一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统。所述管控系统包括基础设施层、平台服务层、可视化应用层；基础设施层包括数据库服务器、通讯网络以及用于用户访问的最终系统服务器；平台服务层包括多个用于接收及储存不同的生产系统数据的系统数据库和多个用于接收来自外部生产系统实时数据的数据服务；可视化应用层包括人机交互界面、作业场景三维动态可视化模块、危险因素辨识与预警模块、视频智能分析结果响应模块、液态金属容器温度监测模块、液态金属容器安全管理模块、事故应急处置协同模块。本发明专利技术能够集成钢铁企业液态金属生产过程产生的数据，对生产行为进行分析，识别存在的安全隐患并作出预警，提高生产的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统
本专利技术涉及工业企业三维地理信息可视化领域，具体来说，涉及一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统。
技术介绍
随着《智能制造发展规划(2016-2020年)》的颁布，标志着智能制造正式上升至国家战略，对推动我国制造业供给侧结构性改革、打造制造业竞争新优势、加快制造业转型升级具有重要意义。工业化和信息化两化融合已经成为制造业转型升级的主流趋势。通过两化高层次的深度结合，以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路，追求可持续发展模式是未来我国工厂发展的趋势所在。目前钢铁企业都在稳步推进绿色智慧驱动战略，大力发展智慧钢铁智能制造，积极推进以“三个层面，三条主线”为核心的智慧工厂建设。如何利用地理空间信息技术、视频监控技术、物联网技术、定位技术等新技术，实现多种生产安全数据的收集、共享、分析、集成，高效而智能得识别钢铁生产过程中存在得安全隐患，为厂区的安全监控、人员动态管理提供安全保障，是新时代钢铁企业迫切需要解决的问题，同时也是钢铁生产操业集控有力的技术支撑。液态金属总线是钢厂核心生产动线，液态金属运行总线从高炉出铁场开始，铁水经铁沟从出铁口流嘴进入铁水罐车；铁水罐车在运输机车的牵引下沿铁路运送到炼钢车间折罐区；根据铁水罐状态进行折罐、扒渣、脱硫处理，由天车将铁水罐吊装至转炉区，在现场指挥人员的配合下将铁水倾倒进转炉经转炉冶炼后将钢水倾倒进钢水罐，根据生产需要将钢水罐送入真空炉或精炼炉冶炼后进入连铸区，钢水经连铸后产出不同规格的钢坯。由于液态金属属于超高温液体，与液态金属相关的容器、运输车辆和设备都属于高危险源，需要对其进行实时的精确位置追踪和动态管理。且液态金属生产运行过程中涉及到人员安全、车辆安全、设备安全，目前钢铁企业液态金属总线安全管理现状普遍存在以下问题：(1)液态金属总线涉及到铁区生产、铁水物流运输、炼钢生产、连铸生产等环节，各作业区相对分散且各区域安全管理相对独立，缺少一个系统将作业区安全状况整合起来，对各作业区安全预警进行响应；(2)液态金属总线涉及到的车辆信息、人员信息、设备信息、液态金属状态信息等由不同的系统进行单独管理，缺少一个系统将以上信息整合起来，形成视觉和认识上的整体感受；(3)各区域都存在作业人员配合设备现场作业的情况，此时，作业人员离危险源距离较近，经常需要进入危险区域范围，而此时的危险因素即时识别和危险状况报警机制有待完善；(4)液态金属转运作业时，危险因素识别不够智能，危险发生前或发生时无法及时对现场作业人员产生反馈；液态金属运输过程中，未对液态金属经过区域划分危险缓冲区，对意外闯入人员无法有效识别，无法对其发出危险警报；液态金属运输过程中，对于车辆的位置没有实时追踪，无法实时掌握车辆位置和状态；(5)铁水罐、钢水罐、中间罐、转炉等液态金属容器温度掌控不够全面，无法及时发现表面局部温度过高的设备，并进行下线检修；液态金属生产运行属于高危生产过程，生产工艺和作业现场环境复杂，涉及人员车辆众多，其中涉及到人员安全、设备安全、车辆安全。而目前各区域安全管理相对独立，危险因素识别不够智能和及时。对于危险区域闯入报警、液态金属转运危险情况报警、设备烧穿损坏报警、运输车辆防撞报警等不能及时响应反馈。所以，需要一个系统将生产工艺进行展示，同时对其中的危险因素进行识别，危险状况进行报警。
