智能巡检定位系统在煤化工安全生产管理中的应用

一、引言

在煤化工产业蓬勃发展的当下，其生产环境复杂、安全风险高的特性愈发凸显。传统安全生产管理方式在面对大规模、复杂流程生产时渐显乏力。智能巡检定位系统融合先进技术应运而生，它能精准掌握人员设备位置，高效完成巡检，及时预警风险，为煤化工安全生产管理注入新活力，开启安全生产智能化管理新篇章。

二、智能巡检定位系统概述

2.1 系统构成

智能巡检定位系统由硬件设备与软件平台协同构成。硬件方面，涵盖定位标签、基站、传感器以及智能终端。定位标签供人员佩戴或安装于设备，用以发射位置信号；基站均匀分布于厂区，接收标签信号并传输至后台；传感器负责采集温度、压力等环境与设备数据；智能终端如巡检人员手持设备，用于接收任务、反馈情况及查看信息。软件平台则集成定位算法、数据分析、任务管理等模块，对硬件采集的数据进行处理与分析，为安全生产管理提供决策依据。

2.2 工作原理

系统主要运用多种定位技术，如 UWB 超宽带、蓝牙、GPS 等。以UWB 为例，其通过测量信号在定位标签与基站间的飞行时间，精准计算标签位置，实现亚米级定位精度。传感器实时采集设备运行参数与环境数据，借助有线或无线网络传输至软件平台。平台运用算法对数据深度分析，若发现设备参数异常或人员进入危险区域，即刻触发预警机制，向相关人员发送警报信息。

2.3 系统优势

相比传统巡检方式，智能巡检定位系统优势显著。在精准定位方面，可实时精确掌握人员与设备位置，误差极小。在高效巡检上，能依据预设路径智能规划巡检任务，自动记录巡检结果，大大提升巡检效率。预警功能更是强大，可对设备故障、人员危险行为提前预警，为安全管理争取宝贵时间，降低事故发生几率。

三、智能巡检定位系统在煤化工安全生产管理中的应用

3.1 人员安全管理

在煤化工生产中，人员安全至关重要，因其涉及高温高压设备、有毒有害气体及复杂管道网络，任何疏忽都可能引发严重事故。智能巡检定位系统为每位员工配备轻量化防爆定位标签，标签内置三轴加速度传感器，可实时捕捉人员运动状态，通过厂区布设的 5G 基站实现每秒 10 次的位置更新，定位误差控制在 0.5 米以内。系统根据工艺风险等级划分红、黄、蓝三级电子围栏，当员工因操作失误或认知偏差进入红色危险区域时，标签会立即发出 90 分贝声光报警，同时在中控室三维地图上高亮显示人员位置，安全管理人员的智能终端同步收到包含实时坐标、人员姓名及周边危险源的预警信息。

3.2 设备巡检管理

设备稳定运行是煤化工生产的基础，尤其是气化炉、变换炉、合成塔等核心设备的连续运转直接决定生产效率。智能巡检定位系统基于设备MTBF（平均无故障时间）数据库和实时工艺参数，通过 AI 算法动态生成巡检计划，例如对运行超过 800 小时的煤气压缩机，系统会自动增加振动监测频次，并将任务推送至巡检人员的北斗定位智能终端。终端采用IP68 防护标准，内置红外热像仪和超声波检测仪，巡检时扫描设备专属RFID 标签即可调取设备历史数据、标准参数范围及上次巡检问题，支持以图文、语音或视频形式记录当前状态，数据实时上传至云端平台。

3.3 隐患排查与治理

智能巡检定位系统融合传感器数据与人员巡检信息，构建全方位的隐患排查网络，有效解决传统模式下 “看得见的管不了，管得了的看不见” 的管理难题。在煤气化装置区，部署的分布式光纤传感器可实时监测管道表面温度场分布，当某段管道温度超出阈值 2℃时，系统自动触发巡检任务，将精确到米级的异常位置发送给就近巡检人员，人员到达现场后通过 AR眼镜扫描管道，即可查看该位置的历史温度曲线、防腐层厚度及最近一次检修记录。管理人员在软件平台可查看隐患的三维空间分布热力图，按 “火灾、中毒、爆炸” 等风险类型进行分级，对重大隐患自动生成包含整改步骤、所需备件及责任人的闭环管理单，系统通过定位标签追踪整改人员到岗情况，超时未完成项会逐级向管理层预警。

四、应用案例分析

4.1 案例背景

某大型煤化工企业坐落于我国重要的能源化工基地，年产能达百万吨级，涵盖煤制烯烃、煤制乙二醇等多条核心生产线。厂区占地面积广，包含数十个生产装置区、原料及产品储存区、公用工程区等，生产流程涉及高温高压反应、有毒有害介质处理等高危环节，日常在岗员工超过 2000人。传统安全生产管理中，巡检依赖纸质记录和人工打卡，单次装置区巡检需 6-8 小时，且存在漏检、数据滞后等问题；人员定位仅依靠门禁系统，无法实时掌握动态，曾发生过员工误入受限空间未及时发现的险情；隐患排查主要依赖员工经验上报，2023 年有 37% 的隐患因发现不及时导致轻微事故。为突破管理瓶颈，该企业于 2024 年初引入智能巡检定位系统，旨在构建全流程安全管控体系。

4.2 系统实施过程

该企业采用 “分步部署 + 全域覆盖” 策略，首期在高危装置区部署300 余个 UWB 定位基站，形成 3D 网格化信号覆盖，定位精度达 0.3米；同步为 1200 名一线员工配备防爆型定位标签，标签具备防水、抗电磁干扰特性，可耐受 - 40^∘C 至 85^∘C 的极端环境；为 200 名巡检人员配置搭载安卓 13 系统的智能终端，终端内置红外测温模块和气体检测接口，支持离线数据缓存。软件平台方面，联合技术厂商开发专属模块，与企业现有 DCS 控制系统、MES 生产执行系统实现数据互通，可自动关联设备台账与实时工艺参数；定制开发 “双盲应急演练” 功能，能随机触发模拟险情测试响应能力。实施期间，分批次开展 15 场专项培训，覆盖操作岗、管理岗及维保人员，通过 VR 模拟考核确保全员掌握系统操作，培训考核通过率达 98.7% 。

五、结论

智能巡检定位系统在煤化工安全生产管理中展现出强大功能与显著优势，有效提升人员安全保障、设备巡检效率与隐患排查治理水平，为煤化工企业安全生产提供坚实技术保障。随着技术不断进步，该系统将在煤化工行业得到更广泛应用与深化发展，助力行业向更安全、高效、智能的方向迈进，推动煤化工产业持续健康发展。

参考文献

[1]常城,舒志兵,陈守林,等.基于 UWB 的智能巡检机器人定位系统研究[J].机床与液压,2024,52(09):22-29.

[2]朱将勇,李鹏,李翔,等.城市轨道交通车辆智能巡检机器人定位系统[J].铁道运输与经济,2023,45(01):130-136.

[3]杨琳.基于 WiFi 指纹的智能巡检机器人定位系统研究[D].西安建筑科技大学,2021.