人员定位与爆破区域电子围栏系统

为解决露天矿当前无人员安全定位和电子围栏预警系统的问题，本次需新建一套爆破区域电子围栏系统，实现爆破警戒区域内人员滞留报警、人员非法闯入报警、危险区域闯入报警。

 

1. 总体架构

电子围栏系统采用四层架构体系，分成终端层、网络层、平台层、应用层。针对露天矿人员定位和电子围栏需求，室外区域采用RTK+GNSS定位技术，实现对矿区人员（含采区和暗道）进行精准的定位、跟踪和安全管理，针对爆破区域、采装作业区域的电子围栏功能，实现安全作业区人员精准预警，构建智能化矿区。系统需基于数字孪生使能平台开发，以保证系统的可演进性。电子围栏系统总体架构如下图所示：

 

1. 应用系统功能

露天矿电子围栏系统，通过构建对矿区人员、车辆的实时定位、电子围栏、运动轨迹和智慧管控能力，实现矿区的安全生产、调度效率提升和可视化管理；并结合矿区地图显示、监控联动等技术融合，可第一时间显示现场情况，提供全方位监控和防护，实现快速全方位了解现场情况，从而实现安全、高效的智能化煤矿建设。

唯一ID标识:对定位的每个人员、车辆、设备、工器具等指点唯一ID。

组织架构管理:组织机构式分级人员管理，建立部门/个人信息数据库，实现多维搜索以及图形化界面展示等。
人员管控:对人员进行定位，实时显示或查看人员的位置及轨迹，实现任意区域内人员动态点名、到岗统计、缺勤人员快速定位等。

a.实时位置b.历史轨迹c.考勤管理d.点名统计e.岗位管理f.超时报警g.热图分析
人员分类展示:人员可以在地图上分类型展示，支持查看某一类型的人员位置。
人员信息统计查询:人员按类型以不同图标形式在地图展示，多类型可选。动态显示人员数量，位置实时显示，图标可见，单击即可查看基本信息。支持按区域、按部门、按类别显示统计数量。
实时监测入井（入坑）人员数量:要求在煤矿入坑口处设置蓝牙信标，能够读取进出人员情况，实时监测入井（入坑）人员数量，并接入监测预警系统。对入井（坑）作业限员，严格按要求控制煤矿和采掘工作面作业人数。

人员追踪及人员报警:
（1）输入人员名称，即可立即锁定当前位置及个人信息。
（2）位置图标始终位于画面中央，地图跟随人员移动，保持镜头追踪。
（3）追踪人员时，并支持调取人员历史轨迹
人员最终位置查询功能:当生产区域出现突发事故，需要应急救援时，能及时确定遇险人员的位置，及时有效地开展应急救援工作。可查看某段时间内（事发前），人员所在的位置，为企业进入应急状态时，制定合理有效的救援方案提供数据支撑。

作业人员监控、调度功能:点击人员图标，可查看人员单位、岗位、职位信息。可实时查询人员在线数量及作业区域，可根据施工队伍不同，工种不同进行实时作业人员统计，并导出表格，可导出包括区域总人数、施工单位人数、各岗位人数。有效掌握作业人员情况，根据生产任务及时调整作业调度。同时可实时监控关键人员的作业位置，可根据需求实时进行调度作业，并支持向某一区域，或某一人员发送语音指令。
车辆调度管理:车辆违规驾驶、违停管理和车辆调度管理（按照与现有车辆管理系统对接获取相关数据进行地图展示）

设备/资产管理:资产实时位置、资产查找和一键资产盘点（按照与现有资产管理系统对接获取相关数据进行地图展示）
区域授权管控:a.      

根据工作人员权限进行区域限制b.对危险区域做越界告警c.对操作区域做授权管理
超时告警:对于重点监管区域的人员进出进行严格管控，设置超时告警功能，一旦人员停留时间超出，则提示并进行后台告警。

电子围栏告警:进入工作区域的人员角色不同，例如有运维人员和管理人员等。不同运维人员维护的机柜的区域也不同，不同管理人员的管理区域也不同。对不同权限的人分别管理，设置不同的授权区域，当人员超出其授权区域活动时，系统执行报警。

爆破人员清场监控:采场在有爆破任务时，主动实现爆破实施预警管理功能。在有爆破任务时，人工输入多边形的经纬度和高度信息将爆破区域记性标注和控制，设置预计开始结束时间，实现对控制区内的人员进行实时定位统计，保障控制区域内人员数量。划定爆破控制危险区内设定安全禁区，如有人滞留或闯入时进行实现报警，并将报警在指挥调度平台第一时间展示。
预警管理:超员报警：涉及爆破、吊装危险等区域，可以对在场人数进行控制。人员人数达到规定人以上立即自动报警；
缺员报警：远程监控中控室内管理人员的在岗状态，在岗人员少于2人，长时间脱岗时，立即自动报警；
越界报警：规范一线员工及承包商作业人员的活动区域，当员工串岗、承包商进入非授权区域时，立即自动报警；

