概述

針對(duì)石油化工罐區(qū)易燃易爆、管線密集、人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)，傳統(tǒng)人工監(jiān)管模式存在定位模糊、預(yù)警滯后、應(yīng)急低效等問(wèn)題，本文結(jié)合某大型石化罐區(qū)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于UWB+藍(lán)牙AOA融合技術(shù)的智能人員定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)多模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)人員實(shí)時(shí)定位、智能預(yù)警、軌跡追溯及應(yīng)急救援等功能，有效提升罐區(qū)安全管理水平，降低安全事故發(fā)生率，為高危罐區(qū)人員管控提供可借鑒的實(shí)踐實(shí)例。

一 、系統(tǒng)分析

石化罐區(qū)作為能源儲(chǔ)存與周轉(zhuǎn)的核心樞紐，存儲(chǔ)介質(zhì)多為易燃易爆、有毒有害物資，罐區(qū)布局密集、管線交錯(cuò)，作業(yè)人員的安全管控是安全生產(chǎn)的重中之重。傳統(tǒng)罐區(qū)人員管理依賴人工巡檢、紙質(zhì)登記，存在定位盲區(qū)多、違規(guī)行為難發(fā)現(xiàn)、事故追溯無(wú)依據(jù)等痛點(diǎn)，難以滿足《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》對(duì)高危場(chǎng)所精準(zhǔn)管控的要求。為此，某石化企業(yè)聯(lián)合技術(shù)廠商，打造了一套適配罐區(qū)復(fù)雜環(huán)境的智能人員定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)追責(zé)”到“主動(dòng)預(yù)防”的管理轉(zhuǎn)型，保障人員作業(yè)安全與生產(chǎn)有序開(kāi)展。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本智能罐區(qū)人員定位系統(tǒng)以“精準(zhǔn)定位、智能預(yù)警、高效應(yīng)急”為核心，采用“終端+基站+平臺(tái)”的三層架構(gòu)，融合UWB、藍(lán)牙AOA、LoRa等多模定位技術(shù)，適配罐區(qū)金屬罐體多、信號(hào)干擾強(qiáng)的復(fù)雜環(huán)境，整體分為定位終端、基站網(wǎng)絡(luò)、管理平臺(tái)三大模塊，各模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)全流程人員管控。

定位終端采用本質(zhì)安全型設(shè)計(jì)，通過(guò)Ex ia IIC T4防爆認(rèn)證，適配罐區(qū)易燃易爆環(huán)境，分為智能工牌與智能安全帽兩種形態(tài)，集成定位、SOS報(bào)警、跌倒檢測(cè)等功能，續(xù)航可達(dá)30天以上，支持低電量預(yù)警，無(wú)需頻繁充電維護(hù)?；揪W(wǎng)絡(luò)由UWB基站、藍(lán)牙信標(biāo)及LoRa網(wǎng)關(guān)組成，UWB基站部署于罐區(qū)高危區(qū)域，實(shí)現(xiàn)±5cm級(jí)高精度定位；藍(lán)牙信標(biāo)覆蓋辦公區(qū)、通道等非高危區(qū)域，平衡功耗與成本；LoRa網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，確保全域信號(hào)穩(wěn)定覆蓋。管理平臺(tái)基于Web端與移動(dòng)端搭建，是系統(tǒng)核心中樞，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析、展示、預(yù)警等全功能。

三、系統(tǒng)核心功能與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

結(jié)合罐區(qū)實(shí)際作業(yè)需求，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四大核心功能，落地效果顯著。一是實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位，管理人員通過(guò)平臺(tái)3D電子地圖，可實(shí)時(shí)查看作業(yè)人員位置、身份信息、所屬班組及作業(yè)狀態(tài)，支持按區(qū)域統(tǒng)計(jì)人員密度，杜絕漏檢、脫崗、違規(guī)串崗等問(wèn)題，定位精度滿足罐區(qū)高危區(qū)域管控要求。

二是智能分級(jí)預(yù)警，系統(tǒng)支持自定義電子圍欄，對(duì)儲(chǔ)罐區(qū)、動(dòng)火作業(yè)區(qū)等高危區(qū)域劃定禁區(qū)邊界，未經(jīng)授權(quán)人員闖入、超時(shí)滯留或越界移動(dòng)時(shí)，立即觸發(fā)“終端震動(dòng)+平臺(tái)彈窗+短信推送”三級(jí)告警，同時(shí)聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警器提醒，提前規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，系統(tǒng)可識(shí)別人員跌倒、靜止不動(dòng)等異常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)異常行為自動(dòng)預(yù)警。

三是軌跡追溯與責(zé)任認(rèn)定，系統(tǒng)自動(dòng)存儲(chǔ)180天以上人員移動(dòng)軌跡與作業(yè)數(shù)據(jù)，支持按“人—時(shí)間—地點(diǎn)—行為”四維維度快速檢索與回放，為事故追溯、責(zé)任認(rèn)定提供可靠依據(jù)，同時(shí)可用于巡檢流程優(yōu)化與人員培訓(xùn)考核。

四是高效應(yīng)急響應(yīng)，作業(yè)人員遭遇緊急情況時(shí)，可通過(guò)定位終端一鍵觸發(fā)SOS報(bào)警，系統(tǒng)1秒內(nèi)鎖定報(bào)警人員精準(zhǔn)位置，自動(dòng)生成最優(yōu)救援路線并推送至救援團(tuán)隊(duì)，將應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間從平均45分鐘縮短至8分鐘，大幅提升救援成功率。

四、系統(tǒng)應(yīng)用效果

該系統(tǒng)在某大型石化罐區(qū)上線運(yùn)行后，有效解決了傳統(tǒng)管理模式的痛點(diǎn)，取得了顯著的安全與管理效益。罐區(qū)巡檢合規(guī)率從72%提升至99.8%，違規(guī)作業(yè)發(fā)生率下降95%，未發(fā)生人員安全事故；通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)生成巡檢報(bào)告等功能，每年節(jié)約人力成本超60萬(wàn)元，巡檢效率提升40%。同時(shí)，系統(tǒng)與罐區(qū)現(xiàn)有視頻監(jiān)控、消防報(bào)警系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，打破數(shù)據(jù)孤島，構(gòu)建了一體化安全管理平臺(tái)，滿足企業(yè)安全合規(guī)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。析儀表的取樣管線管徑，宜選用如φ6*1 l(mm) 、如φ8*1l( mm) 、如φ10*1(mm) ，其快速回路的返回管線及排放管線管徑可適當(dāng)放大。

五、結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的智能罐區(qū)人員定位系統(tǒng)，基于多模融合定位技術(shù)，貼合罐區(qū)高危作業(yè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了人員定位、智能預(yù)警、軌跡追溯與應(yīng)急救援的全流程管控，有效提升了罐區(qū)安全管理的智能化水平，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)與管理成本。該實(shí)例表明，融合UWB與藍(lán)牙AOA的定位方案能夠適配罐區(qū)復(fù)雜環(huán)境，滿足高危場(chǎng)所精準(zhǔn)管控需求，可為同類石化罐區(qū)、化工園區(qū)的人員定位系統(tǒng)建設(shè)提供參考與借鑒。未來(lái)可進(jìn)一步與DCS、SCADA系統(tǒng)深度融合，引入數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更全面的智能化管控。

素材來(lái)源： 易啟邦（工控一體化縱深服務(wù)生態(tài)平臺(tái)）編輯部 #易啟邦 #儀器幫 #一起幫