人员定位系统在选煤厂的应用尚处于初始应用状态。选煤厂人员定位概念最早出现在设备点检系统中,人员定位仅限于路线巡检中的地点位置巡查,人员定位系统照搬矿井井下模式的居多。由于选煤厂和矿井井下环境差异较大,选煤厂人员定位系统在采用矿井井下人员定位技术方面还处于试验阶段。与选煤厂人员定位系统相比较,矿井井下巷道人员前后定位功能成熟明确,符合应急安全管理的需求,而选煤厂人员定位系统的核心功能较模糊,虽有人员管理、访客管理、生产区域车辆管理、临时设施管理、考勤管理等功能,但仍需在后续的应用中对各个功能进行逐步分析,理清需求与侧重点。
人员定位系统技术分析
随着现代通信技术、计算机技术、定位技术的发展,产品的科技含量越来越高,大多数定位系统的功能已不能适应日新月异的现代化和信息化环境,因此需加大对定位系统技术的研发力度,持续创新,加强对人员定位功能的开发和设计工作,不断完善人员定位监控系统,提高监控质量,加强监控的准确性及有效性,从而降低事故发生率及人员伤亡率。目前常用的人员定位技术有传统Zigbee、精准Zigbee、蓝牙、UWB、GPS、RFID、WiFi等。
传统 Zigbee 技术
选煤厂人员定位系统设计思路
人员定位系统网络拓扑组成
2)硬件功能。人员定位系统具备良好的可扩展性,采用开放性设计方法,系统信息能够与其他信息系统相连,保证数据安全及定位信息可在基础平台上共享,具备系统跨平台对接的要求。人员定位系统采用先进的数据库设计技术以保证系统的稳定性和灵活性。
选煤厂人员定位系统存在的问题
目前,就选煤厂厂区内推广应用人员定位系统存在的问题进行调查,具有以下12个问题将在未来进行深入研究及细化。
1) 实时显示人员位置不准确。由于生产现场环境遮挡、屏蔽、电磁干扰等影响,信号不断游离变化,导致计算出不断变化的位置;此外,覆盖范围大,重合度大或布点不均,使得定位不准确。上述原因导致上位监视界面显示所有人员一直在活动,偶尔会出现“超人”现象,画面明显漂移、人员位置不定、动静不分、存在信标标定物穿越装置、设备或直接穿过墙体等问题。一般通过联动视频或对讲机进行比对确定标定物,或加密定位设备解决该问题。
2) 实时显示分区域、分类别统计不准。实时显示区域、统计不准,会使定位精度低、平均定位无差异化、定位设备部署受现场所限,应用中不能对人员、车辆进行有效管理;导致上位监视界面显示靠近车间边界的人员位置不对、人员管理不准确,人员位置精确不到独栋厂房或独立位置;平面画面分不清里外、立体画面上下不分,达不到设计的定位精度;无法满足定位要求时可采用联动视频或对讲机进行比对,确定构筑物边界、里外、人员立体位置。
3) 无法实时显示。人员定位显示延时不能做到事先预防、事中控制,后台平台显示严重滞后于现场实际;不能监控定位时采用联动视频配合监控以解决该问题。
4) 实时显示人员数量不准。定位人员数量不准一般由于标识卡需要经常充电且定位不准,加之人员定位与日常生产业务无关或关系不大,使员工不愿意给标识卡充电或忘记充电,导致日常管理和应急救援易被误导、误判。如显示在线总人数、各个分区域与现场实际人数不相符,一般通过当天考勤表与监视平台显示的人数进行对比确认。
5) 报警不准。现场定位判断不准、实时不准,导致报警不准、错报、误报多,导致日常管理混乱,用户不信任报警,真假报警无法辨析及无法正确处理;后台显示的超员、越界、静止、滞留、电子围栏等误报率高;报警位置在地图上显示位置与实际不符。出现该问题后通常联动视频或对讲机进行比对确定。
6) 上发呼救报警位置不准,下发报警不准。造成上下发信息不准是因为分站、子站传输距离丢包,下发能力和准确性差,会使救援人员锁定位置不准;此外,不能准确、自动、及时地通知到关联涉险人员,贻误关键救援机会。判断呼救报警位置与实际位置不符,平台不能手动或自动下发报警到指定区域或指定人时,解决办法通过软件平台手动和自动下发报警到指定区域或指定人员。
7) 联动视频及语音广播不准。定位不准导致不能有效调动监控、扰乱监控及广播,导致在后台联动的监控画面与人员定位显示不一致,广播区域不准。解决上述问题一般是先调动视频确认或视频弹出,紧急情况下则需现场人员互相确认。
8) 员工和企业不愿积极使用。定位系统企业与员工对定位数据不准确,导致电子巡检系统和作业票系统不敢用,对定位系统失去信心。主要原因有以下3点:①已有的管理平台业务与定位系统结合不紧密,成为定位工具;②员工感觉被监视,不愿意用;③管理者感觉有负担,不愿意管。为解决上述问题,应增强定位软件与管理平台融入深度,定位数据应用到现场业务中,如巡检管理、作业管理等,让企业认识到应用定位系统可以提高管理水平与经济效益。
9) 系统运行数据的真实性。当定位信标与基站通信不畅时,信标信息不能实时上传到平台,使得系统不能实时在线管理和维护,导致定位系统成为应付检查的装置。虽然,定位信标在线管理有内容,但数据不实时,监视平台实时查看定位信标的电量和工作状态不准确,可通过偏差数据库手动重新排序查找。
10) 信号不安全。信号不安全主要原因是产品没有信号安全EMC资质,投入运行后系统抗干扰能力不强且电磁辐射较高,导致与现场其他信号互相影响。选用具有EMC资质的产品基本可以处理好信号不安全问题。
11) 现场不安全。现场安装中布线、部署定位设备较多,多点定位通信距离短,使得众多不安全因素问题增加。为解决该问题,需要在现场安装时仔细查看,反复调整。
12) 人、车定位不合一。现场多种定位系统共存时,易导致整体混乱,人员活动与车辆活动速度及使用环境差别较大;此外,多系统运行的问题是后续成本增加,失去减本提效的目的。解决办法是在人员定位和车辆定位系统前期规划中确定好方案、配置设备及现场分区、分域、分系统使用,以达到最终应用目的。
选煤厂智能化建设过程中,在众多智能化子系统并存的情况下,监控平台统一融合是大趋势;人员定位子系统融入综合监控平台,及弥补自身的短板是今后技术发展的方向。随着智能化技术的不断发展,人员定位系统在选煤厂应用中存在的问题会越来越少,人员定位系统将成为选煤厂管理系统中的重要环节。
经过对人员定位技术的分析,选煤厂的人员定位技术有待提高。由于生产厂房建构筑物的立体空间性与众多运行设备电磁干扰因素,使得选煤厂人员定位的准确度不高。选煤厂人员定位系统是智能化选煤厂建设的一个子系统,网络架构大同小异,主要在子站的分布与精度上区分,功能要求需要因地制宜地进行建设。
选煤厂人员定位系统是保证安全生产的重要环节,高效、精准的人员定位系统投入使用将会给生产管理工作带来极大的便利,能够及时发现人员及所在区域的安全问题,及时妥善处置,进一步保障现场工作人员的生命安全。选煤厂人员定位系统将会是智能化选煤厂今后重点建设的子系统之一,将会在安全管理方面体现其存在的重要意义。