智能化无线探测技术铸安全之盾

文/王明心

编辑 朱丽晶

在万物互联的时代，各类企业在企业管理、生产加工或客户服务工作中，所使用的仪器、机械、装备均趋于智能化。通过大幅优化制造工艺，集成和融合无线探测技术、信息处理、人工智能等技术，使具有感知、分析、推理、决策、执行、自主学习及维护等自组织、自适应功能的智能生产系统及网络化、协同化的生产设施，升级成为智能型装备。原本单纯用来生产、服务和管理的“工具”，通过应用无线探测技术，可以对生产辅助、安全监测提供更全面、更精准的数据，为设备的分析决策单元提供决策依据，为现代工厂安全防护和高效生产提供更多手段。

与我们平时手机和平板电脑使用的Wi-Fi、4G、5G 网络不同，物联网所需要的远距离无线技术，往往对传输速率的要求不高，而是要求具有极低的功耗，属于低功耗、低速率、高稳定性的无线通信技术。对于这一类无线技术，目前一般统称为LPWA（Low Power Wide Area，低功率光域）。此类通信技术包括红外、蓝牙、ZigBee、Lora、NB-IoT 等。

基于无线控制技术研制的无线探测器，具有应用灵活、无需布线、扩展性好、敷设成本低、可移动等优势，其显著特点为探测设备的集成化、固态化、模块化和智能化。

工业生产中常见气体报警器现状

目前，在工业生产中使用的传统气体监测报警器，按照部署方式主要分成两大类。一类为孤立设备，以声光报的方式实现报警，这类设备的优点是价格低廉、部署和维护方便。还有一类报警器可联网上报数据，主要通过RS485 线缆或光纤、铜缆以太网等有线网络实现报警数据联网，这类设备的优点是信号传输好、设备运行稳定。

传统气体报警器技术比较成熟，设备运行稳定，大部分安装、维护简单。目前，传统气体报警器中孤立设备已经逐步淘汰，可实现数据联网的报警器设备在生产中应用越来越广泛，但在安全生产管理过程中也暴露出一些问题。

一是报警信息传输过程较长。气体报警信号第一时间上传控制室，再由人通知现场人员处置，此过程受人为反应时间限制而通常耗时较多。

二是报警传递及时性问题。由于气体报警信息传递严重滞后，导致现场人员无法第一时间接到报警，或对监测报警危害程度传递不精确，极易造成人员伤害。

三是覆盖范围、区域受限。因线路距离、场地施工等工况条件限制，很难实现对安全监测区域的无缝覆盖。尤其是某些工厂的边缘、死角区域，通信线路暂时无法覆盖，或因施工成本过高而暂时无法部署报警器，导致安全监测的缺失。

四是综合性价比较低。气体报警器通过有线联网的方式，本身施工成本较高，且后续的网络维护、线路检测等长期成本均较高。此外，有线线路受不可控因素导致的物理损害（如施工挖断、气候导致线路老化）也难以避免。

无线探测器发挥重要作用

“信息化带动工业化，工业化促进信息化”是现代工业生产企业优化结构、提高管理能力、降低企业运营成本的重要发展思路，无线探测技术是这一发展思路当中工业化和信息化的具体体现。

无线探测器指的是运用无线通信或移动通信技术的报警器，包括且不限于Wi-Fi、4G、5G、红外、蓝牙、ZigBee、Lora、NB-IoT 等技术。当下，生产和生活中几乎遍布无线探测器的踪影，如果将智能控制系统比作人类的大脑，那么无线探测器就像是人类的眼睛、鼻子和手等感知器官。无线探测器按照工作方式，可以分为固定式无线探测器和移动式无线探测器两大类。

固定式无线探测器，是指探测器部署在相对位置不发生变化的关键探测地点，比如钢铁、焦化、危化等重型生产行业，高温或容易发生危险气体泄漏的空间。此外，在其他多种需要安全监测的场所也都可以部署，如含粉尘的车间、储粮、冷库、原料仓库等，甚至餐饮后厨都能灵活部署。在这些场所部署无线探测器，不仅解放人力、保障巡检人员的人身安全，在反应和报警速度上也得到大幅提高。

