高林峰

上海白龍港污水處理廠是亞洲最大的污水處理廠，工廠的安全、穩(wěn)定、高效運行事關(guān)整個上海市的政治、經(jīng)濟、民生等各個方面，經(jīng)過長期建設(shè)，廠區(qū)配置的圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災(zāi)報警、消防、給排水、采暖通風(fēng)等輔助系統(tǒng)均為獨立設(shè)置，未整合集成到一個大平臺下，有些系統(tǒng)還不完善，各輔助系統(tǒng)的配置功能較簡單。

于是，該廠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對影響污水處理廠運行的人員、環(huán)境、設(shè)備運行狀態(tài)實施全方位智能監(jiān)測，構(gòu)建了一套污水處理廠智能安全管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了安全警衛(wèi)、人員定位（一期）、電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、?；饭芾?、動力監(jiān)測和后臺信息管理平臺（二期），達到了“智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理、智能驗證”要求，實現(xiàn)了污水處理廠智能輔助運行管理，為全廠安全、穩(wěn)定、高效運行提供技術(shù)支持，對推動上海市乃至全國的污水行業(yè)技術(shù)升級具有重大示范意義。

主要系統(tǒng)功能

項目一期系統(tǒng)主要包括綜合管理系統(tǒng)、廠區(qū)門禁及訪客管理系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、重點區(qū)域人員識別系統(tǒng)。軟硬件包括人員身份識別卡、人員身份識別卡讀寫裝置、門禁設(shè)備、門禁控制器、車牌識別攝像頭、訪客系統(tǒng)軟件、考勤機、考勤系統(tǒng)軟件、綜合管理系統(tǒng)軟件等，實現(xiàn)對內(nèi)部員工、訪客身份的識別。

系統(tǒng)以人員身份識別卡為中心，擴展污水廠多個應(yīng)用，包括綜合管理系統(tǒng)、廠區(qū)門禁及訪客管理系統(tǒng)、考勤管理、重點區(qū)域人員識別系統(tǒng)，并通過標準的第三方接口規(guī)范、報文接口、應(yīng)用程序接口、卡操作接口，實現(xiàn)各個系統(tǒng)間的對接整合、數(shù)據(jù)共享。

電子門禁帶有考勤功能，人員進出實時記錄；各類人員分類管理：分別識別出廠內(nèi)自有人員、施工人員和參觀人員，人員身份對應(yīng)權(quán)限不同；崗位不同權(quán)限不同，級別不同權(quán)限不同；識別系統(tǒng)可分為雙重識別，身份卡識別和生物識別（如指紋、視網(wǎng)膜等），權(quán)限可細化到從車間大門直至相關(guān)設(shè)備使用等；（此為擴展功能）出入廠區(qū)大門可自動識別本單位車輛（自動開門）和施工單位車輛，通行期限權(quán)限，出入時間權(quán)限，尤其是下班后，非本單位車輛無法出入本廠區(qū)。

重點區(qū)域人員識別：（脫水機房、配電間、中控室、化驗室等生產(chǎn)場所）進入該重點區(qū)域均有出入識別記錄；人員進入未經(jīng)許可范圍內(nèi)，有報警有提示，向本人、相關(guān)人員及中控室，值班室等發(fā)出報警信息，車間內(nèi)出現(xiàn)聲光報警；重點場所的識別采用門禁系統(tǒng)識別，即封閉區(qū)域原則上設(shè)置進出口門禁各一個，用以捕捉人員信號，開放區(qū)域可采取紅外對射等智能識別方式，盡量少采取硬件及開挖改造。

分區(qū)域硬件系統(tǒng)布置設(shè)計

門衛(wèi)區(qū)域

訪客。在門衛(wèi)室內(nèi)布置臺式雙屏訪客一體機、發(fā)卡機、人員識別卡。臺式雙屏訪客一體機，具有通過刷身份證信息獲取人員的詳細信息功能。不需要人工輸入來訪人員的相關(guān)信息。帶有攝像頭功能，支持來訪人員拍照。當來訪人員登記信息后，門衛(wèi)通過發(fā)卡機給來訪人員進行制臨時卡，發(fā)臨時卡給來訪人員，并限定臨時卡的活動區(qū)域僅為行政綜合樓。

