楊輝華

（江西銅業(yè)集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

2016年3月31日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關于開展智能制造試點示范2016專項行動的通知》，并下發(fā)了《智能制造試點示范2016專項行動實施方案》，并且在全國范圍內選擇了63家單位作為試點示范企業(yè)，江西銅業(yè)股份有限公司申報的“銅冶煉智能工廠試點示范”項目位列其中，貴溪冶煉廠（以下簡稱“貴冶”）成為銅冶煉行業(yè)唯一家智能制造試點示范工廠。

按照總體規(guī)劃、頂層設計，分步實施、務實推進的原則，貴冶智能工廠項目分兩期建設。本項目為一期建設子項之一，目標是建立基于多數據源融合的可視化聯合指揮中心，實現聯合、動態(tài)指揮，提高應急處理能力。

2 貴冶的調度指揮現狀和必要性分析

貴冶生產管控指揮的范圍包括全廠3760畝的廠區(qū)，從原輔料、產成品火車、汽車的進出廠業(yè)務的編組站，到備料、熔煉一系統、二系統、電解、硫酸、檢化驗中心、動力、選礦、一車間等配套的車間有20多個，涵蓋采購供應、生產、設備、物流倉儲、銷售、安全、環(huán)保、應急等企業(yè)全流程經營業(yè)務。

目前貴冶配置有生產調度指揮、安全保衛(wèi)調度指揮，沒有一個聯合指揮中心及包括全廠匯聚級的監(jiān)控大屏，各部門的生產調度依然是傳統模式，協同基本靠“打電話、跑現場、開會議”，效率低下。隨著智能工廠建設業(yè)務的不斷拓展，新增業(yè)務不斷接入，對現場的實時指揮調度、應急處理等提出了更高的要求，現有的調度指揮模式，難以滿足新增業(yè)務展示的需求。同時數字化的智能工廠還缺少一個對外展示智能工廠建設成果的窗口。

在智能工廠的整體架構中，若把網絡系統比作神經、信息系統比作大腦，則指揮中心就是大腦的中樞神經，它能夠及時的、全方位的、快速的把各類應急信息、圖像數據、環(huán)境位圖及現場情況真實并且實時的進行充分展示和預警，通過各類預警信息的智能推送和切換，給予調度指揮人員更準確及時的引導和提示，及時發(fā)出準確的指揮調度指令，處理和跟蹤現場問題的解決情況，大大提高指揮協同的能力及工作效率。

3 可視化指揮調度系統的建設目標

針對廠區(qū)現有各類音頻系統進行融合解決方案，保留原有通信方式，對接原有內部行政電話、調度電話、無線對講、手機等相關設備進行整合，真正實現一呼百應，簡化調度操作階層，提高生產指揮效率。

針對廠區(qū)已有視頻監(jiān)控子系統等視頻部分做整體融合，建設各視頻子系統互聯互通的音視頻融合通信系統，實現視頻監(jiān)控圖像分發(fā)至手機、視頻會商等功能，精簡設備、簡化操作。

對標同行業(yè)調度指揮水平，推進企業(yè)生產管控模式的轉型升級，基于科學的手段和系統智能預警推送，調整和優(yōu)化生產組織架構，整合資源，合理配置人力資源，提高執(zhí)行效率，降本增效。

4 建設內容

新建指揮中心大廳，負責全廠運行監(jiān)視、聯合指揮及參觀展示。

大廳建設面積150m2，在選址考察后，閑置的貴冶西區(qū)綜合樓一樓大廳在空間、結構、面積上都符合建設要求，利舊減少了投資。

拆除現有大會議室舞臺，沿弧度新建預估尺寸為3.41m（高）×11.62m（寬）全彩LED大屏，左右兩側各擴展一塊3.41m（高）×1.238m（寬）三色LED顯示屏, 全彩LED大屏間距規(guī)格小于等于1.667mm，并利用大屏幕后方空間作為維護通道和機柜布置區(qū)域。新建大屏采用弧形布置在大廳靠圓弧玻璃幕墻一側。為提高調度臺至大屏的距離，新建大屏左右兩端的顯示單元靠大廳立柱安裝，采用后維護支架安裝，簡潔方便。

建設包括大屏、大屏拼接控制器、視頻矩陣、中控、圖形工作站、移動多點觸控終端、服務器機柜、調度大廳控制臺和控制機房線纜整改等，及建設配套的可視化調度指揮系統，用于支撐呈現以上業(yè)務，實現大屏組態(tài)，綜合監(jiān)視、聯合指揮。

系統將把高清晰數字顯示技術、超窄邊拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術、網絡技術等科技手段的應用綜合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、技術先進、功能強大、使用方便的大屏幕顯示系統，從而為企業(yè)提供了一個網絡集中監(jiān)控平臺、信息資源共享平臺、分析決策平臺和指揮調度平臺。

