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红柳林煤矿智慧园区建设探索与实践

2023-04-23 00:43:36  来源:智能矿山杂志  作者:马海军
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红柳林煤矿智慧园区建设以解决园区安全管理、人员车辆管理、运营效率及人员体验等典型问题入手, 从提升管理效率, 降低园区综合运营成本,改善体验,提升园区安保水 平出发,以建设全国领先的智慧园区为目标,运用 5G、物联网、人工智能、大数据、云计算、3D建模、 数字孪生等新技术,以科技为园区赋能,打造“安 全、舒适、高效、绿色”的智慧园区,提升园区的 社会和经济价值。红柳林煤矿智慧园区建设内容包 括园区安全、舒适生活、便捷通行、智能运营四大 板块,涵盖职工衣、食、住、行、办公五大场景。 红柳林智慧园区的建设、应用情况及应用成就如下。

红柳林煤矿智慧园区建设内容

智慧安防

集成矿区541路监控摄像头,通过黑名单人员布控、黑名单车辆布控、关键岗位离岗、工服工帽检测、烟火检测5类安防布控算法,以及人员打架、人员聚集、人员吸烟、人员摔倒4类行为识别算法,通过园区三维可视模型实时展示告警事件发生的位置(图1),自动联动监控查看现场的实时画面,派发工单至相关人员快速前往现场进行事件处理。安保人员通过APP查看派发的工单,处置完成后通过APP填报事件的处理记录。

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 图1  红柳林煤矿智慧园区远程智慧安防

智能车辆管理

现有园区内车辆出入通行权限的申请只能通过纸质方式申请,不利于车辆信息的查看、管理、维护。车辆通行权限的下发需要管理员逐条录入车辆信息,下发到闸机设备。通过智慧园区管理平台将车辆通行权限申请、管理交由线上系统控制,同时保留纸质的申请方式,员工只需提交车辆信息,管理员审核后,开通车辆通行权限。车辆通行后,线上系统会保留车辆的通行记录、审核记录,方便 后续对通行信息进行查询追溯。最终实现对园区车 辆信息、车辆通行权限、车辆通行记录统一管控, 简化工作人员操作。

车位引导屏(图2)作为智能化停车管理,提高车位利用率,解决停车难问题有效的停车管理 手段,实现了车位引导。通过智能物联设备实现对 车位状态的实时监测,数据实时回传,数据实时分 析,并通过车位显示屏显示车位的实时状态,车辆 在进入园区后可以通过大屏清晰感知停车场的分布 位置、允许停放的车型以及实时的空闲车位状态, 车主可以快速前往指定的停车场,通过车位状态检 测和车位态势大屏辅助车辆在最短时间内找到合适 的停车场和停车位,避免了车辆找不到停车场,进 场后找不到车位,甚至互相抢车位而导致拥堵的现 象,提高了运营效率,使驾驶者感受到良好愉快的 服务,实现了轻松停车。

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图2  车位引导屏

智能门禁闸管理

实现了园区内人员、设备进出的安全,对出 入口实行实时监控管理,智能门禁闸管理系统如图3所示,人脸识别管理进行开启门禁。严格执行一进一出,起到防尾随作用。对园区内部与外部车辆进行统一管理授权, 实现严控车辆出入,实时统计车辆通过信息。

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图3  智能门禁闸管理系统

智能信息发布

现在红柳林煤矿智慧园区运管平台将多个LED 屏幕网络打通,统一交由线上管理,远程在线实现 信息发布,信息的展示内容及显示时间都可由系统 进行控制。同时提交的信息发布申请需要由各级部 门审批后才可发布,确保发布信息的正确性。智能信息发布平台如图4所示。

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图4  智能信息发布平台 

APP 移动终端

红柳林煤矿智慧园区APP移动终端涵盖衣、 食、住、行四大场景,应用丰富。目前提供包括园 区安全、便捷通行、舒适生活、智能运营四大板 块。提供客房管理、洗衣管理、浴室管理、智慧餐 厅等30多个应用,面向红柳林煤矿内部工作与生 活,同时提供便捷化、智慧化服务,实现了大事小事指尖办,掌上办、移动办。

数据智能决策

管理员通过制定车辆超速策略下发到雷达测速系统,实时检测园区主干道车辆行驶速度,检测到超速车辆实时拍照上报,系统生成车辆超速告警。系统根据车牌号信息和车主信息,将超速信 息通过短信方式通知车主。同一车主连续超速3次 后,系统自动将该车牌号移入黑名单中。同时智慧 园区系统平台通过时间、超速车主、超速部门等维 度查看园区车辆超速报表。