人員進出。在門衛(wèi)處的人員通道布置擺閘、門禁控制主機和區(qū)域識別定位基站。人員通道擺閘上集成安裝感應(yīng)式門禁讀卡機。人員刷卡通過后，擺閘自動關(guān)閉。布置在門衛(wèi)處的區(qū)域識別定位基站自動讀取人員識別卡，與感應(yīng)式門禁讀卡機一起進行雙重識別。以防多個人員連續(xù)進入，通道無刷卡記錄現(xiàn)象。

車輛進出。在廠區(qū)門衛(wèi)處布置車牌識別系統(tǒng)。采用車牌識別技術(shù)對進出廠區(qū)大門的車輛進行識別管理。車牌自動識別系統(tǒng)，采用高清一體網(wǎng)絡(luò)攝像機，相機內(nèi)自帶識別算法，內(nèi)置多核CPU芯片，識別率高，識別速度快，性能穩(wěn)定。有強光抑制，亮度補償?shù)饶艽_保設(shè)備更好地適應(yīng)不用地域不同場所。相機采用6mm定焦鏡頭，調(diào)試方便，可以免去后續(xù)變焦鏡頭需要調(diào)焦的麻煩。系統(tǒng)可以兼容地感觸發(fā)和視頻流觸發(fā)兩種工作模式，應(yīng)用范圍廣，對臨時車自動車牌識別，根據(jù)進出場時間進行實時記錄，無需取卡，車輛可無障礙出入廠區(qū)，為廠區(qū)車輛管理提供了一種嶄新的服務(wù)模式。系統(tǒng)可以把黑白名單下載到相機，即使電腦脫機，相機也可以根據(jù)黑白名單對固定車輛進行車牌識別并給予放行。系統(tǒng)自動識別進入廠區(qū)車輛的號碼和車牌特征，驗證用戶的合法身份，自動比對黑名單庫，自動報警，并可對整個廠區(qū)情況進行監(jiān)控和管理，包括出入口管理，內(nèi)部管理，采集，存儲數(shù)據(jù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)，以便管理員進行監(jiān)控、維護、統(tǒng)計、查詢和打印報表等工作。車輛出入廠區(qū)，完全處于系統(tǒng)監(jiān)控之下，使廠區(qū)的出入，防盜，車位管理完全智能化、自動化并具有方便快捷，安全可靠的優(yōu)點。

入口部分

車輛達到廠區(qū)入口攝像機識別區(qū)域，自動識別車輛車牌號碼，并對車輛類型作出判斷。

內(nèi)部車：自動開閘放行，車輛進入時間及圖片保存數(shù)據(jù)庫。顯示屏顯示車牌號和時間，同時語音播報。

臨時車：車牌識別系統(tǒng)能自動識別車輛為臨時車，并保存車牌號碼和抓拍車輛圖片，保存入口抓拍圖片到數(shù)據(jù)庫。與系統(tǒng)登記的車牌比對，若已登記且為可放行的臨時車輛，自動開閘放行，顯示屏顯示車牌號和時間。否則不予放行，顯示屏顯示“請登記”等信息，同時語音播報。

出口部分

車輛到達廠區(qū)出口攝像機識別區(qū)域，自動識別車輛車牌號碼，并對車輛類型作出判斷。

內(nèi)部車：識別到車牌后，判斷為內(nèi)部車輛，自動開閘放行，車輛離開的時間及圖片保存數(shù)據(jù)庫。顯示屏顯示離開時間和車牌號同時語音播報。

臨時車：系統(tǒng)能自動識別車牌，判斷為臨時車，且已辦理離開的手續(xù)后，自動開閘放行，車輛離開的時間及圖片保存數(shù)據(jù)庫。顯示屏顯示離開時間和車牌號，同時語音播報。否則不予放行，顯示屏顯示“請辦理離開”等信息，同時語音播報。

辦公區(qū)域

綜合樓。在綜合樓的房間門布置感應(yīng)式門禁讀卡機、開門按鈕、門禁控制主機。在綜合樓的考勤點布置門禁考勤一體機，用于考勤。在綜合樓的管理處布置讀卡寫卡機，用于臨時訪客及外來人員在廠區(qū)內(nèi)其他區(qū)域行動的再次授權(quán)。對于自動門，在房間門口布置進門感應(yīng)式門禁讀卡機、在房間門內(nèi)布置出門開門按鈕。在食堂布置消費機，用于員工刷卡消費。