通過大屏幕顯示系統，可以輕松實現直觀、實時、全方位地集中顯示各個系統的信息，各系統信息在大屏幕上可根據需要以任意大小、任意位置和任意組合進行顯示，并且對顯示信息進行智能化管理，以便于指揮中樞準確、實時全面的觀看和掌握各方面信息并做出正確的決策，大大提高了指揮調度決策（尤其在緊急情況處置時）的效率，增強了各信息顯示的直觀性和可操作性。

（1）前廳部分：面積大約40m2，分為接待室和茶水間。

（2）指揮大廳：面積約100m2，LED面積42m2，設置調度席位6個。

（3）機房設備區(qū)：面積大于10m2，設置大屏控制及融合通訊裝置及維護空間。

圖1 指揮中心平面布置圖

指揮中心整體技術架構：

圖2 總體架構圖

圖3 可視化指揮調度中心建設效果

5 可視化調度指揮系統的融合新應用

本可視化調度指揮系統融合了多種新技術和新功能，面對多業(yè)務多場景多系統的協同調度指揮需求，系統憑借獨具的智能預警和控制預案，通過音視頻多種級別及權限模式的控制，實現上級的管理者向下級發(fā)布指揮和調度命令，上下級各個部門、各級領導與下屬之間實時音、視頻信息的雙向交流，對突發(fā)應急情況，通過融合GIS、3維等新技術，可實現點對點指揮、點對多點指揮、多組指揮、插入指揮等多種融合可視化指揮調度方式?？赏扑秃驼{用監(jiān)視任意監(jiān)控點的圖像，并可廣播該圖像;多組指揮調度可同時調用監(jiān)控任意監(jiān)控點的圖像；支持指揮調度者對被指揮者，在指揮調度前的預覽。

主要表現在以下幾個方面。

（1）多種音頻融合接入與交互，實現單兵與指揮中心的協同溝通無縫互通。

通過融合通信平臺實現現有各種音頻系統（辦公電話、調度電話、對講系統、移動單兵、手機等）的統一接入，實現所有音頻系統的集中管理與調度，并通過融合通信與調度平臺實現各種音頻系統之間的無縫互通，以及與視頻系統、業(yè)務系統的交互。

（2）視頻智能推送和融合接入與交互，提高事件及突發(fā)現場定位和切入。

通過應急融合通信平臺實現現有各種視頻系統（廠區(qū)視頻安防監(jiān)控、工業(yè)電視監(jiān)控、視頻會議、移動單兵、智能手機等）的統一接入，實現所有視頻系統的集中管理與調度，并通過融合通信與調度平臺實現各種視頻系統之間的無縫交互，以及與音頻系統、業(yè)務系統的交互。

通過借助應急融合通信平臺實現現有各種視頻系統（廠區(qū)安保監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)控、視頻會議、移動單兵、智能手機等）的統一接入，實現所有視頻系統的集中管理與調度，并通過融合通信與調度平臺實現各種視頻系統之間的無縫交互，以及與其他音頻系統、業(yè)務系統的交互［2］。

（3）多業(yè)務系統接入與交互，實現6大業(yè)務系統的融合和聯動。

通過標準SDK接口實現和智能制造管理系統的融合對接，實現業(yè)務平臺和各種音、視頻系統的協同交互， GIS、3維可視化應用、PI實時數據與現有業(yè)務系統的融合對接，還實現了生產、供應鏈、能源、設備、安環(huán)及輔助決策6大業(yè)務應用系統的接入和融合交互。

（4）移動通信接入與交互，實現全廠范圍現場實況和處理信息的無縫集成。

提供基于4G/4G公網、LTE寬帶專網手持終端的多媒體調度業(yè)務，如公網集群對講通信、音視頻通話、應急會議、視頻采集回傳、視頻轉發(fā)/分發(fā)、定位信息回傳等。NB環(huán)境監(jiān)測信息的采集和接入，便于指揮中心實時監(jiān)控企業(yè)的安全環(huán)境數據和指標。

（5）扁平化調度聯動指揮，實現應急突發(fā)預案的執(zhí)行和統一聯動指揮。

在可視化智能指揮系統中涉及多種指揮調度手段，主要包括公網、專網（無線集群、PSTN、寬帶多媒體集群等）、視頻監(jiān)控及短信、GIS等。為提高效率，搭建一個不僅能夠和現有業(yè)務系統相結合，還能夠充分適應統一調度需要的多系統融合指揮平臺。在這個統一的可視化調度平臺上，指揮人員僅靠使用單一的終端就能夠完成有線、無線、常規(guī)、集群、視頻以及短信等調度操作，及時有效的解決多系統接入、可視化多目標指揮調度等問題，不僅能夠提高生產效率，而且還能夠簡化操作。

