北斗在油库安全生产管理中的应用

张冬雪，姚彦斌，刘杰，曹巍，崔振伟

(1.中国石油天然气股份有限公司西北销售分公司，甘肃 兰州 730000；2.昆仑数智科技有限责任公司，北京 100000)

0 引言

北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航、授时和短报文服务的国家重要空间基础设施。

在国家卫星导航应用军民融合工程中，中国石油主要负责能源安全项目。以国家能源安全作为出发点，紧密围绕集团公司油气勘探开发、工程技术、炼油化工、油气销售和工程建设等业务的信息采集、定位导航、巡护巡检、作业人员安全管理、指挥调度、无纸化办公、机房服务器网络授时等需求，建设北斗导航能源安全生产综合监管系统，推动北斗在能源行业规模化和标准化应用，提升能源应用安全水平。

油库是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的中转站，是国家石油储备和供应的基地，是支撑石油能源生产、供应和销售的重要基础设施。据不完全统计，国内石油库数量超过1 000 座，广泛分布在全国各地，因此保障油库的安全平稳运行显得尤为重要。传统的油库监管模式存在诸多问题，如：巡检和预警处置等工作无法复核、人员定位缺失、油库运行风险高等等。通过将传统油库管理应用与北斗导航有效融合，可以有效解决这些问题，实现油库安全生产精细化管理，保障油库安全平稳运行。

1 北斗在油库应用的必要性

定位技术的缺失将导致很多问题，其中包括石油石化行业部分业务无法推进，施工测绘无法进行，高精度地面工程、油田、炼化等工程建设活动无法开展，无法使用依赖于高精度定位、导航的无人机巡检和航测，影响巡检效率等等。

目前油库预警处置主要以PC 端处理为主，移动端的预警处置系统尚未开发，所以在现场的预警处置复核无法及时处理，存在安全风险。按照国家监管部门要求，非常规作业审批需要企业负责人在作业现场实地审查，缺乏定位系统同样也无法监管负责人是否在场。

油库日常巡检大多采用扫描现场粘贴的NFC 标签进行打卡，因标签存在脱落、复制等问题，导致未能准确判定巡检人员是否到场。油库日常施工外部人员较多，且多为特殊作业，对外部人员的监管不到位，人员入库后的位置、状态等无法实时掌握，存在安全风险。北斗可以提供高精度的定位终端，通过北斗与这些应用场景的深度融合以解决这些问题，因此北斗在油库中的应用是非常有必要的。同时北斗平台是国家能源安全重点项目，也是集团公司统建重点实施项目，北斗的应用对于提高企业安全水平，助力企业数字化转型、智能化发展有重要意义。

2 北斗在油库的应用

按照国家及集团公司监管要求，油库已基本建成了智能巡检、远程监测、预警管理等应用，但是这些传统的应用存在一些问题，导致企业生产运行存在潜在的安全风险。通过将传统应用与北斗位置数据深度融合，实现现场生产设备与北斗位置的融合、预警处置位置复核、巡检打点轨迹复核、非常规作业现场复核审批、人员实时定位、人员历史轨迹追踪及数据分析应用，提高企业安全风险管控水平，保障油库安全平稳运行。

2.1 设备与北斗位置的绑定

目前大部分企业已实现设备线上管理，包括设备台账、检维修管理等，但还未实现设备物理位置的管理。通过设备基础数据与北斗位置数据的融合，实现每个设备绑定一个北斗经纬度位置，为设备管理、预警处置现场复核、巡检打点位置复核等应用提供基础数据支撑。为未来实现通过位置识别设备基础信息，进行油库设备可视化管理奠定基础。

2.2 预警处置位置复核

预警处置位置复核是指当发生重要预警时必须现场复核处理。在进行预警处理时，增加了北斗位置复核功能。通过此应用，旨在监督现场预警处理的有效性，减少高风险预警带来的重大安全隐患。

