一、项目背景

 1.1 国家政策

《危险化学品企业安全风险智能管控平台建设指南（试行）》的通知（应急厅【2022】5号）

   《“工业互联网+危化安全生产”试点建设方案》（应急厅【2021】27号）

    工业互联网+危化安全生产”人员定位系统建设应用指南（试行）的通知（应急管理部危化监管一司）

  1.2企业安全生产痛点

l人员成分复杂，管理难度大

l作业危险系数高

l信息传递不及时

l例行巡检不到位

l责任落实不清晰

三、设计原则

3.1建设思想

l以人为本：“人”是企业的主体，系统设计应紧紧围绕着对企业管理的实际需求，以实用、简便、经济、安全为原则，同时满足企业对于厂区内人员或物资管理的要求，达到高效、智能化管理的目的。

l可行性和适应性：系统应保证技术上的可行性和经济上的可能性。

l实用性和经济性：系统建设应始终贯彻面向应用，注重实效的方针， 坚持实用、经济的原则。

l针对性：智能化管理系统的设置并非千篇一律的，而应根据项目的实际情况，如项目规模、配套设施、管理定位、用户对象、管理要求、厂区规划及平面布局等等因素，作出有针对性的设计。

l先进性和成熟性：系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。不但能反映当今的先进水平， 而且具有发展潜力，能保证在未来若干年内占主导地位。

l开放性和标准性：为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力，系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，必须追求系统的开放性和标准性。

l可靠性和稳定性：在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维护能力等方面着手，确保系统运行的可靠和稳定，达到最大的平均无故障时间。

l安全性和保密性：在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。

l可扩展性和易维护性：为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护。

3.2建设目标

  根据企业的管理需求及政策要求，建设基于位置服务的“安全管理系统”的目标如下：

（1）以位置为核心，实现安全智能化管理；

基于人员位置，通过化工人员安全管理系统进行统一管理和应急指挥调度，实现人员的动态管控；通过区域管控，超时滞留报警、人员超员报警、一键求救报警等多种风险预警，预防危险行为发生；通过“位置+视频”自动联动，让管理员不需时时紧盯屏幕，实现监控智能化；在事故或抢险工作中，通过定位相关人员的位置分布，第一时间掌握涉险人员位置情况，提高应急救援效率；将作业管理与定位技术深度融合，对作业实施过程实现全方位的监测，实时掌握作业人员位置，对高风险作业实时监控，对作业监护人员离开，非作业人员闯入等可能导致的安全隐患进行预警，避免造成人员安全事故。

（2）以一张图为载体，实现企业可视化高效管理；

化工人员安全管理系统将企业多种数据整合融合，将企业电子地图、人员信息、两单三卡、作业票、摄像头、各类预警等数据整合在一起，在监测预警中心一张图上实现企业可视化管理，真正将人员位置分布可视化、作业分布可视化、报警视频联动、风险分区可视化、两单三卡等多种可视化数据智能联动进行融合，提高安防生产工作效率。

（3）以数据为依据，提升完善员工数字化管理。

终端不断采集人员行为数据，包含人员轨迹行为数据、报警行为数据等，通过分析这些数据，将其工作状况进行量化管理，为管理者提供数据支撑。企业可根据目前在岗情况进行实时调度，对人员进行科学化管理。

四、系统概述

结合当前最新的移动定位技术和通讯技术，通过无线通讯技术将所有的定位设备及各智能化设备集成在同一个网络平台上运行，不仅方便了系统集中的统一管理，又便于今后系统的分布式扩展，从而保证本系统真正的成为智能化管理系统。系统通过人员标签卡与人员进行关联，管理人员可以根据实际需要实时查看相关人员的实时位置、历史轨迹、出入生产区门禁数据、人员基本信息等，通过图形化的展示界面实现对厂区人员的整体管控，通过区域超员/禁区/滞留告警、电子围栏、门禁出入管控、巡检管理、一键报警呼救、数据化分析等功能，实现对厂区的智能化管控，大幅提高厂区的安全性和管理效率，降低厂区生产安全隐患，降低人员安全生产风险，通过智能化功能与二道门出入系统、视频监控系统、生产管理系统的精准互联管控，实现对厂区人员、车辆的实时数据进行大数据智能分析管控，从而实现厂区智能化、数据化、信息化的管控目的。

人员自动定位信息化系统通过人员定位卡、定位信标、定位基站等基础设施对厂区内部人员位置进行实时跟踪，具备人员基本信息管理、人员实时位置显示、异常情况报警、位置跟踪、电子围栏、统计分析等功能。

