基于精准定位的智能安全管理平台

邢媛，舒铭，朱颖，袁磊(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

安全生产、安全发展是企业和社会和谐发展的重大战略理论和实践问题，习近平总书记多次深刻论述和做出过重要指示，对安全生产和建设和谐社会提出明确要求。为强化科技保障能力，全面提高企业的安全风险防控能力，有效预防安全事故的发生，国家安监总局明确指出加快企业信息技术与安全生产深度融合，统筹安全信息化建设，打造实时精准定位的安全管理系统。本文阐述针对船舶及海洋工程船体(包括海洋石油设施等)制造行业开发的基于精准定位的智能安全管理平台，可切实提升公司的安全管理能力，安全风险防控能力，保障公司的安全生产运营。

1 课题及关键技术

通过精准蓝牙无线定位和低功耗通信组网技术，建立一套高精度实时定位系统，并通过模块化的功能配置，提升安全管理效能。

2 总体建设方案与实现的功能

2.1 技术建设方案

智能安全管理平台项目总体建设方案如图1所示，系统建设总体和硬件拓扑架构如图2所示。

图1 智能安全管理平台总体设计框架

图2 智能安全管理平台硬件拓扑架构

(1)硬件层：

定位信标：为各类终端提供室内外定位基准，解决北斗系统在遮挡环境下定位不准或无法定位的难题，信标采用2.4 GHz低功耗无线技术，利用电池供电，续航10年以上。

定位胸卡：接收定位信标的信号，并兼具门禁卡、消费卡、一键求救功能，由人员佩戴，也可安装于车辆、固定在物资上。

PDA终端：PDA使用防爆手机，安装应用软件，用于巡检、作业检查等。

定位系统服务器：承载系统的定位核心算法处理引擎，采用场景智能认知及多网络协同技术，具有高精度、高并发等特点，部署于阿里云及腾讯云。

管理应用服务器：承载系统的模块化应用服务，并存储历史数据。

(2)网络层：

低功耗物联网：采用自主研发的物联网通信网络，具有覆盖广、容量高、功耗低等特点，用于定位胸卡的信息传输。

移动通信网：采用运营商现有网络用于PDA终端的网络通信。

(3)平台层：提供应用所需数据接口，以及安全访问协议。平台通过阿里云或腾讯云提供的防火墙，进行网络安全防护，并通过多台服务器进行网络灾备。

(4)应用层：提供模块化功能单元，将作业管理、巡检管理、安全管理等主应用分解为数十个功能模块，根据需求为用户开通不同的模块权限。

2.2 应用功能

(1)人员实时定位管理

人员分布总览：精确显示全区域内人员数量和实时分布位置。

定位区域内人员分类统计：可根据需要，对区域内人员数量、类型、基本信息进行分类统计。

视频画面实时查看：可在地图上浏览区域内所有摄像头，点击摄像头即可调阅实时画面。

(2)智能安全预警

定位区域超员报警：可对车间进行人数限制，如人数一旦达到或者超出设定值(举例10人)，立即启动报警，警示撤出多余人员，如图3所示。

图3 智能安全管理预警图

越界/滞留/长时间静止报警：当发生人员越界、长时间停留或人员长时静止不动超过时长限制(时长限制后台自行设置)的情况，系统会进行预警提醒。

一键紧急求救：当遇到紧急情况或处于危险时，当事人可使用定位胸卡或手环一键呼救，系统会定位到呼救人员的详细位置，第一时间实施救援。

(3)轨迹追踪与视频联动

人员位置实时追踪：在系统中输入被定位人员的姓名，地图自动聚焦到此人位置处(位置图标需有特殊标识，便于区分)，联动摄像头快速显示实时视频画面，如图4所示。

图4 平台对人员轨迹的跟踪与视频联动

人员历史轨迹分析：通过检索关键词，如姓名、时间区间等获取定位人员的活动轨迹信息，必要时作为追溯事件的依据和参考。

(4)电子巡检与危险作业管理

巡检任务监管与智能考核：可定位巡检人员实时位置，全面记录巡检时间、地点、耗时、作业顺序等数据，整个过程可追溯，防止伪造巡检记录。系统可对巡检路线达标/异常情况进行分析，提供全方位多维度的报表、数据分析工具以及KPI，实现巡检工作的考核。

