可视化指挥调度系统对于铜冶炼工厂的作用

杨辉华

（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

2016年3月31日，工业和信息化部印发了《关于开展智能制造试点示范2016专项行动的通知》，并下发了《智能制造试点示范2016专项行动实施方案》，并且在全国范围内选择了63家单位作为试点示范企业，江西铜业股份有限公司申报的“铜冶炼智能工厂试点示范”项目位列其中，贵溪冶炼厂（以下简称“贵冶”）成为铜冶炼行业唯一家智能制造试点示范工厂。

按照总体规划、顶层设计，分步实施、务实推进的原则，贵冶智能工厂项目分两期建设。本项目为一期建设子项之一，目标是建立基于多数据源融合的可视化联合指挥中心，实现联合、动态指挥，提高应急处理能力。

2 贵冶的调度指挥现状和必要性分析

贵冶生产管控指挥的范围包括全厂3760亩的厂区，从原辅料、产成品火车、汽车的进出厂业务的编组站，到备料、熔炼一系统、二系统、电解、硫酸、检化验中心、动力、选矿、一车间等配套的车间有20多个，涵盖采购供应、生产、设备、物流仓储、销售、安全、环保、应急等企业全流程经营业务。

目前贵冶配置有生产调度指挥、安全保卫调度指挥，没有一个联合指挥中心及包括全厂汇聚级的监控大屏，各部门的生产调度依然是传统模式，协同基本靠“打电话、跑现场、开会议”，效率低下。随着智能工厂建设业务的不断拓展，新增业务不断接入，对现场的实时指挥调度、应急处理等提出了更高的要求，现有的调度指挥模式，难以满足新增业务展示的需求。同时数字化的智能工厂还缺少一个对外展示智能工厂建设成果的窗口。

在智能工厂的整体架构中，若把网络系统比作神经、信息系统比作大脑，则指挥中心就是大脑的中枢神经，它能够及时的、全方位的、快速的把各类应急信息、图像数据、环境位图及现场情况真实并且实时的进行充分展示和预警，通过各类预警信息的智能推送和切换，给予调度指挥人员更准确及时的引导和提示，及时发出准确的指挥调度指令，处理和跟踪现场问题的解决情况，大大提高指挥协同的能力及工作效率。

3 可视化指挥调度系统的建设目标

针对厂区现有各类音频系统进行融合解决方案，保留原有通信方式，对接原有内部行政电话、调度电话、无线对讲、手机等相关设备进行整合，真正实现一呼百应，简化调度操作阶层，提高生产指挥效率。

针对厂区已有视频监控子系统等视频部分做整体融合，建设各视频子系统互联互通的音视频融合通信系统，实现视频监控图像分发至手机、视频会商等功能，精简设备、简化操作。

对标同行业调度指挥水平，推进企业生产管控模式的转型升级，基于科学的手段和系统智能预警推送，调整和优化生产组织架构，整合资源，合理配置人力资源，提高执行效率，降本增效。

4 建设内容

新建指挥中心大厅，负责全厂运行监视、联合指挥及参观展示。

大厅建设面积150m2，在选址考察后，闲置的贵冶西区综合楼一楼大厅在空间、结构、面积上都符合建设要求，利旧减少了投资。

拆除现有大会议室舞台，沿弧度新建预估尺寸为3.41m（高）×11.62m（宽）全彩LED大屏，左右两侧各扩展一块3.41m（高）×1.238m（宽）三色LED显示屏, 全彩LED大屏间距规格小于等于1.667mm，并利用大屏幕后方空间作为维护通道和机柜布置区域。新建大屏采用弧形布置在大厅靠圆弧玻璃幕墙一侧。为提高调度台至大屏的距离，新建大屏左右两端的显示单元靠大厅立柱安装，采用后维护支架安装，简洁方便。

建设包括大屏、大屏拼接控制器、视频矩阵、中控、图形工作站、移动多点触控终端、服务器机柜、调度大厅控制台和控制机房线缆整改等，及建设配套的可视化调度指挥系统，用于支撑呈现以上业务，实现大屏组态，综合监视、联合指挥。

系统将把高清晰数字显示技术、超窄边拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等科技手段的应用综合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、技术先进、功能强大、使用方便的大屏幕显示系统，从而为企业提供了一个网络集中监控平台、信息资源共享平台、分析决策平台和指挥调度平台。