技术实现思路
专利技术的目的是根据现有技术的不足提供一种钢铁企业液态金属生产三维可视化安全管控系统，能够集成多种生产过程产生的数据，以安全生产作业规范为依据，对生产行为进行分析，识别存在的安全隐患并作出预警，防患于未然，为钢铁企业智慧制造和安全生产保驾护航。为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统，其特征在于：包括基础设施层、平台服务层和可视化应用层；所述基础设施层包括数据库服务器、通讯网络、以及用于用户访问的可视化终端电脑；所述平台服务层包括多个系统数据库和多个用于接收来自外部生产系统实时数据的数据服务单元；所述系统数据库用于存储接收到的不同生产系统数据，具体包括三维地理信息数据库、生产业务数据库、系统业务数据库和动态传感器数据库；所述数据服务单元用于接收来自外部生产系统的实时数据，并发送到系统数据库，用于后台逻辑进行解析、分析、预警；具体包括铁区作业系统数据服务单元、炼钢作业系统数据服务单元、铁钢包跟踪系统数据服务单元、视频智能监控系统数据服务单元、液态金属容器温度监测系统数据服务单元、铁水机车北斗高精度定位系统数据服务单元和室内人员定位系统数据服务单元；所述可视化应用层包括人机交互界面和多个系统功能模块；所述人机交互界面用于接收用户的输入信息，调用后台接口，经平台服务层进行逻辑判断，将处理结果展示出来；所述系统功能模块包括作业场景三维动态可视化模块、危险因素辨识与预警模块、视频智能分析结果响应模块、液态金属容器温度监测模块、液态金属容器安全管理模块、事故应急处置协同模块。本专利技术进一步的技术方案：所述人机交互界面包括三维可视化主窗口、查询搜索面板、标签控制面板、作业场景面板、视频监控面板和危险报警面板。本专利技术进一步的技术方案：所述系统数据库接收的生产系统数据包括三维建(构)筑物数据、生产作业数据、前后端协议数据和传感器数据。本专利技术进一步的技术方案：所述数据服务单元是将数据采集系统采集的数据实时发送到系统数据库，实时采集的数据包括高炉生产数据、铁水运输数据、炼钢生产数据、天车位置数据、室内人员定位数据、铁水罐热红外测温数据、转炉热红外测温数据和钢包热红外测温数据。本专利技术进一步的技术方案：所述作业场景三维动态可视化模块实现以下作业场景的三维实时动态，具体包括：高炉出铁、铁水罐受铁、铁水运输、铁水罐脱硫扒渣、转炉兑铁、转炉加废钢、转炉出钢、真空炉冶炼、精炼炉冶炼和连铸。本专利技术进一步的技术方案：所述危险因素辨识与预警模块可对多种类型的安全隐患设置预警参数，识别液态金属生产过程中存在的安全隐患，及时预警；其中可识别的安全隐患包括：铁沟温度超高、高炉炉壳温度超高、铁水罐超重、铁水机车超速、铁水罐表面温度超高、转炉表面温度超高、钢水罐表面温度超高和危险区电子围栏人员闯入。本专利技术进一步的技术方案：所述视频智能分析结果响应模块可接收视频智能分析系统的智能识别结果，标定识别摄像头的空间位置，将识别结果在人机交互界面显示；所述液态金属容器温度监测模块接入了铁水罐、转炉、钢水罐热红外测温结果，可将铁水罐、转炉、钢水罐的7天内的热红外测温图片在人机交互界面显示，标定其最高温点，并形成横断面和纵断面两个维度的温度断面曲线；所述液态金属容器安全管理模块实现了铁水罐、钢水罐、铁沟的静态属性数据查看，用户可在人机交互界面查看铁水罐、钢水罐、铁沟最新的静态属性数据。本专利技术进一步的技术方案：所述事故应急处置协同模块实现了事故应急模式下的信息协同更新。