激励器相结合的定位技术是发电企业这种复杂工作环境下定位技术发展的需要。三模融合定位技术在发电企业的应用，解决了基于位置及时间的各类业务无法管理的问题。同时，基于定位技术的三维安全管控平台的成功实施，也为其他发电企业定位技术的应用提供了借鉴意义。