通过大屏幕显示系统，可以轻松实现直观、实时、全方位地集中显示各个系统的信息，各系统信息在大屏幕上可根据需要以任意大小、任意位置和任意组合进行显示，并且对显示信息进行智能化管理，以便于指挥中枢准确、实时全面的观看和掌握各方面信息并做出正确的决策，大大提高了指挥调度决策（尤其在紧急情况处置时）的效率，增强了各信息显示的直观性和可操作性。

（1）前厅部分：面积大约40m2，分为接待室和茶水间。

（2）指挥大厅：面积约100m2，LED面积42m2，设置调度席位6个。

（3）机房设备区：面积大于10m2，设置大屏控制及融合通讯装置及维护空间。

图1 指挥中心平面布置图

指挥中心整体技术架构：

图2 总体架构图

图3 可视化指挥调度中心建设效果

5 可视化调度指挥系统的融合新应用

本可视化调度指挥系统融合了多种新技术和新功能，面对多业务多场景多系统的协同调度指挥需求，系统凭借独具的智能预警和控制预案，通过音视频多种级别及权限模式的控制，实现上级的管理者向下级发布指挥和调度命令，上下级各个部门、各级领导与下属之间实时音、视频信息的双向交流，对突发应急情况，通过融合GIS、3维等新技术，可实现点对点指挥、点对多点指挥、多组指挥、插入指挥等多种融合可视化指挥调度方式。可推送和调用监视任意监控点的图像，并可广播该图像;多组指挥调度可同时调用监控任意监控点的图像；支持指挥调度者对被指挥者，在指挥调度前的预览。

主要表现在以下几个方面。

（1）多种音频融合接入与交互，实现单兵与指挥中心的协同沟通无缝互通。

通过融合通信平台实现现有各种音频系统（办公电话、调度电话、对讲系统、移动单兵、手机等）的统一接入，实现所有音频系统的集中管理与调度，并通过融合通信与调度平台实现各种音频系统之间的无缝互通，以及与视频系统、业务系统的交互。

（2）视频智能推送和融合接入与交互，提高事件及突发现场定位和切入。

通过应急融合通信平台实现现有各种视频系统（厂区视频安防监控、工业电视监控、视频会议、移动单兵、智能手机等）的统一接入，实现所有视频系统的集中管理与调度，并通过融合通信与调度平台实现各种视频系统之间的无缝交互，以及与音频系统、业务系统的交互。

通过借助应急融合通信平台实现现有各种视频系统（厂区安保监控、工业监控、视频会议、移动单兵、智能手机等）的统一接入，实现所有视频系统的集中管理与调度，并通过融合通信与调度平台实现各种视频系统之间的无缝交互，以及与其他音频系统、业务系统的交互［2］。

（3）多业务系统接入与交互，实现6大业务系统的融合和联动。

通过标准SDK接口实现和智能制造管理系统的融合对接，实现业务平台和各种音、视频系统的协同交互， GIS、3维可视化应用、PI实时数据与现有业务系统的融合对接，还实现了生产、供应链、能源、设备、安环及辅助决策6大业务应用系统的接入和融合交互。

（4）移动通信接入与交互，实现全厂范围现场实况和处理信息的无缝集成。

提供基于4G/4G公网、LTE宽带专网手持终端的多媒体调度业务，如公网集群对讲通信、音视频通话、应急会议、视频采集回传、视频转发/分发、定位信息回传等。NB环境监测信息的采集和接入，便于指挥中心实时监控企业的安全环境数据和指标。

（5）扁平化调度联动指挥，实现应急突发预案的执行和统一联动指挥。

在可视化智能指挥系统中涉及多种指挥调度手段，主要包括公网、专网（无线集群、PSTN、宽带多媒体集群等）、视频监控及短信、GIS等。为提高效率，搭建一个不仅能够和现有业务系统相结合，还能够充分适应统一调度需要的多系统融合指挥平台。在这个统一的可视化调度平台上，指挥人员仅靠使用单一的终端就能够完成有线、无线、常规、集群、视频以及短信等调度操作，及时有效的解决多系统接入、可视化多目标指挥调度等问题，不仅能够提高生产效率，而且还能够简化操作。