通过平台结合土壤湿度、天气情况制定灌溉 策略,当土壤湿度降低到临界值并且未来2天没有 充足的降水量时,平台自动下发灌溉任务,启动灌 溉,平台实时展示用水量及灌溉进度。依据现有智 能水表设备,根据用水量来检测灌溉是否进行,如 果用水量为0,则上报告警信息。通过平台查看灌 溉前后的湿度变化曲线,土壤湿度达到目标值时停 止灌溉。并可通过平台查看灌溉日志及灌溉详情。

洗衣管理

目前园区矿工工作服清洗采用手工登记方 式,缺乏统一的管理流程,存在矿工登记记录混 乱、查找不方便、管理粗放、错领他人衣物等问 题。通过平台将线下洗衣流程转移到线上管理(图5),员工通过刷脸识别提交洗衣申请,工作人员在规定地点收取衣物交由洗衣房,洗衣房工作人 员通过园区运管平台或APP移动终端完成衣物的清 洗、缝补、存放工作,实时在平台更新洗衣状态, 员工可以通过APP移动终端查看衣物清洗的节点, 掌握衣物清晰的最新动态。在送洗衣物时可以在园 区运管平台或APP移动终端完成洗衣件数的核对。 以便后期因为申请洗衣件数和实际洗衣件数不核 销,解决追责问题。

洗衣完成后会发送通知给员工,员工可通过 布设在取衣处的人脸识别屏幕进行刷脸识别,利用 人脸识别技术及人员信息鉴权技术对人员身份进行 识别,勾选需要领取的衣物信息并提交取衣记录, 洗衣房工作人员可以通过平台查看衣物的领取记录 和清洗记录,方便进行历史追溯。园区运管平台对 每天都洗衣数量进行统计分析,通过大屏可清晰查 看每天的衣物清洗进度。

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图5  智慧园区线上智慧洗衣管理

浴室管理

浴室管理分为贵宾浴室预约管理、员工更衣柜管理2个部分。目前园区的贵宾洗浴室无法与其他系统互通,贵宾只能电话预约或现场预约。洗浴 时存在洗浴用品不满足贵宾需求的情况,缺乏统 一、精细化的管理流程。针对上述问题,通过红柳 林煤矿智慧园区运管平台,将浴室的预约、分配、 使用、放到线上系统管理,行政或陪同人员可使用 在线预约的方式提前预约洗浴,取消纸质记录管 理,对整个浴室使用流程进行精细化管理。同一时 间段允许同一浴室可以有多个预约申请,如果存在 重复预约的情况,系统仅做提示, 不做强校验, 由管理员根据浴室情况决定可以预约还是驳回预约。 通过线上系统管理,实现对浴室预约的精细化管 理,减少浴室预约、使用过程中出现的问题。

目前园区员工洗浴更衣时,更衣柜采用手工 登记方式,缺乏统一、精细化的管理流程。通过红 柳林煤矿智慧园区运管平台, 将线下更衣柜管理转 移到线上管理(图6),管理员可直接通过线上对 更衣柜进行分配、变更、取消使用的操作。当更衣 柜损坏后,矿工可以发起维修申请,更衣柜管理员 则对更衣柜损坏情况进行核查,核查完毕后管理员 联系维修人员进行维修,维修完毕后告知管理员, 管理员检查无误后完成维修单,协助管理员做到对更衣柜的全流程把控和统一管理。

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图6  智慧园区运管平台浴室管理

客房管理

目前园区的客房人员入住信息主要依靠人工登记,客房管理也需要管理员通过纸质材料记录并统计,纸质记录可能出现丢失、破损等情况,会影响整个入住流程的进行。通过红柳林煤矿智慧园区运管平台,将客房管理交由线上系统进行管理(图7),住客可通过线上预约的方式提前申请入住,由管理员审核分配客房,并将结果以短信方式通知住客,对客房的预订、续住、审核、入住、退房进行无纸化、精细化管理,记录客房入住的每个环节数据,严格控制客房管理的各个流程。

