白秀平 劉永強(qiáng)

（內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市 010300）

UWB技術(shù)是一種使用1GHz 以上頻率帶寬的無(wú)線載波通信技術(shù),具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、功耗低、成本低、截獲率低、抗多徑干擾能力強(qiáng)、穿透能力強(qiáng)、與現(xiàn)有其他無(wú)線通信系統(tǒng)共享頻譜等特點(diǎn)，UWB技術(shù)成為無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)通信技術(shù)的首選技術(shù)基本原理，能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)?；谟赥CP/IP 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化音頻的廣播與標(biāo)準(zhǔn)IP 網(wǎng)絡(luò)完全融合，突破了傳統(tǒng)模擬廣播系統(tǒng)的內(nèi)容、空間、功能限制，不僅能夠完全取代傳統(tǒng)的模擬音頻廣播系統(tǒng)功能，更有傳統(tǒng)模擬廣播所沒(méi)有的自主交互式功能，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播、任意點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、任意/無(wú)限分區(qū)、多任務(wù)預(yù)設(shè)等功能。IP Camera 為一種可產(chǎn)生數(shù)字視頻流，并將視頻流通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)臄z像機(jī)。以上設(shè)備勻可通過(guò)IP 協(xié)議進(jìn)行通訊。應(yīng)用現(xiàn)有成熟的技術(shù)并進(jìn)行有效的集成，解決日益復(fù)雜的火電廠的煤場(chǎng)管理。

1 問(wèn)題的產(chǎn)生

隨著電力市場(chǎng)化的發(fā)展，燃煤的成本越來(lái)越高，為追求更高效益，火電場(chǎng)燃煤來(lái)源多樣，煤種變化頻繁，燃煤的摻配復(fù)雜，導(dǎo)致煤場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中人員、車輛交互頻繁，生產(chǎn)安全事故明顯增加。因此煤場(chǎng)安全管理成為重點(diǎn)工作，也是發(fā)電企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益的根本保障之一。某電廠運(yùn)營(yíng)兩臺(tái)300MW 級(jí)循環(huán)流化床機(jī)組，毗鄰年產(chǎn)1800 萬(wàn)噸煤碳的大型自動(dòng)化煤礦，屬于典型的坑口電站。隨著電力市場(chǎng)化的發(fā)展，燃煤成本增加，經(jīng)營(yíng)壓力大增，為降低發(fā)電成本，大比例的摻燒煤泥、煤矸石、洗中煤等，導(dǎo)致燃料來(lái)源復(fù)雜，燃料運(yùn)輸車輛增加，煤場(chǎng)管控人員長(zhǎng)時(shí)間滯留煤場(chǎng)內(nèi)疏導(dǎo)、調(diào)度車輛等。此外，因電廠所處地理環(huán)境地勢(shì)高低不平，煤場(chǎng)空間狹小，電廠與煤礦共用運(yùn)煤道路，且部分道路屬于社會(huì)道路，導(dǎo)致煤場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中人員與工程機(jī)械與運(yùn)煤車輛交互頻繁，以上原因?qū)е旅簣?chǎng)管理投入的人力、物力極大，安全隱患突增。

煤場(chǎng)管理需要解決以下問(wèn)題：

（1）煤場(chǎng)的安全管理制度沒(méi)有很好的落實(shí)到位。安全管理制度執(zhí)行過(guò)程缺乏有效監(jiān)督，也無(wú)有效可行的監(jiān)督手段；

（2）運(yùn)煤車輛過(guò)程管控缺失，進(jìn)入煤場(chǎng)后車輛和司機(jī)行為無(wú)法有效監(jiān)管，發(fā)生事故及不安全事件后無(wú)法追溯還原事件；

（3）煤場(chǎng)一線工作人員安全意識(shí)薄弱。一線工作人員長(zhǎng)期周而復(fù)始的工作，容易形成安全意識(shí)疲勞，忽視安全生產(chǎn)，進(jìn)而造成生產(chǎn)安全事故；

