基于物聯(lián)網(wǎng)的海上油井出海人員實時動態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)

　　1.系統(tǒng)介紹

　　1.1項目背景

　　海上作業(yè)在大多數(shù)情況下是很復雜的，如果發(fā)生井噴失控、火災與爆炸、平臺遇險、飛機或者直升機失事、船舶海損、油(氣)生產(chǎn)設施與管線破損/泄漏、有毒有害物質泄漏、放射性物質遺散；人員重傷、死亡、失蹤及暴發(fā)性傳染病、中毒；溢油事故、自然災害以及其他緊急情況等特殊情況，不僅會帶來巨大的財產(chǎn)損失，同時也嚴重威脅了海上作業(yè)人員的人身安全。

　　當事故發(fā)生時，如何在第一時間知道掌握作業(yè)人員的位置信息，以便及時作出判斷，并采取相應措施變得尤為重要。

　　1.2實施目的

　　中國·創(chuàng)羿科技從客戶的角度出發(fā)，憑借自己先進的技術和優(yōu)秀的開發(fā)團隊，針對目前的社會實際情況，開發(fā)出海上作業(yè)人員定位管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)實現(xiàn)了海上人員工作環(huán)境的區(qū)域定位，可隨時了解工作人員的區(qū)域位置。

　　中國·創(chuàng)羿出海人員動態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)采用最先進的ZIGBEE技術，針對海上工作人員管理與監(jiān)控的需求，專門設計開發(fā)的一套軟硬件結合的應用系統(tǒng)，是一種安全可靠的智能化管理系統(tǒng)，從真正意義上實現(xiàn)海上作業(yè)人員管理的信息化，為海上作業(yè)人員人身安全提供了可靠保障。

　　出海人員動態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)是為滿足客戶對所管轄海域內(nèi)的鉆井平臺、采油平臺以及陸上終端等設施、設備、場地實現(xiàn)人員動態(tài)跟蹤管理需要而設計。該系統(tǒng)為安全管理者、生產(chǎn)管理者提供網(wǎng)絡化的管理平臺和信息化技術手段，實現(xiàn)作業(yè)人員的動態(tài)管理和作業(yè)流程的在線審批，提高了工作安全管理和生產(chǎn)管理的效率。

　　2.系統(tǒng)功能

　　2.1作業(yè)人員管理

　　為每個海上作業(yè)人員配置一個有源標簽（卡式），每個有源標簽都有自己的唯一ID號，作為工作人員的唯一標識。

　　標簽內(nèi)信息可設置姓名、年齡、性別、部門、照片等相關基本信息，因為該電子標簽是有源的，所以工作方式是主動式，可以不停地向外發(fā)射ID號信息。

　　在作業(yè)平臺的各個主干道、工作區(qū)和生活區(qū)域等各個位置安裝數(shù)個讀卡器（安裝數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場情況而定），實現(xiàn)需要監(jiān)控的區(qū)域不出現(xiàn)讀不到標簽信息的盲區(qū)。

　　當有佩戴標簽的作業(yè)人員進入某個讀卡器的識別范圍之內(nèi)時，讀卡器接收到標簽信息，通過無線傳輸方式或者其他中間設備把信號傳給系統(tǒng)終端，通過對照ID號數(shù)據(jù)庫就能看到人員的詳細信息。

　　每個監(jiān)控區(qū)的固定式讀卡器可以通過軟件設置使其在固定的時間間隔進行監(jiān)控，比如設置30秒自動刷新一次，即實現(xiàn)自動執(zhí)行一次。

　　2.2承包商人員管理

　　當有承包商申請出海任務，通過審核后需要登錄作業(yè)平臺，進行海上作業(yè)，然而承包商中不但有技術工程師，還包括施工作業(yè)人員，人員多且亂，只靠人員管理很難達到一定的效果。

　　在承包商通過審核后，需要向管理人員提交所有出海人員的詳細資料及照片，管理人員進行相關資料的錄入和統(tǒng)計。給每個承包商分發(fā)一個臨時的有源標簽卡，作為此次作業(yè)的臨時身份標識，標簽內(nèi)存儲人員姓名、年齡、性別、部門、照片等相關基本信息。

　　承包商完成整個項目撤離作業(yè)平臺時，可通過系統(tǒng)注銷所有承包商的人員信息，卡片收回，循環(huán)利用。

　　2.3人員實時監(jiān)控

　　在讀卡器可覆蓋范圍內(nèi)，當讀取到電子標簽信號后會通過通訊接口或者無線傳輸方式（GPRS/CDMA/WIFI/藍牙）傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機；