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图7  智慧园区运管平台客房管理

餐厅管理

为提高园区的生活水平,通过红柳林煤矿智慧园区运管平台,将餐厅交由线上系统进行管理(图8)。支持建立食堂菜品库,菜品内容包含:菜名、价格、菜品标签(新菜、凉菜、热菜) 等信息。工作人员通过PC端或APP端,按照餐厅+窗口形式发布每个窗口的早、中、晚菜单,支持导入前一天菜单,协助工作人员快速进行每日菜单的发布。员工通过APP移动终端查看每日菜单,提前了解每天餐厅的菜品,减少员工在食堂选择菜品的时 间,避免造成吃饭高峰期餐厅的拥堵。

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图8  智慧园区运管平台餐厅管理 

公务接待

接待人通过移动端或PC端进行公务邀约,发起申请后,受邀人会接到短信通知,可通过打开短信中的链接填写基础信息后提交, 后勤部门审核通 过后,权限自动下发至门禁闸机, 受邀人可在预约时间内进出园区。 

园区交通

(1)违章管理

违章信息来源有测速雷达超速抓拍、监控违 章抓拍、违停人工上报3种,系统接收到违停信息后, 自动发送短信至车主,警告或通知车主到园区 内有关部门进行违章罚款缴费。管理员灵活可配置 违章处理规则,如在达到几次违章后进行罚款或加 入通行黑名单。

(2)物资出门证

将原有的纸质版物资出门证, 改为通过微信小程序线上提交物资出门申请单,填写司机姓名、联系电话、车牌号、物资设备明细等信息,相关审批 负责人通过“智慧红柳林APP”和“智慧矿区运营中 心管理系统”进行在线审批(图9),司机通过小程 序出示电子审批单,护矿队人员确认无误后放行。

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图9  智慧园区运管平台物资管理

访客管理

访客通过微信小程序填写基础信息和疫情防控信息后提交访客申请,被访人接收到申请通知后,在APP移动终端或PC端进行审核,审核通过后,权限自动下发至门禁闸机,访客可在预约时间内进出园区(图10)。

image.png图10  智慧园区运管平台访客管理

资讯管理

园区资讯管理,集成园区的微信公众号, 当有文章发布时,自动同步到系统内,管理员可以选择下发至移动端,员工可在移动端查看园区资讯。

灌溉管理

对园区文体中心西侧区域灌溉设备进行在线 控制(图11),同时根据天气情况、温度、湿度等条件制定自动灌溉策略。

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图11  智慧园区运管平台灌溉管理

消防管理

通过接收消防主机中烟感和温感的告警消 息,判断告警是否是真实告警,如果是真实告警进 行创建工单,指派给护矿队人员,通过线上接收消 防工单,护矿队人员去往现场进行处理,在“智慧 园区APP”中进行线上处理工单。智慧园区运管平台消防管理如图12所示。 

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图12  智慧园区运管平台消防管理

疫情防控

通过园区南门口的测温设备红外热成像+黑体 测温校准,准确检测进入园区人员体温情况,减少 护矿队人员与外界人员接触概率,避免交叉感染; 能够识别未戴口罩、体温异常、未戴口罩和体温异 常3类告警,告警消息上传到平台,管理员通过平 台进行创建工单,指派给护矿队人员,通过线上接收疫情告警工单,在“智慧园区APP”中进行线上工单处理(图13)。image.png

图13  智慧园区运管平台疫情防控管理

智慧灯杆

智慧灯杆包括智慧照明、 Wi Fi 、环境监测、视频监控、智慧广播、信息显示、一键报警、手机充电、投影灯、灯带等功能。通过“智慧矿区运营中心管理系统”可以查看园区的环境信息,包括温度、湿度、噪声、大气压、 PM2 .5、风速等。智慧园区运管平台环境信息 监测如图14所示。

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图14  智慧园区运管平台环境信息监测

5G 机器人

5G机器人主要包括室外巡逻机器人(只有单 点登录) 、室外扫地机器人(根据园区的地图制定 清扫区域和清扫路线,机器人自动执行任务进行清 扫)、室内机器人。

设施设备管理

对园区内硬件设备统一管理,包括摄像头、 门禁、车闸、人行闸机、机器人、灯杆、温度传感 器、电磁阀、水表、雷达测速仪,可以通过平台对 设施进行告警配置,告警类型包括设备阈值告警、 设备离线告警等,平台接收到告警后,管理员确 认告警真实性后,将创建工单给指定人员进行处 理,处理人员在“智慧园区APP”中进行线上处 理工单。