（4）煤場(chǎng)已有軟硬件形成信息孤島，綜合性監(jiān)管存在銜接問(wèn)題。煤場(chǎng)前期雖然建設(shè)了部分軟、硬件設(shè)施，如：視頻監(jiān)控、門禁道閘，但是受建設(shè)期的技術(shù)條件限制，已建設(shè)成的軟硬件系統(tǒng)信息不能共享。綜上所述,煤場(chǎng)安全管理是火電場(chǎng)安全高效運(yùn)行的保障，安全管理不容小覷，采用新的技術(shù)理念與煤場(chǎng)的安全管理制度相結(jié)合的管理思想在未來(lái)煤場(chǎng)安全管理上意義重大。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

外委拉煤車控制流程：

首先運(yùn)行車輛車牌識(shí)別系統(tǒng)，判斷車輛是否具備入場(chǎng)條件，當(dāng)該車輛是計(jì)劃進(jìn)煤車輛時(shí)則具備進(jìn)場(chǎng)權(quán)限且場(chǎng)內(nèi)車輛沒(méi)有超出場(chǎng)內(nèi)車輛最大允許數(shù)量管控限制時(shí)，方可抬桿允許該車輛進(jìn)入煤場(chǎng)，當(dāng)該車輛不是計(jì)劃來(lái)煤車輛或者超出煤場(chǎng)數(shù)量管控限制時(shí)不允許進(jìn)入，同時(shí)就地音柱播放“不具備入場(chǎng)權(quán)限”或者“超出車輛數(shù)量管控限制請(qǐng)稍候”等語(yǔ)音提示。入場(chǎng)大門到煤泥棚采樣處有運(yùn)煤通道，運(yùn)煤通道音柱循環(huán)播放“注意行人請(qǐng)穩(wěn)駕慢行”語(yǔ)音提醒，同時(shí)采用監(jiān)控等技術(shù)措施監(jiān)督運(yùn)煤車輛車速，發(fā)現(xiàn)超速進(jìn)行記錄并警示。運(yùn)煤車輛經(jīng)運(yùn)煤通道行駛到采樣系統(tǒng)，采樣系統(tǒng)入口處配置的車牌識(shí)別系統(tǒng)采集當(dāng)前采樣車輛車牌號(hào)，并把當(dāng)前時(shí)間作為該車采樣時(shí)間記錄。運(yùn)煤車在采樣系統(tǒng)采樣期間，采樣系統(tǒng)就地音柱播報(bào)“請(qǐng)司機(jī)下車到監(jiān)控室進(jìn)行安規(guī)學(xué)習(xí)，并領(lǐng)卡”的語(yǔ)音提示。司機(jī)到監(jiān)控室進(jìn)行安規(guī)學(xué)習(xí)，現(xiàn)場(chǎng)配置一臺(tái)基于 Windows 系統(tǒng)的觸摸一體機(jī)，該一體機(jī)通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)管控系統(tǒng)的安規(guī)學(xué)習(xí)界面，進(jìn)行安規(guī)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容有時(shí)間限制，當(dāng)達(dá)到學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)（2 分鐘）時(shí)，司機(jī)簽字確認(rèn)，管控系統(tǒng)留底。安規(guī)學(xué)習(xí)完成后通過(guò)稱重的發(fā)卡端為司機(jī)發(fā)放定位卡，該卡與車牌號(hào)一一對(duì)應(yīng)。管控系統(tǒng)利用采樣入口處的車牌識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出當(dāng)前車牌號(hào)，并自動(dòng)配置卸車區(qū)域，自動(dòng)配置策略有兩種：一種是按礦點(diǎn)分配卸車位置，礦點(diǎn)與定位系統(tǒng)提供的虛擬圍欄一一對(duì)應(yīng)，并可修改；一種是按順序依次卸車。管控系統(tǒng)提供的車輛卸車區(qū)域在煤泥棚入口處大屏作顯示如：“蒙K11111 卸車到 A 區(qū)域”?，F(xiàn)場(chǎng)布置 ABC 區(qū)域標(biāo)識(shí)，方便運(yùn)煤車輛按區(qū)域卸車。車輛進(jìn)入卸車區(qū)域后開(kāi)始卸車，過(guò)程中出現(xiàn)距離預(yù)警時(shí)，相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的防爆音柱播報(bào)預(yù)警信息對(duì)并行作業(yè)警示。卸車完成后車輛經(jīng)空車衡離場(chǎng)，司機(jī)需要下車到監(jiān)控室交回定位卡并解綁。管控系統(tǒng)根據(jù)解綁信息做煤場(chǎng)車輛總數(shù)量控制的減計(jì)數(shù)。