　　根據(jù)信號傳輸?shù)那闆r，在電子地圖實時顯示所有小區(qū)內(nèi)部人員的區(qū)域位置，監(jiān)控人員可動態(tài)掌握人員數(shù)量和實時分布情況，鼠標移至人員圖標上，便可查看人員詳細信息。

　　2.4人員查找定位

　　輸入人員姓名或編號便可快速定位要查找的人員所在區(qū)域。

　　2.5遠程監(jiān)控視查

　　讀卡器讀取到信息后，可通過WIFI,GPRS等方式將信息傳輸給數(shù)據(jù)中心，且可通過互聯(lián)網(wǎng)對系統(tǒng)進行操作，可實現(xiàn)在監(jiān)控中心對平臺現(xiàn)場的遠程管理和監(jiān)控。

　　3.作業(yè)原理

　　根據(jù)操作臺的大小來布置若干定位器，對操作臺進行全覆蓋。當操作臺上有非授權人存在或者工作人員在非授權的情況下離開操作臺，即：工作人員的標簽信號被異常讀取或者讀取不到信號時，系統(tǒng)及時報警。

　　為每個作業(yè)人員配置一個有源標簽（腕帶式或卡式），在樓梯、通道的各個主干道、工作區(qū)和生活區(qū)域等主要位置安裝數(shù)個讀卡器（安裝位置根據(jù)現(xiàn)場情況而定），可實時接收整個工作區(qū)域人員佩戴的有源標簽發(fā)送的信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人員的實時定位。

　　在操作臺內(nèi)部劃分定位區(qū)域，每個定位器根據(jù)需要設定小范圍覆蓋半徑，全覆蓋整個操作臺。定位器根據(jù)后臺設定時間，進行輪詢讀卡，定位每個工人在車間活動區(qū)塊。根據(jù)定位間隔，描繪出每個工人實時行動軌跡。

　　4.系統(tǒng)特點

　　4.1技術特點

　　該系統(tǒng)運用ZigBee技術，ZigBee是一種無線連接,可工作在2.14GHz(全球流行)的無線通信技術,它具有如下特點:

　　低功耗:由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee設備非常省電。時延短:通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短,典型的搜索設備時延30ms,休眠激活的時延是15ms,活動設備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應用。

　　網(wǎng)絡容量大:一個星型結構的Zigbee網(wǎng)絡最多可以容納254個從設備和一個主設備,一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個ZigBee網(wǎng)絡,而且網(wǎng)絡組成靈活。

　　可靠:采取了碰撞避免策略,同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式,每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進行重發(fā)。

　　安全:ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權和認證,采用了AES-128的加密算法,各個應用可以靈活確定其安全屬性。

　　抗干擾：及時工作區(qū)域多數(shù)為金屬結構，也可以很好的傳輸信號。

　　4.2產(chǎn)品特點

　　三防功能：系統(tǒng)中使用的讀卡設備為防水、防潮、防摔、放塵讀卡器，可在海上工作環(huán)境下正常使用。

　　標簽信息可擦寫，材料耐用：標簽信息可擦寫，使用壽命長達10年之久，卡式標簽和腕帶式標簽均采用防水、防塵、防腐蝕的材料，經(jīng)久耐用。

　　標簽內(nèi)置加速感應器：內(nèi)置的加速感應器可以根據(jù)作業(yè)人員步行或跑動時氣流的變化辨別移動的方向，且可測試器運動速度，根據(jù)此原理可計算出該標簽的移動距離，從而實現(xiàn)了根據(jù)人員的精確定位功能。

　　識別距離可調(diào)節(jié)：Zigbee的讀卡器識別距離可調(diào)節(jié)，根據(jù)客戶需求設定最優(yōu)識別距離，并且每個讀卡器可以同時讀取200個標簽。

　　抗干擾性：該系統(tǒng)采用ZigBee技術，在野外、海上等惡劣環(huán)境中依然可以正常工作，不受金屬、后墻壁等障礙物影響。

　　耗電量小，可充電：卡式標簽和腕帶式標簽均采用可充電電池，由于ZigBee的低功耗技術，標簽內(nèi)電池使用時間長久，并且可以循環(huán)使用。

　　低溫狀態(tài)，電池正常工作：標簽內(nèi)電池可保證在-30°C~-40°C的環(huán)境下，依舊正常工作。即使在海上氣溫很低的情況下使用也不會受影響，目前，此款標簽已經(jīng)運用到了冷鏈物流系統(tǒng)中，效果得到了認可。