预警处置位置复核需要初始化预警涉及到的设备经纬度。当发生预警时，将预警实时推送到手持终端，推送的内容包括预警单位、预警名称、预警时间、预警设备编号、预警设备经纬度等数据。手持终端收到预警后，油库现场人员根据预警信息，持手持终端前往发生预警的设备前检查实际运行情况，预警处理时实时获取终端当前位置，与预警绑定的设备位置进行比对，若在范围内，即可提交预警处理流程，完成预警处置。

2.3 巡检打点复核

近年来，随着新技术的不断出现，各企业系统通过各类新技术实现人员巡检过程中的安全管控，提升巡检效率。其中包括宝力德朝鲁[2]提出的GPS+RFID的方式实现油田智能化巡检；程有为等[3]提出智能视频监控方式实现油田作业现场人员巡检；李平等[4]提出的机器视觉在油气田巡检中的应用，通过机器人巡检方式替代人工巡检模式；李辰等[5]提出无人机在线路巡检与应急救援的应用分析，通过无人机定期开展大范围的巡检，提升巡检效率。由于新技术手段在实际应用场景中受制于各方面因素，目前各企业主要采用智能巡检+人工巡检的方式，实现油气田作业现场的管控。

通过基于北斗高精度定位巡检技术，改变传统GPS+RFID 巡检模式，实现自动定位打卡、巡线路线规划、巡检过程监测、异常情况预警以及无纸化全流程管理，提高巡检效率和保障人员巡检过程的安全。通过智能系统可实时查看巡检人员的位置以及监管巡检作业，及时上报重大故障，确保人员在巡检过程中的有效调度和安全保障，提高巡检作业效率，有效降低人为因素带来的漏检或错检等问题，为油气田相关业务领域的巡检管理工作提供科学手段。

巡检打点复核在传统油库RFID 标签打点巡检功能基础上增加北斗位置复核功能，包括标签位置数据管理维护、移动端打点位置信息复核、打点轨迹图展示等功能。通过此应用，旨在减少标签位置变更复杂，打点区域不准确，步步确认执行无法复核等问题，提高现场人员打点位置信息的准确性。通过改造移动端射频标签功能模块，当现场标签位置信息变动时，现场人员对标签实时位置信息进行维护，实现巡检点位置线上维护管理。对传统移动端操作工单、巡检工单功能进行改造，油库现场人员打点确认时，对当前点位的位置信息和手持终端设备实时位置进行比对，在一定误差范围内，核验通过打点成功。超出误差范围的，提示现场人员到指定区域位置进行操作。对已确认完成的工单，按照点位确认轨迹路线，生成对应的工单路线轨迹图，在工单监控中加入轨迹图，工单预览时对工单确认的路线轨迹进行实时展示。

2.4 非常规作业现场审核位置复核

非常规作业现场审核位置复核功能，主要包括PC 端在线提交作业单，移动端非常规作业现场审核位置信息复核、现场审核位置地图展示、作业票关联位置信息导出等功能。通过此应用，旨在监督非常规作业审批人员现场审核，减少现场审核不到位等风险，提高非常规作业的规范性。对传统作业许可申请功能进行改造，在油库现场人员进行非常规作业申请时，增加选择现场特种作业的位置，将作业位置提交到作业工单中以进行核查。对移动端非常规作业现场审核打点确认功能进行改造，现场审核人员需持手持终端在指定区域内进行打点确认，对终端实时位置和现场指定位置进行比对，在一定误差范围内，审批通过。超出误差范围的，提示现场人员到正确区域位置进行现场审核。对已完成的作业许可工单，按照现场核查位置信息，在地图上生成对应的核查位置图，在PC 端加入现场核查位置图进行实时展示。

2.5 人员实时定位

随着信息技术的不断发展，目前人员定位系统已经不断普及，并成为石油化工行业的一大智慧监管系统和管理的核心与基础。就目前来看，各行业应用人员定位技术比较多，各有各的优劣处。