對(duì)人員的管理控制：

人員入口控制權(quán)限主要為兩個(gè)地點(diǎn)，煤泥棚和小煤場(chǎng)，管控系統(tǒng)與人員輥閘同步人員信息，當(dāng)前人員為煤場(chǎng)工作人員則具備進(jìn)場(chǎng)權(quán)限建立對(duì)進(jìn)入煤場(chǎng)的人員進(jìn)行語(yǔ)音提示，當(dāng)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)行為及時(shí)由廣播系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警。

設(shè)立管理控制中心：

管控中心設(shè)二維地圖：以煤場(chǎng)二維地圖為載體，可直觀查看煤場(chǎng)范圍內(nèi)的車輛、人員定位圖，快速查詢車輛、人員相關(guān)信息。

管控中心設(shè)實(shí)時(shí)監(jiān)控：可調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)部署的攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控煤場(chǎng)各區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)狀況。

管控中心設(shè)語(yǔ)音廣播：可使用語(yǔ)音話筒，直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)喊話，通知相關(guān)信息或制止不安全行為，保障安全生產(chǎn)。

管控中心設(shè)預(yù)警中心：集成煤場(chǎng)范圍內(nèi)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)煤場(chǎng)內(nèi)不安全行為及時(shí)預(yù)警，如運(yùn)煤車輛超速、人車距離超預(yù)警值、運(yùn)煤車輛與煤場(chǎng)內(nèi)作業(yè)工程機(jī)械距離超預(yù)警值，運(yùn)煤車輛駕駛員未進(jìn)行安全培訓(xùn)進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng)等。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

廣播系統(tǒng)：使用基于以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的CMC-IP 網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)，可將音頻信號(hào)以TCP/IP 協(xié)議形式在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上進(jìn)行傳送。在功能上，不僅能夠完全實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)的基本功能，如定時(shí)播放、分區(qū)播放、遠(yuǎn)程廣播等基本功能，而且還具備分區(qū)互動(dòng)點(diǎn)播、遠(yuǎn)程操控等功能。

定位系統(tǒng)：采用LocalSense 高精度定位系統(tǒng)，通過(guò)在煤場(chǎng)內(nèi)布設(shè)合理數(shù)量的LocalSense 微基站，實(shí)時(shí)精確地定位員工、車輛、設(shè)備、工程機(jī)械上的LocalSense 微標(biāo)簽位置，無(wú)延時(shí)地將人、車、物的位置信息顯示在控制中心，并結(jié)合電子圍欄可實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)區(qū)域作業(yè)管理、高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)監(jiān)控、到崗到位管理、巡檢過(guò)程管理。

監(jiān)控系統(tǒng)：采用海康A(chǔ)I 智能分析錄像平臺(tái)，可有對(duì)安全帽進(jìn)行識(shí)別，可對(duì)進(jìn)入煤場(chǎng)區(qū)域人員的規(guī)范著裝進(jìn)行提醒。