移动式无线探测器，通常是轻便易携带、可随地安装、方便转移的探测器，或集成在智能机器人、遥感无人机或是机械臂等具有活动能力的设备上。移动式无线探测器因可移动安装部署，除了可用于工厂生产安全监测，也可以用于施工现场、野外临时作业等更多场所，可以更灵活部署、更广泛应用。通过载体的移动，实现对工厂生产多个场所的探测。移动式智能机器人就应用了大量的移动式无线探测装置，在机器人身体四周安装有大量探测装置，包括红外光束发射探测器和影像探测器，可以实现移动监控，追踪可疑人员，监测有毒有害危险气体，监控温度和湿度等，通过探测收集的数据可实时回传到中控系统，在紧急情况下也可以实现自动报警，可以帮助大型园区、厂区提高安防保卫能力，降低安全生产事故，建立高效管理工具。

此外，现代工业生产企业可根据固定式和移动式这两类无线探测器的特性及成本，将两类探测器结合布控，探测数据通过无线信号被传送到控制中心，再由人工或集成化的人工智能系统按照程序规则生成处置决策。

无线探测器因体积小、性能高、抗干扰能力强、稳定性强等特点，使其在工业生产管理上得到越来越多的应用。无线探测器经过有针对性地布局和架设所形成的无线探测系统，可以用于空间分布范围广、探测需求繁杂，且不易布线的应用场所。同时，无线探测系统具有信息反馈迅速和便于集中调度指挥的特点，可有效提高工业生产的管理水平。

工业生产管理过程中，运用无线探测器、智能化技术和自动化技术，实现对工业生产中有害及易燃气体、管道内液体流速、液位及压力的无线探测，对关键数据实时异地监控，可以提高生产管理效率，提高生产加工的精度，精准快速防控企业安全事故，以及大幅降低企业安全管理各项成本支出，是企业生产管理的利器。

如在大型冶金工业企业厂区，终端探测器的布控位置往往与中控中心的直线距离相隔数千米，两点之间架设一条线缆需要上万元的费用，而且敷设线缆要考虑的因素很多，灵活性差，维护成本居高不下。

企业通过应用“华劳云”监测管理云平台，将终端传感器逐步改良为有线与无线相结合的“触觉网络系统”：在监测点位多、通信线路密集或易于集中铺设线路区域，使用有线方式部署；而其他区域可选用无线探测器，如监测区域边缘、分散区域、传统监测死角、易于忽略的角落等，通过部署无线探测器，以较低的成本大幅度增加安全监测系数。

应用“华劳云”监测管理云平台，实现各类监测数据实时调取、异常情况自动报警、历史数据统计查询、天气数据报告等基本管理功能。此外，云平台还可以对接重大危险源监测数据，对接视频安防摄像头视频流，并应用AI 和深度学习达到行为分析，也可通过NFC（Near Field Communication，近场通信）感应或RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术管理区域设备，实时掌控厂区多种设备运行状态。

管理人员可通过个人电脑、手机App 或小程序等多种方式，实时查看气体、液体、压力等无线探测器运行情况，包括主要生产与安全监测数据、各区域监控数据及视频图像，一目了然，管理人员在任何地点随时可以发现异常情况，并根据情况级别采取相应处置措施。

“华劳云”监测管理云平台发挥了有线探测器信号稳定的优势，以防重大安全风险区域的无线探测器由于信号干扰或其他原因，出现报警不及时、不准确的现象。同时，结合无线探测器灵活度高、覆盖面广等优势，在较低投入成本的条件下，实现全方位、全天候、无死角监测管理，这不仅大大提高了生产管理效能和管理精度，提高人员和设备生产效能，也有效降低了安全生产事故风险。

工业生产企业的安全生产管理与企业生存和发展息息相关，无线探测联袂智能“云平台”，借助无线探测技术和智能化管理系统，实现企业管理数字化，从设备异常报警、生成处置决策，到协助事故处理，速度在瞬息之间完成，铸成了保卫员工生命安全及企业经济免受损失的技术之盾。（本文作者单位系北京中电华劳科技有限公司）