基于物聯(lián)網(wǎng)的海上油井出海人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)

　　1.系統(tǒng)介紹

　　1.1項(xiàng)目背景

　　海上作業(yè)在大多數(shù)情況下是很復(fù)雜的，如果發(fā)生井噴失控、火災(zāi)與爆炸、平臺(tái)遇險(xiǎn)、飛機(jī)或者直升機(jī)失事、船舶海損、油(氣)生產(chǎn)設(shè)施與管線破損/泄漏、有毒有害物質(zhì)泄漏、放射性物質(zhì)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(zāi)害以及其他緊急情況等特殊情況，不僅會(huì)帶來巨大的財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)也嚴(yán)重威脅了海上作業(yè)人員的人身安全。

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

　　1.2實(shí)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(jìn)的技術(shù)和優(yōu)秀的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)目前的社會(huì)實(shí)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(shí)現(xiàn)了海上人員工作環(huán)境的區(qū)域定位，可隨時(shí)了解工作人員的區(qū)域位置。

　　中國·創(chuàng)羿出海人員動(dòng)態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)采用最先進(jìn)的ZIGBEE技術(shù)，針對(duì)海上工作人員管理與監(jiān)控的需求，專門設(shè)計(jì)開發(fā)的一套軟硬件結(jié)合的應(yīng)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(shí)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(dòng)態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)是為滿足客戶對(duì)所管轄海域內(nèi)的鉆井平臺(tái)、采油平臺(tái)以及陸上終端等設(shè)施、設(shè)備、場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)人員動(dòng)態(tài)跟蹤管理需要而設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)為安全管理者、生產(chǎn)管理者提供網(wǎng)絡(luò)化的管理平臺(tái)和信息化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員的動(dòng)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(gè)海上作業(yè)人員配置一個(gè)有源標(biāo)簽（卡式），每個(gè)有源標(biāo)簽都有自己的唯一ID號(hào)，作為工作人員的唯一標(biāo)識(shí)。

　　標(biāo)簽內(nèi)信息可設(shè)置姓名、年齡、性別、部門、照片等相關(guān)基本信息，因?yàn)樵撾娮訕?biāo)簽是有源的，所以工作方式是主動(dòng)式，可以不停地向外發(fā)射ID號(hào)信息。

　　在作業(yè)平臺(tái)的各個(gè)主干道、工作區(qū)和生活區(qū)域等各個(gè)位置安裝數(shù)個(gè)讀卡器（安裝數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定），實(shí)現(xiàn)需要監(jiān)控的區(qū)域不出現(xiàn)讀不到標(biāo)簽信息的盲區(qū)。

　　當(dāng)有佩戴標(biāo)簽的作業(yè)人員進(jìn)入某個(gè)讀卡器的識(shí)別范圍之內(nèi)時(shí)，讀卡器接收到標(biāo)簽信息，通過無線傳輸方式或者其他中間設(shè)備把信號(hào)傳給系統(tǒng)終端，通過對(duì)照ID號(hào)數(shù)據(jù)庫就能看到人員的詳細(xì)信息。

　　每個(gè)監(jiān)控區(qū)的固定式讀卡器可以通過軟件設(shè)置使其在固定的時(shí)間間隔進(jìn)行監(jiān)控，比如設(shè)置30秒自動(dòng)刷新一次，即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行一次。

　　2.2承包商人員管理

　　當(dāng)有承包商申請(qǐng)出海任務(wù)，通過審核后需要登錄作業(yè)平臺(tái)，進(jìn)行海上作業(yè)，然而承包商中不但有技術(shù)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(dá)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(xì)資料及照片，管理人員進(jìn)行相關(guān)資料的錄入和統(tǒng)計(jì)。給每個(gè)承包商分發(fā)一個(gè)臨時(shí)的有源標(biāo)簽卡，作為此次作業(yè)的臨時(shí)身份標(biāo)識(shí)，標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)人員姓名、年齡、性別、部門、照片等相關(guān)基本信息。

　　承包商完成整個(gè)項(xiàng)目撤離作業(yè)平臺(tái)時(shí)，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(shí)時(shí)監(jiān)控

　　在讀卡器可覆蓋范圍內(nèi)，當(dāng)讀取到電子標(biāo)簽信號(hào)后會(huì)通過通訊接口或者無線傳輸方式（GPRS/CDMA/WIFI/藍(lán)牙）傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機(jī)；