报警联动：支持视频设备、语音设备、设备融合联动，支持设备报警联动，报警后可以联动视频、音频、指挥大屏幕设备。

接警会议：中心人员接警后，形成以案件编号为名称的点对点通信。中心人员可以邀请其他人员（手机app，调度台，PC操作台，单兵等）加入形成多方会议。

框选邀请：GIS地图上框选事发地点周围的设备，多选邀请加入群聊共同处理紧急事件。

信息共享：群聊中可以互相推送文字、语音、录像、图片、地理位置，同时可以共享设备的点位信息，查看实时视频。

（6） 预案管理，实现应急演练及突发事件的统一指挥和协同调度。

预案是指挥调度过程中的核心依据，预案依情况制定，规定了指挥调度过程中的指挥体系、保障体系、事件分级标准和响应机制。同时，体现指挥调度过程中的指导监控机制、部门协作机制和上下级联动机制等。预案管理系统，实现了事前规划指导，事中快速响应，事后归档查询［3］。

自定义配置：支持根据业务需求自定义配置标准流程，流程节点可以配置审批、任务发送、短信发送、播放视频、视频上墙业务功能。

预案执行记录：流程节点的执行可实时记录更新，以时间轴的形式展示，推送的图片、视频信息可以直接通过日志回放。

流程临时编辑：预案流程执行过程中，还未执行到的节点，可以临时修改配置，临时修改的配置只在此次流程执行过程中有效。

任务处理：流程中给配置的用户发送任务处理，处理人进行任务的反馈，可以附带图片、视频等参考信息。

（7）事件预警和定位，实现智能预警和推送，快速事件定位和响应。

事件预警：通过应用系统的应急预警处理模型，实现各类指标或异常事件的预警和消息、视频推送，极大提高调度指挥人员的事件处理效率。

实现事发地点在GIS地图上的定位，提供单事件、多事件定位功能。有助于调度人员了解事发地点周围信息。

当特定情况报警后，可以在地图上显示报警源位置，并且可以快速与报警源可视通话。

（8）应急指挥，预置应急预案处置流程，演练与实操，全方位提升应急处理能力。

应急指挥功能主要保障两大方面工作，一是日常值班值守工作，二是突发事件处置工作。通过大屏幕显示系统、视频图像资源整合系统、视频会议系统、综合调度系统（有线、无线）、综合应用系统、移动指挥6大系统。实现应急值守、应急预案、应急演练、信息发布、综合研判、视频会商、辅助决策、应急救援、应急回溯业务管理，建立企业集预警、处置、回溯一体化的应急指挥平台，提高工厂对突发事件的应急指挥处理能力。

6 可视化调度指挥系统作用及特点

铜冶炼行业第一个集中可视化综合调度指挥中心，集成了音视频、多种业务系统、处置预案和预警预报，解决了企业之前调度指挥需要电话通知、现场观察响应慢，处理依赖调度人员能力的情况，固化了企业常见问题及历史事件的处理流程，实现企业综合业务及应急事件的快速定位处理和可视化统一指挥和协同。

系统融合了GIS地理信息、车辆轨迹跟踪、人脸识别、3D、NB环境监控、PI实时工艺参与监控等多种洞察现场的手段和新技术，使调度指挥人员足不出户，就能准确掌握和处理现场情况，极大提高调度指挥对现场的响应时间和处置能力，同时具备后续新业务、新技术或系统的接入、扩展和升级。

系统将数据信息化、视频监控、可视化会议电话超融合应用，数据的交互和流转，模型的计算和预测，预案的固化和升级迭代，构建了企业经营业务的协同联动机制，便于企业的统一指挥和协同水平的进一步提升和不断优化。

建立了指标异常、关键工艺参数、视频监控异常等方面的知识库和计算分析模型，通过异常情况的联动分析、智能预警和消息推送应用，主动提醒和预警调度指挥人员进行快速定位和及时响应，为后续的紧急事件处理提供了宝贵的前置时间。

移动指挥调度app的全面接入，实现企业生产经营、安全环保监控区域全覆盖，便于企业360度无死角的生产调度、事件处理、应急指挥，实现指挥中心与现场岗位人员及单兵的无缝联动。