報警聯動：支持視頻設備、語音設備、設備融合聯動，支持設備報警聯動，報警后可以聯動視頻、音頻、指揮大屏幕設備。

接警會議：中心人員接警后，形成以案件編號為名稱的點對點通信。中心人員可以邀請其他人員（手機app，調度臺，PC操作臺，單兵等）加入形成多方會議。

框選邀請：GIS地圖上框選事發(fā)地點周圍的設備，多選邀請加入群聊共同處理緊急事件。

信息共享：群聊中可以互相推送文字、語音、錄像、圖片、地理位置，同時可以共享設備的點位信息，查看實時視頻。

（6） 預案管理，實現應急演練及突發(fā)事件的統一指揮和協同調度。

預案是指揮調度過程中的核心依據，預案依情況制定，規(guī)定了指揮調度過程中的指揮體系、保障體系、事件分級標準和響應機制。同時，體現指揮調度過程中的指導監(jiān)控機制、部門協作機制和上下級聯動機制等。預案管理系統，實現了事前規(guī)劃指導，事中快速響應，事后歸檔查詢［3］。

自定義配置：支持根據業(yè)務需求自定義配置標準流程，流程節(jié)點可以配置審批、任務發(fā)送、短信發(fā)送、播放視頻、視頻上墻業(yè)務功能。

預案執(zhí)行記錄：流程節(jié)點的執(zhí)行可實時記錄更新，以時間軸的形式展示，推送的圖片、視頻信息可以直接通過日志回放。

流程臨時編輯：預案流程執(zhí)行過程中，還未執(zhí)行到的節(jié)點，可以臨時修改配置，臨時修改的配置只在此次流程執(zhí)行過程中有效。

任務處理：流程中給配置的用戶發(fā)送任務處理，處理人進行任務的反饋，可以附帶圖片、視頻等參考信息。

（7）事件預警和定位，實現智能預警和推送，快速事件定位和響應。

事件預警：通過應用系統的應急預警處理模型，實現各類指標或異常事件的預警和消息、視頻推送，極大提高調度指揮人員的事件處理效率。

實現事發(fā)地點在GIS地圖上的定位，提供單事件、多事件定位功能。有助于調度人員了解事發(fā)地點周圍信息。

當特定情況報警后，可以在地圖上顯示報警源位置，并且可以快速與報警源可視通話。

（8）應急指揮，預置應急預案處置流程，演練與實操，全方位提升應急處理能力。

應急指揮功能主要保障兩大方面工作，一是日常值班值守工作，二是突發(fā)事件處置工作。通過大屏幕顯示系統、視頻圖像資源整合系統、視頻會議系統、綜合調度系統（有線、無線）、綜合應用系統、移動指揮6大系統。實現應急值守、應急預案、應急演練、信息發(fā)布、綜合研判、視頻會商、輔助決策、應急救援、應急回溯業(yè)務管理，建立企業(yè)集預警、處置、回溯一體化的應急指揮平臺，提高工廠對突發(fā)事件的應急指揮處理能力。

6 可視化調度指揮系統作用及特點

銅冶煉行業(yè)第一個集中可視化綜合調度指揮中心，集成了音視頻、多種業(yè)務系統、處置預案和預警預報，解決了企業(yè)之前調度指揮需要電話通知、現場觀察響應慢，處理依賴調度人員能力的情況，固化了企業(yè)常見問題及歷史事件的處理流程，實現企業(yè)綜合業(yè)務及應急事件的快速定位處理和可視化統一指揮和協同。

系統融合了GIS地理信息、車輛軌跡跟蹤、人臉識別、3D、NB環(huán)境監(jiān)控、PI實時工藝參與監(jiān)控等多種洞察現場的手段和新技術，使調度指揮人員足不出戶，就能準確掌握和處理現場情況，極大提高調度指揮對現場的響應時間和處置能力，同時具備后續(xù)新業(yè)務、新技術或系統的接入、擴展和升級。

系統將數據信息化、視頻監(jiān)控、可視化會議電話超融合應用，數據的交互和流轉，模型的計算和預測，預案的固化和升級迭代，構建了企業(yè)經營業(yè)務的協同聯動機制，便于企業(yè)的統一指揮和協同水平的進一步提升和不斷優(yōu)化。

建立了指標異常、關鍵工藝參數、視頻監(jiān)控異常等方面的知識庫和計算分析模型，通過異常情況的聯動分析、智能預警和消息推送應用，主動提醒和預警調度指揮人員進行快速定位和及時響應，為后續(xù)的緊急事件處理提供了寶貴的前置時間。

移動指揮調度app的全面接入，實現企業(yè)生產經營、安全環(huán)保監(jiān)控區(qū)域全覆蓋，便于企業(yè)360度無死角的生產調度、事件處理、應急指揮，實現指揮中心與現場崗位人員及單兵的無縫聯動。