　　5.軟件功能

　　5.1登錄界面

　　用戶通過輸入自己的用戶名和帳號進入系統(tǒng)，不同的用戶對系統(tǒng)的訪問權限不一樣。

　　5.2用戶信息管理

　　本模塊實現(xiàn)了對所有系統(tǒng)后臺信息的管理：用戶帳號管理、用戶角色管理、用戶權限管理、人員證件類型管理、人員崗位名稱管理、單位名稱管理等。

　　5.3設備管理

　　1.讀卡器管理
　　2.有源卡管理
　　3手持設備管理
　　本模塊主要完成對人員相關證件有效性的審核、人員基本信息的采集和錄入、人員各種證件掃描入庫、人員與卡之間的一一對應關系設定等，包括修改、查詢、打印、掛失、補發(fā)等。

　　5.4定位管理

　　本模塊主要實現(xiàn)出海人員在海上作業(yè)平臺上的人員安全管理，通過設備之間的讀取關系實現(xiàn)人員的實時動態(tài)跟蹤和定位：人員全天行程監(jiān)控、區(qū)域人員監(jiān)控、行動區(qū)域監(jiān)控、行動時間監(jiān)控、重點區(qū)域監(jiān)控、定時清點人數(shù)。包括查詢、修改、打印等。

　　5.5數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計管理

　　本模塊主要實現(xiàn)對人員當前狀態(tài)的監(jiān)控，動態(tài)跟蹤人員作業(yè)情況；完成對出海人員歷史出海記錄的查詢、統(tǒng)計及各種報表打印等功能。

　　1、查詢模塊主要包括：
　　1)人員狀態(tài)查詢：查詢?nèi)藛T的當前狀態(tài)；
　　2)人員出海記錄查詢：查詢?nèi)藛T的歷史出海記錄；
　　3)證件過期查詢：查詢?nèi)藛T所持證件的有效期；
　　4)終端在線情況查詢：查看當前各終端程序的在線情況；
　　5)項目周報查詢：查看項目周報及系統(tǒng)運維周報。

　　2、統(tǒng)計模塊主要包括：
　　1)作業(yè)設施當前人員統(tǒng)計：統(tǒng)計查詢各作業(yè)設施當前作業(yè)人員信息；
　　2)作業(yè)設施歷史人員統(tǒng)計：統(tǒng)計查詢各作業(yè)設施歷史作業(yè)人員信息；
　　3)承包商工時統(tǒng)計：統(tǒng)計各承包商人員作業(yè)工時；

　　5.6違規(guī)智能報警管理

　　本模塊主要完成對系統(tǒng)運行過程中各終端用戶不規(guī)范操作及人員小證過期、人員出海超期等信息的報警功能，并在相應的用戶終端進行視覺、聲音等提示。報警信息主要包括：

　　1)人員出海超過規(guī)定期限報警：對出海超過規(guī)定期限的作業(yè)人員，在作業(yè)設施終端程序和WEB端程序的作業(yè)設施當前人員統(tǒng)計模塊中，均以紅色標識顯示；

　　2)證卡過期預警：在人員證卡過期前規(guī)定時間段內(nèi)，以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負責人；

　　3)未申請任務直接登陸作業(yè)設施的人員統(tǒng)計報警：針對實行出海任務審批流程的地區(qū)，對未申請任務直接上作業(yè)設施的人員進行統(tǒng)計，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負責人；

　　4)所在任務未通過相關部門審批而登陸作業(yè)設施的人員統(tǒng)計報警：針對實行出海任務審批流程的地區(qū)，對所在任務未通過相關部門審批而登陸作業(yè)設施的人員進行統(tǒng)計，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負責人；

　　5)出海時未在指定碼頭/機場進行安檢的人員統(tǒng)計報警：對出海時未在指定碼頭/機場進行安檢的人員進行統(tǒng)計，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負責人；

　　6)作業(yè)設施未正常刷卡人員統(tǒng)計報警：對出海時未在相應作業(yè)設施正常刷卡的人員進行統(tǒng)計報警，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負責人。

　　6.產(chǎn)品介紹

6.1CY-TZB-200/201電子標簽

　　6.2CY-RZGG-207/208ZigBee防水讀寫器+網(wǎng)卡/WIFI

　　6.3中國·創(chuàng)羿CY-RMZ-206手持機+WIFI/GPRS+三防