4.1化工系统建设需求简述

ü1. 实现全厂人员的定位管理（含外协人员）；

ü2. 实现厂区二道门内3-5米精度定位；

ü3. 实现各厂区的门禁改造升级和系统联动；

ü4. 对各厂区的车辆实现管理（具体根据各厂区的实际管理要求进行，系统建设时预留管控接口和功能）；

ü5. 实现各厂区的数据与管理平台互联互通；

4.2系统架构图

4.3系统架构整体介绍：

n定位技术：采用全新一代北斗+蓝牙融合定位技术，4G通讯技术，实现定位区域信号全覆盖。

n定位精度：卫星定位：室外（空旷区域和道路上最高3米及以下-用差分基站）。蓝牙定位：室内和室外装置区精度3到5米。

n人员定位卡：人员卡可充电设计，单次充电使用约2天左右时间，发送频率≤3秒/次，防爆等级：ExibIICT4 ,带SOS一键呼救功能，同时支持北斗和蓝牙定位。通过运营商4G网络把数据传输到定位平台软件。软件后台低电量报警提示功能，无电时卡面上LED灯常亮提示，同时系统后台智能充电提醒功能，系统默认人员卡电量低于30%时，系统后台智能充电提醒或信息推送给相关负责人提醒充电；内置IC/ID门禁卡功能（默认标配IC门禁功能），与门禁结合实现门禁一卡通功能。

n车辆定位卡：车辆卡可以支持室外北斗和蓝牙信标融合定位，自动切换定位方式，发送频率≤3秒/次，防爆等级：ExibIICT4 ,带SOS一键呼救功能，软件后台低电量报警提示功能，无电时卡面上LED灯常亮提示，同时系统后台智能充电提醒功能，系统默认车辆卡电量低于30%时，系统后台智能充电提醒或信息推送给相关负责人提醒充电；内置IC/ID门禁卡功能（默认标配IC门禁功能），与门禁结合实现门禁一卡通功能。

n定位信标：全密封型，电池供电设计，底部灌胶，防水防压防爆，单次使用约5年以上时间更换一次信标，电池为工业级一次性电池组，耐寒耐高温，工作温度-40℃～+85℃，防爆等级：ExibIICT6（支持粉尘防爆），防水级别IP68。

n差分基站（含工控机）：差分基站提供精准的三维坐标，求得伪距修正量或位置修正量，并将修正量实时或事后发送给定位穿戴设备，对定位穿戴设备的测量数据进行修正，提高室外卫星定位精度；

n数据存储方式：支持企业本地部署、私有云和公有云存储方式，系统运行安全、可靠，存储和历史数据存储时间可控（数据存储默认为6个月），保存安全，客户可自行设置权限分级管理，无权限人员无权登录系统；支持本地局域网存储管理，支持云端存储管理。

n低功耗多功能系统：系统采用2.4G全网低功耗技术，实现人员定位卡及定位信标的电池化，灵活布设于各区域；全防爆设计；实现全厂区人员的实时定位、轨迹回放、实时考勤、电子围栏、视频联动、一键呼救等管理功能和智能化告警管理功能，对人员超时、滞留、窜岗、禁区、呼救等智能上报和智能提醒，可进行相应参数设置，针对自身系统建设要求，进行灵活设置。

n大容量：系统支持2万以上标签容量，支持大型系统联网运用和管理；

n全智能系统：可支持指纹、人脸、IC、ID的集成，自动识别人员卡，实名考勤和实名位置显示，多种告警管理方案和智能联动方案，系统有设备自诊断功能，所有硬件设备均可实现自诊断，对异常硬件和异常通讯情况可进行智能上报，现场免维护，售后维护简单、方便，可进行点对点的异常故障排查，保障系统长效稳定、安全运行。

n开放型数据接口：支持多种第三方软件的数据对接和共享，支持后期多种功能扩展，或满足后期扩展功能要求。

n定制化功能：接受功能定制化，可按企业要求进行特殊功能定制。

4.4 定位原理说明

定位原理介绍：

n蓝牙定位原理：基于RSSI（接收信号强度）的测距技术是利用无线电信号随距离增大而有规律的衰减的原理来测量节点间的距离。根据读取节点射频芯片寄存器的值，可以得到发射节点的发射信号强度。接收节点根据接收到的信号强度，计算出信号的传输损耗，利用理论或者经验模型将无线信号的传输损耗值转换为距离值。该测距技术只需节点具备无线收发器即可完成，不需要增加额外的硬件，也正因此应用成本较低。