中控樓。在中控樓的重點區(qū)域的房間門布置感應(yīng)式門禁讀卡機、門禁控制主機、區(qū)域識別定位基站。人員開門時必須刷卡和驗指紋才可開門，無權(quán)限人員無法開門。對于自動門，在房間門口布置進門感應(yīng)式門禁讀卡機、在房間門內(nèi)布置出門感應(yīng)式門禁讀卡機。區(qū)域識別定位基站實時讀取在辦公重點區(qū)域房間內(nèi)的人員識別卡，自動上傳人員所在區(qū)域位置信息。在中控樓的控制室內(nèi)布置系統(tǒng)服務(wù)器。

生產(chǎn)區(qū)域

生產(chǎn)考勤點。在生產(chǎn)考勤點布置門禁考勤一體機，用于考勤。

生產(chǎn)危險區(qū)。封閉式生產(chǎn)危險區(qū)域，在該區(qū)域的房間門口門內(nèi)布置感應(yīng)式門禁讀卡機、門禁控制主機、區(qū)域識別定位基站、人體紅外三鑒探測器、聲光語音報警系統(tǒng)。人員開門時必須刷卡和驗指紋才可開門。無權(quán)限人員無法開門。對于自動門，在房間門口布置進門感應(yīng)式門禁讀卡機、在房間門內(nèi)布置出門感應(yīng)式門禁讀卡機。區(qū)域識別定位基站實時讀取在該區(qū)域房間內(nèi)的人員識別卡，自動上傳人員位置信息。人體紅外三鑒探測器布置于房門內(nèi)的門口處，當有人員進入，人體紅外三鑒探測器自動感應(yīng)、上傳后臺，系統(tǒng)根據(jù)區(qū)域識別定位基站和紅外三鑒探測的信息。綜合判斷，若區(qū)域識別定位基站沒有讀取到人員識別卡，紅外三鑒探測器感應(yīng)到有人進入，系統(tǒng)判斷為非法進入，啟動聲光語音報警器進行報警。報警解除，現(xiàn)場有權(quán)限人員在出口處的報警解除讀卡機進行指紋解除報警?；蛴芍行谋O(jiān)管人員解除報警。人員離開封閉式重點區(qū)域時，在感應(yīng)式讀卡機刷卡開門。

防爆區(qū)域。廠內(nèi)消化區(qū)域為防爆區(qū)域，在該區(qū)域處布置防爆型數(shù)據(jù)分站、防爆型讀卡基站、防爆型聲光語音報警器、防爆型解除報警讀卡器和防爆型不間斷電源。當人員進入該區(qū)域的入口處時，區(qū)域識別定位基站自動讀取該人員識別卡，若該人員無權(quán)限進入該區(qū)域，系統(tǒng)啟動聲光語音報警器進行報警。當有授權(quán)人員帶非授權(quán)人員進入該區(qū)域時，區(qū)域識別定位基站自動讀取到非授權(quán)人員進入，系統(tǒng)啟動聲光語音報警器。當沒有帶卡人員進入該區(qū)域時入口處時，被紅外三鑒探測器感應(yīng)到，但區(qū)域識別定位基站讀取不到人員識別卡，系統(tǒng)判斷為非法入侵，立即啟動聲光語音報警器進行報警。解除報警，授權(quán)人員在報警解除讀卡機上刷卡，取消報警，或由中心監(jiān)管人員解除報警。

總結(jié)

通過采用本項目研究的成果，可以大幅度減少污水廠現(xiàn)場運維工作量，提高運維管理工作質(zhì)量，預(yù)防和減少因安全監(jiān)控不到位、人員活動越限等原因?qū)е碌氖鹿?，大幅度提高工作效率，降低運維成本。下一步系統(tǒng)將進入二期開發(fā)將電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、?；饭芾?、動力監(jiān)測納入后臺信息管理平臺解決電氣設(shè)備狀態(tài)缺陷、設(shè)備操作維護不到位等問題，為提高大型污水處理廠的智能化安全管理水平打下了堅實基礎(chǔ)，同時廣泛采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決生產(chǎn)實踐中的難點問題，將進一步促進無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，促進其行業(yè)應(yīng)用，形成新型產(chǎn)業(yè)鏈。