　　根據(jù)信號(hào)傳輸?shù)那闆r，在電子地圖實(shí)時(shí)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(dòng)態(tài)掌握人員數(shù)量和實(shí)時(shí)分布情況，鼠標(biāo)移至人員圖標(biāo)上，便可查看人員詳細(xì)信息。

　　2.4人員查找定位

　　輸入人員姓名或編號(hào)便可快速定位要查找的人員所在區(qū)域。

　　2.5遠(yuǎn)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，可實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控中心對(duì)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控。

　　3.作業(yè)原理

　　根據(jù)操作臺(tái)的大小來布置若干定位器，對(duì)操作臺(tái)進(jìn)行全覆蓋。當(dāng)操作臺(tái)上有非授權(quán)人存在或者工作人員在非授權(quán)的情況下離開操作臺(tái)，即：工作人員的標(biāo)簽信號(hào)被異常讀取或者讀取不到信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警。

　　為每個(gè)作業(yè)人員配置一個(gè)有源標(biāo)簽（腕帶式或卡式），在樓梯、通道的各個(gè)主干道、工作區(qū)和生活區(qū)域等主要位置安裝數(shù)個(gè)讀卡器（安裝位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定），可實(shí)時(shí)接收整個(gè)工作區(qū)域人員佩戴的有源標(biāo)簽發(fā)送的信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時(shí)定位。

　　在操作臺(tái)內(nèi)部劃分定位區(qū)域，每個(gè)定位器根據(jù)需要設(shè)定小范圍覆蓋半徑，全覆蓋整個(gè)操作臺(tái)。定位器根據(jù)后臺(tái)設(shè)定時(shí)間，進(jìn)行輪詢讀卡，定位每個(gè)工人在車間活動(dòng)區(qū)塊。根據(jù)定位間隔，描繪出每個(gè)工人實(shí)時(shí)行動(dòng)軌跡。

　　4.系統(tǒng)特點(diǎn)

　　4.1技術(shù)特點(diǎn)

　　該系統(tǒng)運(yùn)用ZigBee技術(shù)，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(shù),它具有如下特點(diǎn):

　　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(shè)備非常省電。時(shí)延短:通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短,典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms,休眠激活的時(shí)延是15ms,活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場(chǎng)合等)應(yīng)用。

　　網(wǎng)絡(luò)容量大:一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備,一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò),而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。

　　可靠:采取了碰撞避免策略,同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式,每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。

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

　　抗干擾：及時(shí)工作區(qū)域多數(shù)為金屬結(jié)構(gòu)，也可以很好的傳輸信號(hào)。

　　4.2產(chǎn)品特點(diǎn)

　　三防功能：系統(tǒng)中使用的讀卡設(shè)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(biāo)簽信息可擦寫，材料耐用：標(biāo)簽信息可擦寫，使用壽命長達(dá)10年之久，卡式標(biāo)簽和腕帶式標(biāo)簽均采用防水、防塵、防腐蝕的材料，經(jīng)久耐用。

　　標(biāo)簽內(nèi)置加速感應(yīng)器：內(nèi)置的加速感應(yīng)器可以根據(jù)作業(yè)人員步行或跑動(dòng)時(shí)氣流的變化辨別移動(dòng)的方向，且可測(cè)試器運(yùn)動(dòng)速度，根據(jù)此原理可計(jì)算出該標(biāo)簽的移動(dòng)距離，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)人員的精確定位功能。

　　識(shí)別距離可調(diào)節(jié)：Zigbee的讀卡器識(shí)別距離可調(diào)節(jié)，根據(jù)客戶需求設(shè)定最優(yōu)識(shí)別距離，并且每個(gè)讀卡器可以同時(shí)讀取200個(gè)標(biāo)簽。

　　抗干擾性：該系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，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(biāo)簽和腕帶式標(biāo)簽均采用可充電電池，由于ZigBee的低功耗技術(shù)，標(biāo)簽內(nèi)電池使用時(shí)間長久，并且可以循環(huán)使用。