n北斗定位原理：北斗卫星提供精准的三维坐标，，提高室外卫星定位精度；

n全实时高精度系统：系统为全实时系统设计，秒级延时，实时上传定位区域内的人员位置信息进行后台数据交互处理；系统为全实时高精度系统，可对平面及楼层等实现定位信号无死角全覆盖，实现厂区精准定位和无死角定位；

n稳定性高：系统B/S架构设计，结合多种安全算法，软件稳定性高；

n大容量：大容量系统设计，支持>2万个定位卡同时在线；

n3D地图系统：系统支持3D电子地图显示，支持3D系统360度自由旋转和控制，支持3D系统楼层分层显示和精确位置查询；

n存储方式：支持云端系统/本地系统管理；

n开放式数据接口设计：支持个性化定制，支持第三方平台对接；

三、厂区定位建设方案说明

5.1  厂区建设概况

Ø 厂区定位管理面积：约20万平方米

Ø 定位人数：1846人

Ø 厂区定位管理要求：重点区域定位高精度管控，定位精度3-5米左右；储罐区域3米精度，道路区域5米左右精度覆盖；

Ø 门禁联动：集成所有生产区进出门禁管理，生产区人员进出闭环管理联动；

Ø 车辆管理：实现厂区车辆测速、位置等管理；

Ø 视频联动：预留视频联动接口，厂区可随时接入视频系统进行联动；

Ø 平台对接：预留接口，厂区后期可方便接入综合管理平台，可以与重大危险源监测、生产全流程管理、巡检排查、施工管理等模块进行互联互通，实现一体化管控要求；

Ø 建设标准：保证系统7年不落后，系统可方便拓展、扩展、升级、对接；

Ø 预留接口：丰富预留接口，可方便与应急管理部门的要求进行各种平台系统数据对接；

Ø 硬件建设标准：对厂区生产不产生任何干扰；硬件为全智能硬件，无需人为主动维护，系统后台自动监管运行状态，对通讯、电池电量、通讯异常等进行智能监测上报；

Ø 硬件标准：所有设备均为本安型防爆设备，满足厂区建设要求；

5.2 厂区建设方案

厂区不需要装网关，只需要室内装信标，室外重大危险源装置装信标

5.3  厂区定位信标统计

定位信标部署方式：

n 道路区域定位器部署方式为：沿道路、人行通道、安全通道、巡检路线等以一定的间隔进行安装固定（可壁装型、可贴地型安装，以现场的实际勘查情况出详细设备安装图，因是电池型设备，无拉线作业，只需固定即可，施工简单、便捷，尽可能的减少施工对厂区生产的影响，提升级系统建设的安全性。）

n 生产装置及罐区定位器部署方式为：沿人员入口、人行通道、安全通道、巡检点、控制室、休息室等区域以一定的间隔进行安装固定（可壁装型、可贴地型安装，以现场的实际勘查情况出详细设备安装图），因是电池型设备，无拉线作业，只需固定即可，施工简单、便捷，尽可能的减少施工对厂区生产的影响，提升级系统建设的安全性。）