門禁系統(tǒng)：煤場(chǎng)實(shí)施全封閉管理，車輛的出入口設(shè)道閘、人員出入口設(shè)三輥閘。并可進(jìn)行授權(quán)，只有授權(quán)的人員和車輛方可進(jìn)入煤場(chǎng)。

管理中心：基于Web 服務(wù)模式將上述系統(tǒng)通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行授權(quán)，廣播、監(jiān)控、定位在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行操作（如圖1 和圖2所示）。

圖1：系統(tǒng)功能

圖2：人員和車輛的實(shí)時(shí)定位

通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)的有效集成，使煤場(chǎng)的管理方式有了很大的提高，可以使管理人員在控制中心便可掌握煤場(chǎng)的人員、車輛、工程機(jī)械的分布作業(yè)情況，并實(shí)現(xiàn)了流程化、自動(dòng)化的管理，把管理人員從繁重的現(xiàn)場(chǎng)管理解脫出來(lái)，可有效的預(yù)防事故發(fā)生。

基于定位廣播的煤場(chǎng)管理系統(tǒng)上線，首先解決了大量管控人員滯留煤場(chǎng)的問(wèn)題，由于實(shí)現(xiàn)了AI 監(jiān)控?zé)o縫覆蓋，煤場(chǎng)管控人員在控制中心即可實(shí)時(shí)察看煤場(chǎng)內(nèi)部及運(yùn)煤道路上的情況，并可通過(guò)廣播系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)內(nèi)車輛、工作人員、工程機(jī)械進(jìn)行語(yǔ)音提示，煤場(chǎng)內(nèi)管控人員的大量減少，降低了人車碰撞發(fā)生的概率，從而減少人身傷亡事故的發(fā)生，隨著煤場(chǎng)管控人員進(jìn)入煤場(chǎng)人次數(shù)減少，也有效的降低了由于吸入粉塵導(dǎo)致職業(yè)病的發(fā)生。其次所有進(jìn)入煤場(chǎng)的車輛、人員、工程機(jī)械全部綁定了定位卡，其實(shí)時(shí)位置及行駛軌跡全部進(jìn)入管控平臺(tái)，同時(shí)結(jié)合電子圍欄實(shí)時(shí)對(duì)車輛停靠及卸煤位置進(jìn)行規(guī)范，對(duì)進(jìn)入煤場(chǎng)的管控人員實(shí)時(shí)所在位置及行動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)范，對(duì)工程機(jī)械工作位置及行動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)范，即可以通過(guò)廣播系統(tǒng)即時(shí)糾正錯(cuò)誤，并同時(shí)記錄在案，作為考評(píng)依據(jù)，同時(shí)車輛與車輛之間、車輛與人員之間、車輛與工程機(jī)械之間如果距離過(guò)近也可以觸發(fā)報(bào)警，避免發(fā)生事故。再次煤場(chǎng)管理系統(tǒng)大量引入流程化管理思想，建立統(tǒng)一的管控平臺(tái)，并引入各模塊的具體數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行研判分析，再結(jié)合聲光報(bào)警，使煤場(chǎng)管理規(guī)范化，安全化，引入數(shù)據(jù)包括：實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、車牌識(shí)別數(shù)據(jù)、人員車輛定位數(shù)據(jù)、電子圍欄數(shù)據(jù)、稱重?cái)?shù)據(jù)、煤檢數(shù)據(jù)等，以及各數(shù)據(jù)碰撞產(chǎn)生的再生數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)，再對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后制定了合理的數(shù)據(jù)上限與下限，突破限值即產(chǎn)生報(bào)警信息，從而使煤場(chǎng)管理、車輛管理、人員管理、工程機(jī)械管理、計(jì)量管理、煤質(zhì)管理、危機(jī)管理都上升到系統(tǒng)化、數(shù)字化、智能化的高度，為發(fā)電企業(yè)燃料管理提供了良好的解決思路與借鑒。