油库人员定位基于北斗平台提供的位置数据，实现油库库区内部人员和外部人员在地图上的实时定位，使用不同图标区分内部人员和外部人员，定位点信息关联展示人员的姓名、部门、位置刷新时间等信息。地图使用中国石油地理信息系统(A4) 提供的地图服务，通过人员定位实时掌握库区内部人员和外部人员的数量和位置，实现人员动态可视化管理，提高现场安全风险管控水平，降低人员安全风险。

2.6 历史轨迹及数据分析

人员历史轨迹是通过存储终端定时上报的位置数据，生成巡检、作业以及人员在库区活动的轨迹，为管理人员复核监管提供依据。管理人员可以随时查看巡检人员的巡检轨迹、出入库的时间、停留时间等不同维度的数据，可有效防止漏检、伪造巡检记录，确保巡检的安全达标。数据分析主要是对人员的历史位置数据和实时位置数据进行分析应用。通过分析人员历史位置数据，实现人员位置热图，以高亮形式显示访客访问区域和巡检作业区域的频繁度，确定油库重点管控区域。通过分析人员实时位置，对长时间滞留、位置偏离、结合终端SOS 警告等进行实时预警提示，实现应急管理，保障人员安全。

3 未来展望

3.1 基于北斗卫星的数据传输

油库通常表现为数量多、分布广、情况复杂，存储有大量的易燃易爆燃料，远程监控管理是油库管理的重要手段之一。传统油库远程实时监控管理数据传输通过有线网络传输至远程监控室，该传输方式存在成本高、网络带宽受限、数据采集传输占用其他业务系统带宽等缺点。未来基于低功耗传感器技术和北斗卫星导航技术相结合的数据采集和传输技术是趋势。

3.2 北斗手持终端现场设备识别

目前油库现场设备识别基于RFID 射频识别技术识别设备的基础信息，并通过集成ERP 检维修数据实现设备检维修信息的共享。未来基于设备基础数据与北斗位置数据融合的应用是趋势，通过北斗手持终端实时获取现场设备位置数据，自动匹配设备基础数据库中的设备位置信息，从而关联展示设备基础信息和检维修数据，实现北斗手持终端现场设备识别和设备检维修信息共享。

3.3 北斗数据治理

北斗数据未来应用广泛，包括北斗移动穿戴设备、北斗手持终端、北斗车载终端等等。这些应用涉及多数据源集成，它们分属不同系统。传统数据资源集成，多在两三个系统间进行，尚可一对一地独立整合。但在北斗领域的多场景、多系统资源参与整合时，难度与维护成本、工作量等都将呈指数级增加。北斗数据治理将生产运行、智能巡检、设备识别、计量操作、工艺确认、应急管理、定位等操作数据进行整合、结构化，形成操作全流程数字化。实现包括集群运维、数据整合、数据分析、数据治理、数据智能等功能。

4 结语

通过对北斗位置数据的深化应用，实现设备基础信息与北斗位置数据的融合，实现油库重要预警处置现场位置复核，提高预警处置的有效性，实时掌握预警带来的重大安全风险，保障油库安全平稳运行。通过现场打点和位置信息双重确认方式，规避了油库现场作业操作区域不到位、标签脱落、变动等风险，对未实际到现场的情况进行提醒，对当前位置信息进行验证，为油库现场日常作业操作安全提供了有效保障。通过北斗位置数据实现人员定位，实时掌握库区人员数量、位置、状态等信息，实现人员动态管理，保障人员安全。通过对位置数据进行分析，智能监督油库工作人员动态，实现人员滞留、位置异常等预警。通过对北斗位置数据的深化应用和手持终端应用，使员工主动适应数字化生产过程，将智能巡检、设备识别、计量操作、工艺确认、应急管理、定位等操作数据结构化，形成操作全流程数字化记录。