　　低溫狀態(tài)，電池正常工作：標(biāo)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(huì)受影響，目前，此款標(biāo)簽已經(jīng)運(yùn)用到了冷鏈物流系統(tǒng)中，效果得到了認(rèn)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(hào)進(jìn)入系統(tǒng)，不同的用戶對(duì)系統(tǒng)的訪問權(quán)限不一樣。

　　5.2用戶信息管理

　　本模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有系統(tǒng)后臺(tái)信息的管理：用戶帳號(hào)管理、用戶角色管理、用戶權(quán)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(shè)備管理

　　1.讀卡器管理
　　2.有源卡管理
　　3手持設(shè)備管理
　　本模塊主要完成對(duì)人員相關(guān)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(duì)應(yīng)關(guān)系設(shè)定等，包括修改、查詢、打印、掛失、補(bǔ)發(fā)等。

　　5.4定位管理

　　本模塊主要實(shí)現(xiàn)出海人員在海上作業(yè)平臺(tái)上的人員安全管理，通過設(shè)備之間的讀取關(guān)系實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時(shí)動(dòng)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(dòng)區(qū)域監(jiān)控、行動(dòng)時(shí)間監(jiān)控、重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控、定時(shí)清點(diǎn)人數(shù)。包括查詢、修改、打印等。

　　5.5數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)管理

　　本模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)人員當(dāng)前狀態(tài)的監(jiān)控，動(dòng)態(tài)跟蹤人員作業(yè)情況；完成對(duì)出海人員歷史出海記錄的查詢、統(tǒng)計(jì)及各種報(bào)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(dāng)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(dāng)前各終端程序的在線情況；
　　5)項(xiàng)目周報(bào)查詢：查看項(xiàng)目周報(bào)及系統(tǒng)運(yùn)維周報(bào)。

　　2、統(tǒng)計(jì)模塊主要包括：
　　1)作業(yè)設(shè)施當(dāng)前人員統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)查詢各作業(yè)設(shè)施當(dāng)前作業(yè)人員信息；
　　2)作業(yè)設(shè)施歷史人員統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)查詢各作業(yè)設(shè)施歷史作業(yè)人員信息；
　　3)承包商工時(shí)統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)各承包商人員作業(yè)工時(shí)；

　　5.6違規(guī)智能報(bào)警管理

　　本模塊主要完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)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(bào)警功能，并在相應(yīng)的用戶終端進(jìn)行視覺、聲音等提示。報(bào)警信息主要包括：

　　1)人員出海超過規(guī)定期限報(bào)警：對(duì)出海超過規(guī)定期限的作業(yè)人員，在作業(yè)設(shè)施終端程序和WEB端程序的作業(yè)設(shè)施當(dāng)前人員統(tǒng)計(jì)模塊中，均以紅色標(biāo)識(shí)顯示；

　　2)證卡過期預(yù)警：在人員證卡過期前規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負(fù)責(zé)人；

　　3)未申請(qǐng)任務(wù)直接登陸作業(yè)設(shè)施的人員統(tǒng)計(jì)報(bào)警：針對(duì)實(shí)行出海任務(wù)審批流程的地區(qū)，對(duì)未申請(qǐng)任務(wù)直接上作業(yè)設(shè)施的人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負(fù)責(zé)人；

　　4)所在任務(wù)未通過相關(guān)部門審批而登陸作業(yè)設(shè)施的人員統(tǒng)計(jì)報(bào)警：針對(duì)實(shí)行出海任務(wù)審批流程的地區(qū)，對(duì)所在任務(wù)未通過相關(guān)部門審批而登陸作業(yè)設(shè)施的人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負(fù)責(zé)人；

　　5)出海時(shí)未在指定碼頭/機(jī)場(chǎng)進(jìn)行安檢的人員統(tǒng)計(jì)報(bào)警：對(duì)出海時(shí)未在指定碼頭/機(jī)場(chǎng)進(jìn)行安檢的人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負(fù)責(zé)人；

　　6)作業(yè)設(shè)施未正常刷卡人員統(tǒng)計(jì)報(bào)警：對(duì)出海時(shí)未在相應(yīng)作業(yè)設(shè)施正常刷卡的人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)警，并以郵件的方式通知人員所在單位系統(tǒng)負(fù)責(zé)人。

　　6.產(chǎn)品介紹

6.1CY-TZB-200/201電子標(biāo)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(jī)+WIFI/GPRS+三防