线上作业许可审批：作业许可的申请、审批、安全措施确认、现场确认、作业过程、作业结束验收等各流程均通过系统进行，无纸化管理并实时监督。

作业许可证异常预警：可实时监测作业许可的进展和状态。对于作业超时、许可证过期、规定时间内未作业、交叉作业等危险情况及时进行报警提醒。

强制确保安全员现场审批：基于精准定位技术，安全员只有到达作业现场才能使用PDA对现场安全措施和作业结果进行审批，否则将无法签字。

强制确保安全员全程陪同：通过在作业现场设置电子围栏，若安全员在作业过程中擅自离开，系统将智能发出警报。

(5)承包商人员管理

承包商工时统计：通过对承包商人员在定位区域内作业总时长、工作时长占比等的统计、分析，可以精确计算承包商总工时。

承包商区域访问权限管理：针对作业内容设置其可活动的区域和限制进入区域，对于误入禁区的情况，系统会及时发出预警。

(6)访客安全管理

访客登记与身份审核：实行访客身份信息登记、验证机制，并自动保留和统计访客不良记录，实现智能管理。

访客位置实时追踪/越权访问预警：访客进入定位区域后，系统对其位置、轨迹和状态进行实时追踪，以及进行活动区域限制，若发生误入或越权进入的情况，系统会告警，以确保访客及作业区域的安全。

(7)数据可视化分析

对定位区域的数据信息，进行全面可视化的分享。基于公司安全管理要求和各类数据统计分析的需求，如区域人数分布热度、报警事件统计、各类工作达标率等，为定位区域管理升级提供有力的数据支撑。

(8)手机端远程查询

当管理人员不在定位区域内或不能及时查看电脑时，可通过微信小程序访问系统后台，查看区域内人员的实时位置、进行特定人员目标跟踪、行为轨迹分析、各类报警事件查看、数据统计等。

(9)风险管理与应急救援

“一图两单三卡”电子化：摆脱传统纸单管理方式，将安全风险分布图、危险(有害)因素排查辨识清单、安全风险分级管控清单、员工危害特性应知卡、安全职责承诺卡、处置方法应急卡，进行可视化电子管理，当发生危险情况时，可快速查询相应的应急措施并迅速执行。

车辆及应急物资管理：可对定位区域内的应急物资、车辆等进行定位管控，实现物资智能盘点、防止缺失，避免车辆驶入违规。

紧急预警与应急救援：当定位区域发生爆炸、毒气泄漏等紧急事件时，可通过定位卡片、腕表等对全体员工下发撤离指令，实现高效疏散救援。接收应急通知的终端及手环如图5所示。

图5 移动接收应急通知的终端及手环

3 项目实施的创新性

本智能安全管理平台首创面向海洋工程船体制造过程，开发多源融合的室内外定位技术，攻克条件复杂，安全、通讯受限空间环境下的高精度位置感知的重大瓶颈。本系统较现有定位系统的通信覆盖能力成倍提升，网络并发能力较国际惯用技术提高25倍，定位标签续航能力提升60倍，率先实现基于泛在位置感知的健康、安全、环境管理体系的结构升级。

本智能安全管理平台率先将定位系统应用于海洋工程项目的信息化管理，提升安全管理水平和能力。针对现场管理中的薄弱环节，以定位及地图信息为核心，打通管理的各个环节，构建以实时定位和智能预警、轨迹追踪与视频联动、危险作业和应急救援管理、手机远程监控和数据分析等为核心的信息化安全管理核心。

4 结语

经实践证明，基于精准定位的智能安全管理平台具有良好的可推广性及辐射性，可向同行业复制，后续可将各类碎片化需求进行整合，并在标准化、功能性、稳定性、拓展性方面进行二次开发，最终实现智能化管理的升级，切实提升公司的安全管理能力，安全风险防控能力，保障公司的安全生产运营。