基于物联网的海上油井出海人员实时动态跟踪管理系统

　　1.系统介绍

　　1.1项目背景

　　海上作业在大多数情况下是很复杂的，如果发生井喷失控、火灾与爆炸、平台遇险、飞机或者直升机失事、船舶海损、油(气)生产设施与管线破损/泄漏、有毒有害物质泄漏、放射性物质遗散；人员重伤、死亡、失踪及暴发性传染病、中毒；溢油事故、自然灾害以及其他紧急情况等特殊情况，不仅会带来巨大的财产损失，同时也严重威胁了海上作业人员的人身安全。

　　当事故发生时，如何在第一时间知道掌握作业人员的位置信息，以便及时作出判断，并采取相应措施变得尤为重要。

　　1.2实施目的

　　中国·创羿科技从客户的角度出发，凭借自己先进的技术和优秀的开发团队，针对目前的社会实际情况，开发出海上作业人员定位管理系统。该管理系统实现了海上人员工作环境的区域定位，可随时了解工作人员的区域位置。

　　中国·创羿出海人员动态跟踪管理系统采用最先进的ZIGBEE技术，针对海上工作人员管理与监控的需求，专门设计开发的一套软硬件结合的应用系统，是一种安全可靠的智能化管理系统，从真正意义上实现海上作业人员管理的信息化，为海上作业人员人身安全提供了可靠保障。

　　出海人员动态跟踪管理系统是为满足客户对所管辖海域内的钻井平台、采油平台以及陆上终端等设施、设备、场地实现人员动态跟踪管理需要而设计。该系统为安全管理者、生产管理者提供网络化的管理平台和信息化技术手段，实现作业人员的动态管理和作业流程的在线审批，提高了工作安全管理和生产管理的效率。

　　2.系统功能

　　2.1作业人员管理

　　为每个海上作业人员配置一个有源标签（卡式），每个有源标签都有自己的唯一ID号，作为工作人员的唯一标识。

　　标签内信息可设置姓名、年龄、性别、部门、照片等相关基本信息，因为该电子标签是有源的，所以工作方式是主动式，可以不停地向外发射ID号信息。

　　在作业平台的各个主干道、工作区和生活区域等各个位置安装数个读卡器（安装数量和位置根据现场情况而定），实现需要监控的区域不出现读不到标签信息的盲区。

　　当有佩戴标签的作业人员进入某个读卡器的识别范围之内时，读卡器接收到标签信息，通过无线传输方式或者其他中间设备把信号传给系统终端，通过对照ID号数据库就能看到人员的详细信息。

　　每个监控区的固定式读卡器可以通过软件设置使其在固定的时间间隔进行监控，比如设置30秒自动刷新一次，即实现自动执行一次。

　　2.2承包商人员管理

　　当有承包商申请出海任务，通过审核后需要登录作业平台，进行海上作业，然而承包商中不但有技术工程师，还包括施工作业人员，人员多且乱，只靠人员管理很难达到一定的效果。

　　在承包商通过审核后，需要向管理人员提交所有出海人员的详细资料及照片，管理人员进行相关资料的录入和统计。给每个承包商分发一个临时的有源标签卡，作为此次作业的临时身份标识，标签内存储人员姓名、年龄、性别、部门、照片等相关基本信息。

　　承包商完成整个项目撤离作业平台时，可通过系统注销所有承包商的人员信息，卡片收回，循环利用。

　　2.3人员实时监控

　　在读卡器可覆盖范围内，当读取到电子标签信号后会通过通讯接口或者无线传输方式（GPRS/CDMA/WIFI/蓝牙）传输到监控上位机；

　　根据信号传输的情况，在电子地图实时显示所有小区内部人员的区域位置，监控人员可动态掌握人员数量和实时分布情况，鼠标移至人员图标上，便可查看人员详细信息。

　　2.4人员查找定位

　　输入人员姓名或编号便可快速定位要查找的人员所在区域。

　　2.5远程监控视查

　　读卡器读取到信息后，可通过WIFI,GPRS等方式将信息传输给数据中心，且可通过互联网对系统进行操作，可实现在监控中心对平台现场的远程管理和监控。

　　3.作业原理

　　根据操作台的大小来布置若干定位器，对操作台进行全覆盖。当操作台上有非授权人存在或者工作人员在非授权的情况下离开操作台，即：工作人员的标签信号被异常读取或者读取不到信号时，系统及时报警。

　　为每个作业人员配置一个有源标签（腕带式或卡式），在楼梯、通道的各个主干道、工作区和生活区域等主要位置安装数个读卡器（安装位置根据现场情况而定），可实时接收整个工作区域人员佩戴的有源标签发送的信息数据，实现人员的实时定位。

　　在操作台内部划分定位区域，每个定位器根据需要设定小范围覆盖半径，全覆盖整个操作台。定位器根据后台设定时间，进行轮询读卡，定位每个工人在车间活动区块。根据定位间隔，描绘出每个工人实时行动轨迹。

　　4.系统特点

　　4.1技术特点

　　该系统运用ZigBee技术，ZigBee是一种无线连接,可工作在2.14GHz(全球流行)的无线通信技术,它具有如下特点:

　　低功耗:由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。时延短:通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms,活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

　　网络容量大:一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络,而且网络组成灵活。

　　可靠:采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

　　安全:ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证,采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

　　抗干扰：及时工作区域多数为金属结构，也可以很好的传输信号。

　　4.2产品特点

　　三防功能：系统中使用的读卡设备为防水、防潮、防摔、放尘读卡器，可在海上工作环境下正常使用。

　　标签信息可擦写，材料耐用：标签信息可擦写，使用寿命长达10年之久，卡式标签和腕带式标签均采用防水、防尘、防腐蚀的材料，经久耐用。

　　标签内置加速感应器：内置的加速感应器可以根据作业人员步行或跑动时气流的变化辨别移动的方向，且可测试器运动速度，根据此原理可计算出该标签的移动距离，从而实现了根据人员的精确定位功能。

　　识别距离可调节：Zigbee的读卡器识别距离可调节，根据客户需求设定最优识别距离，并且每个读卡器可以同时读取200个标签。

　　抗干扰性：该系统采用ZigBee技术，在野外、海上等恶劣环境中依然可以正常工作，不受金属、后墙壁等障碍物影响。

　　耗电量小，可充电：卡式标签和腕带式标签均采用可充电电池，由于ZigBee的低功耗技术，标签内电池使用时间长久，并且可以循环使用。

　　低温状态，电池正常工作：标签内电池可保证在-30°C~-40°C的环境下，依旧正常工作。即使在海上气温很低的情况下使用也不会受影响，目前，此款标签已经运用到了冷链物流系统中，效果得到了认可。

　　5.软件功能

　　5.1登录界面

　　用户通过输入自己的用户名和帐号进入系统，不同的用户对系统的访问权限不一样。

　　5.2用户信息管理

　　本模块实现了对所有系统后台信息的管理：用户帐号管理、用户角色管理、用户权限管理、人员证件类型管理、人员岗位名称管理、单位名称管理等。

　　5.3设备管理

　　1.读卡器管理
　　2.有源卡管理
　　3手持设备管理
　　本模块主要完成对人员相关证件有效性的审核、人员基本信息的采集和录入、人员各种证件扫描入库、人员与卡之间的一一对应关系设定等，包括修改、查询、打印、挂失、补发等。

　　5.4定位管理

　　本模块主要实现出海人员在海上作业平台上的人员安全管理，通过设备之间的读取关系实现人员的实时动态跟踪和定位：人员全天行程监控、区域人员监控、行动区域监控、行动时间监控、重点区域监控、定时清点人数。包括查询、修改、打印等。

　　5.5数据查询统计管理

　　本模块主要实现对人员当前状态的监控，动态跟踪人员作业情况；完成对出海人员历史出海记录的查询、统计及各种报表打印等功能。

　　1、查询模块主要包括：
　　1)人员状态查询：查询人员的当前状态；
　　2)人员出海记录查询：查询人员的历史出海记录；
　　3)证件过期查询：查询人员所持证件的有效期；
　　4)终端在线情况查询：查看当前各终端程序的在线情况；
　　5)项目周报查询：查看项目周报及系统运维周报。

　　2、统计模块主要包括：
　　1)作业设施当前人员统计：统计查询各作业设施当前作业人员信息；
　　2)作业设施历史人员统计：统计查询各作业设施历史作业人员信息；
　　3)承包商工时统计：统计各承包商人员作业工时；

　　5.6违规智能报警管理

　　本模块主要完成对系统运行过程中各终端用户不规范操作及人员小证过期、人员出海超期等信息的报警功能，并在相应的用户终端进行视觉、声音等提示。报警信息主要包括：

　　1)人员出海超过规定期限报警：对出海超过规定期限的作业人员，在作业设施终端程序和WEB端程序的作业设施当前人员统计模块中，均以红色标识显示；

　　2)证卡过期预警：在人员证卡过期前规定时间段内，以邮件的方式通知人员所在单位系统负责人；

　　3)未申请任务直接登陆作业设施的人员统计报警：针对实行出海任务审批流程的地区，对未申请任务直接上作业设施的人员进行统计，并以邮件的方式通知人员所在单位系统负责人；

　　4)所在任务未通过相关部门审批而登陆作业设施的人员统计报警：针对实行出海任务审批流程的地区，对所在任务未通过相关部门审批而登陆作业设施的人员进行统计，并以邮件的方式通知人员所在单位系统负责人；

　　5)出海时未在指定码头/机场进行安检的人员统计报警：对出海时未在指定码头/机场进行安检的人员进行统计，并以邮件的方式通知人员所在单位系统负责人；

　　6)作业设施未正常刷卡人员统计报警：对出海时未在相应作业设施正常刷卡的人员进行统计报警，并以邮件的方式通知人员所在单位系统负责人。

　　6.产品介绍

6.1 CY-TZB-200/201 电子标签

　　6.2 CY-RZGG-207/208 ZigBee 防水读写器+网卡/WIFI

　　6.3 中国·创羿CY-RMZ-206 手持机+WIFI/GPRS+三防