n 定位区域：定位器二道门内生产区域全覆盖（不含办公楼区域及在建区域）

n 位置选择：安装于定位全区域

n 供电方式：电池供电

n 部署方式：贴地型部署（本安防爆型设备，微功耗设备，无拉电作业，只需固定安装即可）

n 设备防爆等级：Ex ia ⅡC T6 Ga 

n 设备粉尘防爆等级：Ex ia ⅢC T200 80℃ Da

n 防水等级：IP68

5.4 厂区整体集中管理

厂区集中管控平台：

n 厂区数据分析：实现对全厂区员工、访客、外来人员、车辆、门禁等数据汇总

n 区域管理：可实现对各全厂各区域的集中管理；

n 数据接口：可实现厂区人员数据和总平台的数据交互对接；

六、人员定位系统功能介绍

6.1 硬件系统介绍

6.2 软件系统功能介绍

6.2.1 系统主要功能模块展示

6.2.2 设计安全性总体原则

n 安全性

1）通讯网络安全性：定位通讯网络建设不能对厂区生产信号产生任何干扰及影响，不破坏厂区原有的设备通讯频率，不使用433M等干扰性大的通讯频段对厂区产生通讯干扰；

2）定位网络安全性：定位自组网网络不能对厂区生产设备及控制信号产生任何干扰及影响，卫星通讯系统也不对厂区产生任何干扰及影响

3）硬件设备安全性：需在厂区内固定安装的硬件设备都具有高防爆本安型国标安全认证，保证厂区设备建设的安全可靠；

n 实用性

    系统建设必须满足主管部门的建设要求及工厂自身的管理使用要求，简单、实用、具有先进性和可扩展性，为工厂管理增效是主要建设目标；

n 成本考虑

系统建设需考虑经济价值和投入建设成本，以合理的成本投入，一次性建设完成，达到增效和管理目的，同时提升安全管理和智能化程度；

n 可扩展性

系统设计需考虑长期性、可扩展性、可持续性、个性化调整等因素，保证系统建设完成后未来一段时间的先进性；

6.3 电子地图及功能介绍

6.4 用户权限管理

可以为各部门领导分配自己的账号，只看自己部门人员的权限。

6.5 实时定位管理

n地图模式：系统支持2D和3D两种定位模式，支持两种模式间互相切换使用，支持地图任意放大缩小，支持3D地图任意角度旋转显示；

n全实时定位：系统能够对区域内已佩带定位卡的人员进行实时位置管理，采用室内定位网络进行室内楼层及区域的定位，以及全厂区的位置定位管理，定位响应频率≤3秒/次，系统定位延时4秒以内，实现人员实时动态任意位置实时监控管理；

n楼层地图多模式显示：支持3D模式下楼层的任意切换显示，可对楼层内人员进行精确位置显示，可进行单层3D模式精确显示；

n室内区域实时定位精度：定位位置精度3-5米，并实时显示在监控地图上，且地图上的人员位置随着人员的变化而实时变化，人员异常消失，有自动记忆功能，记录人员在异常消失前一秒的具体位置信息，并持续显示，直到超时时间到达，才会消失。

n快速查询功能：多种查询方案，可实时查询、快速定位指定人员的当前实时位置；

n区域统计：可实现对各区域人员进行实时统计，对区域人员进行超员管理；

n报警管理：可对人员异常报警信息进行实时提醒；

n可视化地图管理：通过3D电子地图对人员分布情况进行分类管理、查找、定位，对人员/车辆实时位置进行显示，对告警信息进行实时跟踪定位，通过3D 电子地图对整个厂区进行可视化监控，使厂区管理一目了然；

n人员基本信息显示：可对人员基本信息进行实时展示，人员基本信息与人员头像进行绑定，对人员的基本信息、详情信息进行展示；

如图所示：系统可显示人员照片、人员基本信息、历史轨迹、详情信息；在详细信息中可显示人员基本信息、设备工作状态、工种、班组、部门，对岗位人员进行直观化的基础信息全记录；可对人员的在岗情况、岗位职责、岗位身份甄别、上岗记录等进行数据化分析和管理；

6.6 历史轨迹回放

系统对人员进行实时位置定位管理，并对人员移动轨迹进行实时记录存储，对需要查询相应人员的活动轨迹，可对全部移动轨迹或部分时间段轨迹进行查询，轨迹数据实时生成，并存档，保存时间可设置，默认为 3 个月；支持两种存储方式：本地存储及云端存储方式，两种方式客户可根据自身的需求情况进行灵活部署。

n支持单个查询：支持对单个人员任意时间段，任意时长的活动轨迹进行查询；

n支持多个查询：可同时对多个人员轨迹进行任意时段和时长的查询；

n存储方式：支持本地存储和云端存储两种方式，默认存储时长为3个月，存储时间可按企业要求进行灵活部署；

n支持快速播放：支持对单人或是多人进行多倍速历史轨迹快速播放查询；

6.7 告警管理

系统设置有多种智能检测报警功能，可分别根据不同的需要进行设置，对超员、滞留、禁区、缺员、超时、围栏、车辆超速等进行实时告警管理，同时可对人员卡电量低、人员卡通讯异常、定位器电量低、定位器通讯异常、网关通讯异常等进行智能实时告警提示；

报警管理主要是对厂区人员及车辆进行实时的位置管理及危险情况进行预防和处置管理，可有效防止事故的发生，报警功能展示如下：

6.7.1 超员告警

n 区域超员管理：可设置重点生产区域、重点管控区域，可对重点区域的人数上限进行设置，如设置A车间人数上限为9人，当系统检测到进入A车间人数超过9人时，系统进行报警提示，A车间超员，并提示相应超员人数及超员时长；

n 区域超员信息推送联动管控：当系统检测到A车间超过限定人数时，会第一时间后台提醒管理人员，并可按企业要求不定时把超员信息推送给相关负责人的手机端进行超员提示，直到超员减除为止；

n 超员人员身份识别：可对进入重点管控车间的超员人员进行身份识别，对无权限进入此车间的人员进行后台身份识别并实时报警提醒无权限人员相关信息，并推送报警信息进行提醒处置；

