物联网技术助力特种设备安全监察

　　改革开放30年来，我国特种设备安全监察事业取得了长足的发展，特种设备事故率下降了30多倍，近几年也保持了平稳下降态势，但是，从总体上看，我国特种设备事故率是工业发达国家的4至6倍，这些事故中80%以上发生在使用环节。

　　特种设备的重大事故几乎都是各类微小和不易察觉的隐患和故障长期积累而成，都是由量变到质变的过程，因此，通过科学的预测方法，采用有效的技术手段，及时侦测出设备的故障和非正常现象，就可以提前预知特种设备的运行是否向更危险的发向发展而提前采取措施。

　　随着日韩基于物联网的“U社会”战略，欧洲“物联网行动计划”以及美国“智能电网”、“智慧地球”计划的推出，物联网成为各国当前应对金融危机、提升综合竞争力的重要手段。物联网技术是以物联网为数据传输技术、综合了RFID(Radio Frequency Identification射频识别技术，缩写RFID)、传感技术、图像技术、GIS(地理信息系统Geographic Information System)技术、SaaS(Software-as-a-service软件运营服务)技术、人工智能、云计算技术于一体的物物相联的数据网络，实现人和物的智能感知、自动识别、自动定位、自动追踪、信息追溯、智能管理、大规模数据挖掘、被动决策、主动决策，实现物物相联、人人相关、人人相联的智能信息化数据链。

　　现代信息技术的发展和大型数据分析软件的成熟化，尤其是物联网这种综合信息技术应用模式的出现，使通过信息化技术装置来实现特种设备安全预测提供了可能性。运用物联网技术构建不同设备、不同企业分类监管模式，把特种设备使用单位的安全责任有效落实到生产经营的每个环节、每个岗位、每个作业过程，最大程度预防重大事故的发生，并可同时实现事故发生后的应急救援指挥及快速责任追溯。

运用物联网技术构建分类监管模式

　　物联网正在以前所未有的速度高速发展，在行业信息化管理平台中应用物联网技术建立了集人员安全管理、资产管理、特殊设备管理的信息化综合管理系统，可以极大地提高行业管理水平和安全生产水平。

　　物联网数据监控平台包含了数据库、前端设备状态监测、警报控制、应用控制、日志模块、报表系统等;具备设备运行状态实时监测、关键部位失效状态、管道泄漏、设备能效监测(如锅炉等)、传感终端状态监测、RFID终端状态监测、临界警报、运行统计、周期报表、设备台账、维护记录、数据访问控制、权限管理、共享接口等。

　　基于无线传感网的特种设备运行安全监控

　　对于后装系统，采用在关键部位安装基于ZigBee(Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术)和3G通讯技术的无线传感器及数据网关，监测特种设备关键部位状态(如锅炉、工业压力管道、移动压力容器、起重设备等)，以出厂参数和特种设备检测标准为基准数据，以《特种设备安全监察条例》和《安全生产法》为法规依据，对特种设备运行进行实时监控，实现特种设备故障预警、事故报警。

　　对于前装系统，采用与设备控制系统接口的方式，实现设备状态的实时监控，以特种设备检测标准为基准数据，实现特种设备的实时监控和故障预警、事故警报。

　　基于RFID的特种设备关键部位失效监控

　　采用专用RFID标签，监控大型游乐设施(如客运索道、摩天轮、过山车、海盗船等等)的关键部位安全螺栓，采用集成传感器的RFID标签监控关键动力部位(气缸、轴承等)状态，实现特种设备关键部位的监控。以特种设备检测标准为依据，以《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》为参考，实现特种设备的安全状态预警和事故警报。

　　特种设备维保状态及人员资质监控

　　根据国家质检总局特种设备安全监察局对于安全事故的报告，特种设备事故多发生在使用阶段，其中违规操作、维保缺失(如电梯)是主要原因。依照《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》的规定，对有可能发生重大安全事故的设备必须有经过专业培训并取得上岗资质的人员方能进行操作和参与维护保养工作。但现实情况是许多特种设备使用单位、维保单位为节省成本逃避检验、聘用无证人员的现象屡禁不止，因此，对于操作和维保人员的资质、维保状态的监控成为最大难题。采用RFID、人脸识别、人体感应技术构建的人员资质监控系统是解决这个难题的重要技术手段。

　　系统由前端终端和监控平台组成，前端终端集成RFID、人脸识别、红外人体感应、图像采集和通讯模块组成;以人员上下岗刷RFID卡实现人员基础信息的采集，通过人脸识别与RFID卡内人员信息进行校验，防止借证、伪证人员对设备的操作，通过图像采集系统可在发生预警或故障时对现场进行图像采集。

　　特种设备维保状态及人员资质监控系统对于电梯、锅炉、起重机械等经常发生借证、无证上岗操作的设备使用单位可起到严格管理的目的。

　　电梯使用按照《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》的规定，必须进行定期维保，并且必须是具备维保资质人员进行现场工作，本系统可实现维保日期预测、维保状态预警、维保人员资质监控、维保人员工作内容监控、定期巡检监控、梯内人员数量监控、紧急状态求助等功能，可达到对维保工作和人员的准确监控。并且预留有电梯设备运行状态接口，可协调电梯生产厂商与终端进行数据接入，同时实现运行状态的监控。

基于多部位应用的监控平台软件系统

图1  监控平台软件系统示意图

　　从监控平台软件系统示意图(见图1)可见，数据监控系统包含了数据库、前端设备状态监测、警报控制、应用控制、日志模块、报表系统、图像处理、语音处理、GIS、事故分析、预案分析等功能模块;具备设备运行状态实时监测、关键部位失效状态、管道泄漏、设备能效监测(如锅炉等)、传感终端状态监测、临界警报、运行统计、设备生命周期监控、维护记录、数据访问控制、共享接口等功能。

　　数据平台以应用对象为目标，参照SAAS模式，依据各用户需求，提供相应功能模块。系统包含了安全监察、检验状态、人员资质、设备运行状态、维护保养状态、事故预警、事故模拟仿真、应急救援仿真等子功能，为安全监控、质检、特种设备检验、设备厂商、设备修护单位和业主提供个性化服务。

　　基于物联网技术的特种设备安全监察系统运用了先进综合的信息技术，符合国家安全生产和特种设备安全监察规定，可以有效实现设备安全状态、设备能效、设备检验状况、设备维保状况、操作人员资质等与特种设备紧密相关的设备使用情况及从业人员的实时数据监控，从而实现设备故障预警、事故预警、事故责任追溯、事故应急救援指挥等特种设备安全及生产安全责任追溯与事故处理，为特种设备安全监察和安全生产提供了可靠的数据依据和有效的监控手段，可有助于降低事故率。

　　编辑 韩 颖