一种智慧站场人员动态管理系统概述

周延，雷依婷*，史轩，王凯琪

(1.国家管网集团北京管道有限公司，河北 秦皇岛 066002；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

0 引言

干线输气站场输送高压天然气，属易燃易爆危险场所。在基层输气站场日常生产过程中，常有非作业区员工和属地工(以下统称“外来人员”)进站进行检查、参观和开展施工作业等活动，为了保证人员人身安全和站场正常生产，需要对进出站人员及工作区域进行精准管控。传统输气站场采用“T卡+进站跟踪板”模式进行进出站管理，即进站时将T卡放置在跟踪板上，出站时取下，外来人员需先在空白T卡上手写信息，而对工作区域限制，常采用全程人工监护方式管理。由此，传统管理模式具有操作繁琐、需长期维护、人工监护易疏漏等问题。近年多发生输气站场由于进站安全教育不到位、监护人临时离场、发生外来施工人员误触发ESD，导致停输事故和站内放空，造成不良的社会影响和直接经济损失[1]。因此，为简化管理模式，进一步加强现场风险管控，提高管理水平，开发了智慧场站人员动态管理系统[2]。

1 智慧站场人员动态管理系统功能

针对传统输气站场安全管控系统所存在的问题，智慧站场人员动态管理系统可以实现人员进出站与工作区域动态管理。

1.1 进出站人员动态管理

进出站人员动态管理系统具备以下功能：(1)对进站人员进行信息录入、权限赋予和体温检测，依据数据库判断是否可以进站。(2)显示站内人数、人员信息。(3)发生紧急突发事件，立即打开门禁，保证安全逃生通道畅通，辅助清点人数。(4)云端同步存储进出站人员、进出站时间、编号等，避免在人员跟踪板收集T卡，浪费逃生时间。(5)人员特种作业证件到期提醒功能，无相关证件不得进站作业。

1.2 工作区域动态管理

工作区域动态管理系统具备以下功能：(1)任意划分工作区域，施工人员超出工作区域即报警。(2)对ESD按钮区域进行保护，外来人员进入保护区域即报警。(3)区域内有不符合权限的人员进入立即报警，作业区、分公司两级值班室可利用系统喊话功能立即纠正不规范行为。(4)确保在施工作业过程中监护人员“早来晚走”，即监护人员未到位作业人员不能进入，施工结束出站时，监护人员最后离开。

2 智慧站场人员动态管理系统工作流程

2.1 进出站人员管理流程

外来进站人员初次进站，首先进行身份证信息读取，并自动录入站场办证系统，作业区员工或安保人员登记外来人员进站目的，并对进出站时限、工作区域赋予相应权限。所有进站人员在门卫室制卡(RFID卡)，RFID卡与进站人员信息绑定，可通过雷达系统进行追踪。通过无感通信系统进行人脸出入鉴定和体温检测，外来人员满足进站条件，门禁系统自动开启，人员进入站场。匹配不成功或体温异常，系统报警提示，安保人员进行拦截。入场人员按照身份、工作区域分组归类，将人员信息(姓名、照片、体温)和人数统计显示在门卫室外侧显示屏上。系统同步存储进出站人员、进出站时间、编号等信息。通过黑匣子远程数据传送可以实现管理中心统一对人员出入权限管理、人员信息资料集中查询打印以及APP实时查询等功能。站内发生紧急突发事件，智能门禁立即打开，保证安全逃生通道畅通。使用管理中心网页或APP辅助清点人数，方便应急决策。外来人员按下出站按钮即可出站。

2.2 工作区域动态管理流程

工作区域动态管理系统可以划分出常用的固定工作区域，和针对站内临时施工现场划定的工作区域。工作区域可以是规则的，也可以是不规则的，可以是1个，也可以是多个。外来人员携带RFID卡进入工作区域。进入工作区域两通道分别部署RFID天线，进行人员进入数量统计和识别管理。系统对进站逻辑有如下要求：人员间隔1 m依次进入生产区、监护人员未到位不能进入，施工结束出站时，监护人员最后离开。不同权限工作人员进入工作区后，动态管理系统立即通过激光雷达检测确认进入该区域内的目标，并显示目标的大小、位置、速度等信息。当有不符合权限或工作范围的人员目标进入划定的区域，激光雷达检测到后会报警，并可驱动PTZ摄像机进行追踪。作业区、分公司两级值班室可利用系统喊话功能立即纠正不规范行为。

