摘要：本文主要对一种新型智能一体化安全帽进行了详细的探讨，以期待能给相关人员带来借鉴与参考。
关键词：智能；一体化；安全帽
1.建设背景
随着企业经济的快速发展，架空输电线路分布广、数量多、通道环境复杂，由此，现场安全作业具有工作范围广、危险系数大、违法机率高等特点。目前，因现场作业人员普遍存在综合素质低、安全意识不强的问题，尤其缺乏基础防护设施（如安全帽）的佩戴意识，人工检查存在监管费用高、主管干扰大、不能全程实时监控等问题，大大增加了作业风险。诸如人工长时间监控易疲劳，知识监控的疏忽、遗漏或者误判的安全隐患；人员监工和人员情绪、状态、工作经验、性格和生活条件的影响，安全判别带有强烈的主观意识，缺乏客观性等。长此以往将会为企业带来不可估量的经济损失，从而为企业带来巨大经济压力，不利于企业的可持续发展。
随着各级施工安全监管部门对作业人员的要求逐步提高，诸多示范工程已率先采用各种智能监控手段保障作业人员人身安全。安全帽作为防止物体冲击伤害头部的防护用品，是现场作业人员的标准装备，能有效保护佩戴者的安全。研发的智能一体化安全帽作为现场安全风险管控的感知端，将传统安全工具和互联网新型技术结合，结合射频识别技术、无线通信技术等高科技手段，打破当前安全防具的困境，进行智能化高效型现场管控，为现场安全生产监管提供准确信息，实现对现场人员的远程监控和管理，定位并跟踪工人作业的全过程，规范工人作业流程，丰富现场安全监管手段，有效提高现场安全管理部门的工作效率、监管能力和服务水平，及时接收、处理报警信号，更有效、更有力地杜绝安全事故为企业带来的不必要的安全事故损失。
2.预期效果
（1）危险源状态检测与警告。检测有毒气体CO等，保障工作人员生命安全；高压电带电检测，作业人员现场检修电力线路和用电设备时，在报警距离范围内发出报警声，表明电力线路或用电设备带电，进行安全提醒；监测设备现场的温湿度状态；声纹身份识别智能穿戴设备佩戴人员，防止错戴、替戴等情况，避免人为隐患；具备一键呼救功能，使发生意外可以及时得救援。
（2）智能安全宣贯。智能安全帽开机自动播放安全警示、工作安排、工作内容等信息，落实作业安全制度，强化作业执行过程，用心保护作业人员。
（3）远程协作沟通。通过回传视频进行远程指导现场作业人员精细操作，随时远程巡查现场情况，实时掌握安全生产管理工作。
（4）语音通讯对讲。与现场人员实时对讲及圈选建组，组呼/群呼实现人员的快速集结处理事件，提升事件处理时效；实时语音指挥有助掌控全局，全面掌握作业过程；
（5）现场数据实时采集传输。现场工作过程中，解放双手，将电力设施情况以图片或者视频的形式实时回传指挥中心，发现缺陷与隐患及时上报，为指挥中心提供最及时、最详实的一线资料。
（6）人员位置定位。由于输电线路都处于野外、路途遥远，只有对人员、车辆的当前位置可知才能合理进行有效调度和指挥，保障设备运行的安全和防止设备事故的升级和扩大。
（7）行动历史轨迹。输电线路电力铁塔等设备多处于荒郊野外，只有记录下正确有效的路径，以后才能少走弯路，快速达到工作地点，在日常工作中才可以省时省力，在事故抢修、人员救援时才可以争分夺秒。
3.解决方案
智能一体化安全帽作为作业现场的第一道防线，也是最重要的一道防线，担负着作业的安全与施工现场的保卫工作。传统安全帽的防护功能之外，智能一体化安全帽利用物联网/空间定位/移动通信/云计算/大数据等技术，提供具有定位、感知、预警和音视频通讯功能的一体化智能穿戴设备。
为保障现场作业人员安全，杜绝日常工作时面临着临边作业风险、高空作业风险、高空附物风险等，智能一体化安全帽采用一体化设计，以安全帽为载体，实现工作现场音视频通信、安全宣贯、危险源报警等功能，解决安全生产现场作业过程中的问题，实现“感知、分析、服务、指挥、监管“五位一体”，打造“互联网+”时代的智慧化管理、精细化管理、过程结果并重的安全生产管理新模式。有效杜绝作业人员现场造成的安全事故与经济损失，降低现场作业难度。
智能一体化安全帽具有危险源检测预警、高清视频采集、语音通讯对讲、本地存储等功能。
（1）危险监测告警。包括有毒气体检测，高压电带电检测，温湿度环境检测、声纹身份识别和一键呼叫等。
（2）远程专家协助。内置麦克、扬声器，集成通讯模组，可进行远程指导精细操作、对讲通话、可视化指挥、远程巡查、一键对讲、动态建组等。
（3）高清影像模块，现场实时拍摄、采集、回传、存档，提供一键摄像、本地储存、视频回传、事件上报功能。
（4）人员精细管理。进行任务派发、巡查派遣、安全宣贯、上下班考勤打卡、脱帽自动报警、人员定位分布随时检查、巡检路线清晰可查，责任明确高效智能。
4.技术原理
1）射频识别工作原理
射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型（初级与次级之间的能量传递及信号传递），在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型（雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机）。
RFID技术的基本工作原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
2）空中接口通信协议
空中接口通信协议规范 读写器与电子标签之间信息交互，目的是为不同厂家生产设备之间的互联互通性。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议，这种思想充分体现 标准统一的相对性，一个标准是对相当广泛的应用系统的共同需求，但不是所有应用系统的需求，一组标准可以满足更大范围的应用需求。ISO/IEC 18000-1 信息技术-基于单品管理的射频识别-参考结构和标准化的参数定义；ISO/IEC 18000-2 信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于中频125～134KHz，规定在标签和读写器之间通信的物理接口，读写器应具有与Type A（FDX）和Type B（HDX）标签通信的能力；规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法；ISO/IEC 18000-3信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于高频段13.56MHz，规定 读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法；ISO/IEC 18000-4信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于微波段2.45GHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法；ISO/IEC 18000-6信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于超高频段860～960MHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法；ISO/IEC 18000-7适用于超高频段433.92 MHz，属于有源电子标签。规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。
论文作者:臧博琦 白镇锁,李建伟,金熙,刘玄
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
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