滞留报警：员工及承包商，在车间及作业区域内，异常滞留时，自动报警；
静止报警：当人员在管控区域内不佩戴人员识别卡，或人员昏迷时，自动报警；
一键呼叫：当人员在生产区域内遇到紧急情况，可以通过随身佩戴的人员识别卡第一时间发出求救报警信号，系统会将员工报警信息第一时间发送到人员定位系统平台，并通过手机短信形式发送给部门负责人及安保人员，报警应伴有声音报警，报警位置应能够在地图上显示，并与附近的视频监控联动，可调出报警区域的监控画面。救援人员可以第一时间锁定人员位置，及时救援。

当发生紧急情况时，人员定位系统支持向某一区域，或某一人员发送安全撤离的语音指令。
报警管理:安全告警事件（如：越界/滞留、超员/缺员、静止、一键告警、作业报警），可以在报警管理中汇总展示。统计报警时间、报警信息、报警类型、报警位置，处理状态，并支持以Excel方式导出这些数据。
历史轨迹:位置服务器存储历史位置数据，可回访查询关键时间节点人、车、物的动态情况。
轨迹查询:输入人员名称、时间，即可查询历史活动轨迹。
单次查询时间支持跨天，每次查询的时间段可达24小时。
室内、室外都能显示连续的轨迹，支持倍速播放。
人员图标始终居于画面中央，地图跟随人员移动，保持镜头追踪。
当人员从室外进入室内时，轨迹自动切换到室内建筑，并能清晰看到人员在室内哪一层活动。
可视化管理:从各个方位、角度对车辆、人员、物资位置进行查看。
位置大数据分析:系统可以做到综合分析人员、资产分布热图、资产进出统计、库存统计、作业车辆及工具位置分析等。
日常工作支持:支持管理者对权限进行设定，查看整个三鑫金铜智慧园区生产作业过程中任意区域人、车、物、料活动情况，并可进行报表打印，历史数据查询。
API开放平台:与矿区现有应用系统完成南北向对接，提供系统集成服务，与生产调度、过程监控、故障诊断、运营管控、可视化运维等不同作业环节高度融合，提升安全与效率。

1. 定位引擎功能

电子围栏系统定位引擎需要兼容多技术定位，通过自动化识别，优化下层复杂多样的定位网络及终端，自动优选定位融合策略，提供不同环境下的最优定位效果，并基于系统提供的标签管理、历史轨迹、围栏告警等能力，以标准化的接口提供定位数据以及生成电子围栏告警给上层业务应用，满足工厂场景下对人员、设备的实时定位需求，以及对人员、车辆进出电子围栏实行告警管理等应用需求。具体要求支持以下主要功能：

数据采集功能

支持RTK和GNSS等定位数据的接入解析，系统可支持面向多终端的定位SDK和API，以便进行相应的定位原始信息获取及定位结果的接收，提升定位结果抗干扰能力、稳定性。定位引擎南向接口支持以UDP/TCP协议暴露服务端口，并以UDP Socket的方式监听数据源，接收数据源数据，此过程定位引擎作为服务端，数据源作为客户端。

定位数据解析

系统可支持实时定位方式计算用户当前位置，主要体现为在多信号源区域，系统可支持在任意单一无线信号缺失情况下，依然能够保障定位连续服务；对环境不挑剔，可在不同复杂环境下，自动使用一种或多种信号来源的缺失，提供可靠的数据采集服务，保障定位服务的可持续性。系统可在不同定位环境（不同的无线网络信源分布组合）下，经过平台的算法解析和计算来还原出终端的坐标。

定位汇聚与处理

定位数据分为原始信源数据及定位结果数据，针对不同的数据类型可满足不同的汇聚及处理的功能和能力：

1. 定位兼容性：系统可支定位终端的定位API，以便进行相应的定位原始信息获取；
2. 定位推送：位置结果数据的订阅接口支持Kafka和HTTPS协议两种方式；
3. 定位坐标：坐标支持相对坐标体系以及WGS-84坐标体系相互转换，对于第三方应用可同时兼容两类坐标结果输出。

4. 电子围栏功能

系统可支持基于人员定位数据，划定安全电子围栏区域，当人员进/出围栏区域时，生成围栏告警，实现人员安全管理。

1. 电子围栏引擎Portal：提供对定位标签、电子围栏、围栏告警等管理运营界面。
2. 系统管理服务：场景、入口、区域等元素的管理。
3. 运营服务：提供定位标签、电子围栏、围栏告警等功能的接口能力。
4. 电子围栏告警：包括标签、人员管理、电子围栏管理、告警任务管理等。
5. 轨迹图：包括定位目标在前端页面展示位置的能力、历史轨迹等。
6. 标签定位：包括信标UE管理、告警触发和UE周期请求等。
7. 位置结果数据采集服务：对接第三方所提供的定位结果数据源，将原始的定位结果数据采集到电子围栏引擎内部。
8. 位置结果数据处理服务：对位置结果数据进行统计分析，对外提供轨迹图、围栏告警等业务能力。运维管理功能

管理面板功能需支持“功能管理”和“平台管理”两个方面：

功能管理：包含但不限于定位文件管理、地图管理、位置订阅管理、用户数统计、站点信息库管理和工参与采样工具等。

平台管理：包含但不限于登录管理、租户管理、用户管理、接口管理、应用管理（服务管理）、国际化管理（语言）、日志管理（日志审计）、用户创建注销、密码修改等功能。