红柳林煤矿智慧园区现存问题

信息资源整合滞后

当前红柳林煤矿在积极地开展信息化与智能 化建设,并取得了一些成绩。但园区缺乏系统性的 资源利用与管理体系,且园区各个部门间的信息数 据未能很好地实现互联互通,存在信息孤岛现象, 因此园区对资源的有效利用受到了很大限制,园区 的业务发展也受到了影响。

综合化管理缺乏智慧应用

红柳林智慧园区综合化管理缺乏统一的管理 体系。园区对人员、车辆、环境、园区资产的管理还较为原始,未对数据信息进行统一的收集和分析。未实现信息化协同办公, 考勤、权限控制等应 用无法联动的情况时有发生; 并且没有针对人力资 源的精细化管理体系,导致企业管理成本高,且管 理效率低下。

信息安全体系滞后

随着园区信息化建设的不断发展,园区信息 安全体系的建设显得尤为重要。园区中的企业在信 息化发展过程中面临着巨大的信息安全挑战。首先 是终端安全的问题,终端设备类型多样,涉及的问 题包括如何有效管理接入、随时随地接入,如何 管控终端接入,安全策略如何集中快速下发到终 端等;其次是园区会面临着网络信息数据被泄露的风 险,信息泄密的方式有网络终端入侵、服务器数据联 网盗取、信息数据在网络传播的过程中被窃取等。

展  望

加强园区信息化基础设施建设  提升园区智能化水平

结合园区的实际需求,从提升基础设施信息 化、智能化水平的角度出发,充分利用云计算、大 数据、物联网等技术,进行园区信息化建设,同时 加强各类感知设施建设,包括视频监控、园区信息 采集装置等各类监测设备,打造园区更透彻的感知 控制、更全面的互联互通、更有效的资源共享、更 安全的信息保障、更协作的业务应用环境,从而提 升园区整体智能化水平。

构建园区三维可视化管理平台  实现运营管理高效化

以集约化、可视化的园区管理平台为载体, 通过GIS一张图和三维仿真建模,无缝集成对接园 区的视频监控、环境监测、管网监测、设备远程监 测、消防人防感应监测等设备终端,对园区的设备 自动化数据、环境数据、管网运作数据、人流数据、安全数据、视频通信数据等进行全方位、实时可视化管理,对园区的安全、环保、地理信息以及 公共服务等做出准确、高效的智能响应,从而提高 园区管理效率,降低园区运营成本。

构建园区综合服务平台  实现服务便捷化

以基于云计算的园区综合服务平台为载体, 有效集成和管理园区各类服务资源,统一接入园区 各个智能化服务系统,实现跨部门、多专业、综 合性的系统集成、协作的关联应用,并结合园区 APP、微信公众号等移动端,提供“一站式”智能 化应用服务,全面营造便捷化、移动化的园区互动 服务环境,提升园区整体信息化服务水平与质量。

总  结

红柳林煤矿将构建各业务系统内的全互联, 实现人、车、物、资产、设施的全联接,数据全融 合,进而实现各项工作状态全可视,业务全可管, 事件全可控,实现企业的持续卓越运营,建设智能 协同、高效节能、绿色环保的现代化一流煤炭企 业。按照整体规划,架构拉通,数据融合,分步实 施原则。

(1)阶段1:打基础,构建智慧园区整体架构,通过管理对象的全联接、数据的全融合,实现园区可视、可管、可控,初步建成井上智慧园区大脑。通过数字平台,将原本孤立的周界、门禁、消防、车辆、楼宇、群控、配电等业务子系统统一接入、汇聚、建模,形成综合分析展示、集成联动和统一服务的能力;同时在园区管理平台基础上为园区运营管理构建急用现行的各类智慧化应用,包括智能运营中心、安全管理、人员管理、车辆管理、环境管理、资产定位等应用。

(2)阶段2:持续演进和优化上层应用,实现数据全融合,业务全联动, 对象可感知,如员工健康管理体系、智慧文体活动中心(积分管理、智慧图书馆) 、智慧餐厅、人员定位和轨迹、运煤车超速识别、外运物料数字化、固体废物线上管理、下井安全检查等应用或场景。

(3)阶段3:匹配红柳林煤矿未来发展战略需求以及业界技术演进情况,打造统一大数据平台,实现“一平台”支撑智慧农业、智慧旅游、智慧牧业,实现科技赋能红柳林煤矿。


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