拥有管理员权限的用户可以将系统切换到事故应急模式。事故应急模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统，其特征在于：包括基础设施层、平台服务层和可视化应用层；/n所述基础设施层包括数据库服务器、通讯网络、以及用于用户访问的最终可视化终端电脑；/n所述平台服务层包括多个系统数据库和多个用于接收来自外部生产系统实时数据的数据服务单元；/n所述系统数据库用于存储接收到的不同生产系统数据，具体包括三维地理信息数据库、生产业务数据库、系统业务数据库和动态传感器数据库；/n所述数据服务单元用于接收来自外部生产系统的实时数据，并发送到系统数据库，用于后台逻辑进行解析、分析、预警；具体包括铁区作业系统数据服务单元、炼钢作业系统数据服务单元、铁钢包跟踪系统数据服务单元、视频智能监控系统数据服务单元、液态金属容器温度监测系统数据服务单元、铁水机车北斗高精度定位系统数据服务单元和室内人员定位系统数据服务单元；/n所述可视化应用层包括人机交互界面和多个系统功能模块；所述人机交互界面用于接收用户的输入信息，调用后台接口，经平台服务层进行逻辑判断，将处理结果展示出来；所述系统功能模块包括作业场景三维动态可视化模块、危险因素辨识与预警模块、视频智能分析结果响应模块、液态金属容器温度监测模块、液态金属容器安全管理模块、事故应急处置协同模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统，其特征在于：包括基础设施层、平台服务层和可视化应用层；
所述基础设施层包括数据库服务器、通讯网络、以及用于用户访问的最终可视化终端电脑；
所述平台服务层包括多个系统数据库和多个用于接收来自外部生产系统实时数据的数据服务单元；
所述系统数据库用于存储接收到的不同生产系统数据，具体包括三维地理信息数据库、生产业务数据库、系统业务数据库和动态传感器数据库；
所述数据服务单元用于接收来自外部生产系统的实时数据，并发送到系统数据库，用于后台逻辑进行解析、分析、预警；具体包括铁区作业系统数据服务单元、炼钢作业系统数据服务单元、铁钢包跟踪系统数据服务单元、视频智能监控系统数据服务单元、液态金属容器温度监测系统数据服务单元、铁水机车北斗高精度定位系统数据服务单元和室内人员定位系统数据服务单元；
所述可视化应用层包括人机交互界面和多个系统功能模块；所述人机交互界面用于接收用户的输入信息，调用后台接口，经平台服务层进行逻辑判断，将处理结果展示出来；所述系统功能模块包括作业场景三维动态可视化模块、危险因素辨识与预警模块、视频智能分析结果响应模块、液态金属容器温度监测模块、液态金属容器安全管理模块、事故应急处置协同模块。


2.根据权利要求1所述的一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统，其特征在于：所述人机交互界面包括三维可视化主窗口、查询搜索面板、标签控制面板、作业场景面板、视频监控面板和危险报警面板。


3.根据权利要求1所述的一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统，其特征在于：所述系统数据库接收的生产系统数据包括三维建(构)筑物数据、生产作业数据、前后端协议数据和传感器数据。


4.根据权利要求1所述的一种钢铁企业液态金属三维可视化安全管控系统，其特征在于：所述数据服务单元是将数据采集系统采集的数据实时发送到系统数据库，实时采集的数据包括高炉生产数据、铁水运输数据、炼钢生产数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：高启洋，任才，方勃，何晓丹，李是婧，毛依鸣，熊震猇，汪超，
申请(专利权)人：中冶智诚武汉工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42