3 智慧站场人员动态管理系统建设方案

智慧站场人员动态管理系统主要包括人证比对系统、软件系统、室外显示器、无感通行系统、RFID、人员管控系统服务器、人员管控系统客户端、激光雷达设备等。

3.1 进出站人员管理部分

进出站人员管理系统设室外显示器1台，安装于站门口处，用于显示站内人数和人员信息；无感通行系统1套，人证比对系统1套，安装于进站门口处，用于面部识别、测量体温、人证比对；RFID设备1套(包含60张卡片)，固定式读写器1台，安装于门卫室，用于RFID卡制作；人员管控系统服务器1台，安装于控制室，用于部署人员管控系统软件；开发人员管控系统及客户端，客户端安装于门卫室、值班室和员工手机。

3.2 工作区域动态管理部分

3.2.1 固定工作区域

以某站场为例，具体建设方案如图1所示。

图1 工作区域动态管理建设布置示意图

工艺区两出入口分别部署RFID天线，并将反馈线接至综合楼，对进出人员分类、识别。门卫处和综合楼一楼入口处新增RFID发卡设备和读卡器，并通过网络接至综合楼。

建设增加3套雷达设备，1号部署在综合楼一楼门檐处，覆盖大门口、门卫以及综合楼前区域(综合楼至门卫的距离为直线30 m)，综合楼内方便供电和接入网络。2号部署在RTU屋顶附近，覆盖工作区和左侧工作区通道门(工艺区长为80 m，宽最深处为75 m)，计划通过RTU供电和接入网络。3号部署在工艺区北墙安防摄像机处，与其共用高杆，供电和网络，覆盖工作区以及右侧通道。门卫室建设增加客户端电脑和室外显示器。安装管理软件，软件运行界面示意界面如图2所示。

图2 智能站场人员动态管理系统软件运行界面图

3.2.2 移动工作区域

移动工作区域动态管理需要在固定工作区域的基础上增加设备。

(1)系统连接方式。系统连接方式如图3所示。移动车辆可以灵活部署在工艺区内任何地点，覆盖半径为70 m(对人有效监测范围)。前端主机和雷达设备各自通过网线接入前端箱体内交换机，主机通过网络获取雷达发送的数据，主机内置软件可对设定区域中所关注的对象进行编号、监测、分类、追踪等，为一台边缘计算智能设备。前端移动箱体内部署WI-FI接收设备，通过场站WI-FI并入内网。控制室客户端通过有线网络接入内网，与前端主机通信，根据返回数据情况和设置情况进行相应动作，包括联动场站原有摄像机、触发声光报警等。通过现场客户端或控制室客户端可以进行区域划分、围栏绘制、警报配置等工作。

图3 系统连接示意图

(2)雷达传感器。移动式围界防护产品雷达传感器运输、安装、拆卸便捷，可以根据实际需求建立临时安防区域，保证施工现场、设备以及人员安全。采用加固三脚架的固定方式，具有灵活、轻便、便于携带、快速部署的特点。激光雷达建立三维空间，360°旋转全视角监控。部署简单、覆盖面积大。激光雷达有效半径150 m，对人的监测范围是半径70 m。不受光照、场景复杂性影响，施工现场特别是户外，光线很强，激光雷达不受光线影响，可以精准地发现目标并识别目标。集成便捷，可以和PTZ摄像机(视频)、报警以及广播(音频)集成。发现目标后立刻报警，然后球机追踪同时广播通知。激光雷达可以实现厘米级的精准度，特别是临时工作区都在户外，精准度要求非常高。在激光雷达的有效范围内，可以建立多个工作区，而且工作区可以是不规则的周界，激光雷达都能提供安全保障。

(3)移动部署便携箱。移动部署便携箱可以实现移动工作区域整体部署功能。内部集成一套交换机、电池、GPS和集成LED位置指示灯。支持最多2路PTZ监控摄像机，1路激光雷达。整体运行时间＞15 h，整体噪音＜50 dB。设备高度0.4 m，预估整体系统重量50 kg，整箱体搬运，操作只需1～2人完成。箱体内部含避震功能，保护服务器及网络模块，杆头设计快拆功能，激光雷达及摄像机拆后运输。移动部署便携箱示意图如图4所示。

图4 移动部署便携箱示意图

4 结语

本文介绍的智慧站场人员动态管理系统可以实现对输气站场进出站人员及其工作区域的动态管控，具有以下优点：(1)系统具有良好的可学习性和可操作性，通过简单培训就能掌握系统的操作要领；(2)降低管理外来人员的人工成本，基层站场安全管理智能化、可视化；(3)在施工作业过程中，可确保作业区监护人、承包商监护人、工作区域动态管理系统三监护，在人防基础上增加技防措施，大大加强对施工现场的管控力度。该系统能够有效管控现场风险，对输气站场降本增效产生了积极作用。