6.7.2 串岗告警

对人员可进行权限划分，非本区域人员进入区域滞留后台告警提示；

6.7.3 离岗告警

可对区域进行时段设置，对非规定时段内离岗的人员后台告警提示；

6.7.4 静止告警

可对人员进行静止时长设置，人员在特定区域内如静止时间超过设定时长，后台进行告警提示；

6.7.5 离岗告警

当人员处理危险情况时，只需要长按人员标签上的’SOS’键3秒钟以上，系统即主动报警提示呼救信息，并可联动声音提醒设备及声光设备进行提醒，同时要求对告警信息进行处置记录；

6.7.6 禁区告警

系统可对员工、承包商、外来人员、车辆等进行权限设置，对无权限人员进入权限外区域，系统后台会提示违禁闯入，并提示相关的人员闯入信息及位置，后台可根据实时告警数据进行异常情况处置；

6.7.7 电子围栏告警

对特定的电子围栏区域闯入，后台实时告警提示相关信息；

6.7.8 人员聚集告警

当厂区内人员产生聚集后，大屏页面中按不同聚集级别提示聚集人数情况；

6.7.9 多种方式上送定位和告警数据

系统支持HTTP和MQTT的方式将定位数据和告警上传到省平台或其它需对接的系统；

6.7.10 车辆超速告警

对进入定位区域的车辆进行实时位置及测速管理，对超过设定速度上限的车辆进行后台告警管理，并提标车辆的相关信息；

6.7.11 车辆超时滞留告警

超过规定停放的时间，后台告警提示；

6.7.12 硬件设备异常告警

对人员标签、车辆标签、定位终端、通讯基站等异常工作状态进行实时后台自诊断异常提醒；

6.7.13 设备低电电量提醒

对所有终端电池型设备进行电量实时监控，低于设定值的设备系统自动低电量提醒；

6.7.14 报警历史快照

可以通过地图来查看历史报警记录里的具体位置和相关人员，类型信息。

6.8 电子围栏及在岗监测管控

企业可根据自身的管理要求设置单外或多个电子围栏区域，可有效防范围栏内的物资安全、人员安全及违禁闯入等，同时也可使用电子围栏对违规进入进行实时监管，系统实时与电子围栏联动并进行相应的告警提示。

n 闯入管控：对无权限人员进入围栏区域进行告警提示，并对闯入人员进行相关信息记录；

n 围栏内时间超时工作管控：可对进入围栏的人员进行时长管控，超过设定时长，围栏告警提示进入围栏时间超时；

n 围栏有效时间段管控：可对电子围栏进行时间段设置，对某一时间段内的闯入生效，可分时间段对进入权限进行设置，灵活部署围栏；

n 重点区域人员在岗监测管控：可对围栏内人员数量进行管理，对人员的上线或是下限值进行管理，超过设定上限系统报警提示异常，低于系统设定下限值系统报警提示异常，可有效监控重点区域的人员在岗在位情况，对必须在岗的区域进行监管，如在岗区域无人时，系统报警提示，在岗区域人员超过最大限值时，系统报警提示，可有效监管重点区域的生产在岗、脱岗、离岗等监测，并可配合视频监控系统，对重点区域的人员在岗情况进行有效监管，保证重点区域的生产有序、安全进行，减少潜在风险的发生； 

6.9 厂区车辆管控

n 车辆超速告警：对进入定位区域的车辆进行实时位置及测速管理，对超过设定速度上限的车辆进行后台告警管理，并提标车辆的相关信息；

n 车辆超时滞留告警：超过规定停放的时间，后台告警提示；

6.10 人员在岗在位数据查询

可按不同维度对人员、车辆等信息进行综合查询，并对数据进行备份保存。

6.11 人员在岗基础信息维护

对卡口信息、人员基本信息、人员安全培训信息、岗位信息、车辆基本信息、进出区域权限信息等基础信息管理和维护功能，主要包括：

n 卡口信息维护；人员基本信息维护；人员安全培训信息维护；

n 岗位信息维护；车辆信息维护；区域信息维护；区域进出权限维护。

6.12 硬件设备智能自诊断维护

针对已经布置安装于厂区的定位设备、数据网关和人员随身携带的识别卡，为了更方便的管理和维护，系统设计了智能维护后台管控系统，对于相关设备的运行状态、异常状态、电池电量及人员卡充电提醒等进行智能分析及提醒，当厂区定位设备异常时，系统后台会提示具体哪一位置、哪一编号的设置异常，维护人员会有针对性的进行快速检查维护；对于数据网关的联网状态、通讯状态、工作状态进行智能自检，发现异常后，系统智能提示维护人员需进行维护检查；人员卡为充电式设计，当卡电量低、工作异常等情况时，系统智能提醒充电或是需检测维护，大大降低了设备的运维难度，提升了系统的实用性和智能化。