RFID在规模制造企业中人员疏散和区域管理的应用

本文针对规模制造企业在应急事件或日常管理中对人员疏散和区域管理的需求，提出了基于RFID及其网络的应用及实施应用。该应用从应用目标、系统架构、主要功能、设备组成以及部署实施等几个方面进行了较详细介绍，为规模制造企业人员疏散和区域管理提供有力的技术应用基础，并为RFID在规模制造企业中的实际应用进行了有益尝试；为企业提高生产效率、提升安全管理能力、降低安全生产管理运行成本提供可靠、有效的技术平台；同时，也为实现规模制造企业较为完整的物联网应用系统提供了升级扩展的基础应用。

对于规模制造企业，由于企业生产场地面积广阔、在岗人员数量众多，应急事件突发时如何准确、迅速进行人员疏散管理和信息获取；日常安全生产管理时，如何对企业人员在敏感区域的活动进行有效、及时监督和管理；是企业在人员安全生产管理中所面临的现实问题。传统的管理技术和方式，受制于管理成本、管理效率、技术手段等因素，均难以提供满意的解决应用。为此，本应用基于RFID技术为规模制造企业提供针对性的人员应急疏散和区域管理解决应用，并且根据后续应用需求的不断挖掘，系统还可进行升级，扩展相关应用功能，从而实现规模制造企业较为完整的物联网应用系统，为企业提高生产效率、提升安全管理能力、降低安全生产管理运行成本提供可靠、有效的技术平台。

系统以RFID技术为基础，提供包括RFID人员卡、RFID读写设备和后台管理软件为核心的管理系统，其中RFID人员卡提供人员的信息标识，并与RFID读写设备共同构成信息管理前端，提供人员区域管理、门禁管理和疏散信息采集等重要功能，后台管理软件包括UI软件和信息管理数据库，作为信息处理中枢，对信息进行分类、分析和处置管理。系统各设备部署便捷、安装方便，并可结合现有人员门禁管理系统，实现系统再造，使得原有固定投入的升值利用。

1. 系统应用目标及意义

系统主要应用目标是为企业提供大规模人员疏散和区域有效管理。具体包括：

1）在厂区进行人员紧急疏散时，对人员进行及时、准确、智能的信息采集和统计，为企业管理提供有效的人员疏散情况报告，为企业应急事件处置提供决策依据；

2）在厂区或生活区日常管理时，对人员进入重点、敏感区域和门禁区域（可结合现有门禁系统，实现人员门禁管理）过程进行监督、报告或许可管理，为企业安全生产提供管理平台。

系统的应用，对于企业而言主要意义包括：

1）为企业在应急事件管理过程中，提供决策依据；

2）为企业应急事件中人员管理和救援，提供及时、准确信息；

3）为企业重点、敏感区域人员活动情况提供管理防范手段，可预防安全事故的发生提供技术支持；

4）为企业提供人员安全生产管理智能化，节省管理成本、提高管理效率提供平台基础。

2. 系统架构

系统按架构层次划分，可分为人员信息采集层、传输层和管理层；系统按设备类型划分，可分为RFID人员卡设备、RFID读写设备和后台管理软件。如下图4-1所示，RFID人员卡设备和RFID读写器设备（固定或移动）共同组成信息采集层，负责人员信息的标示和采集；传输层可以采用有线LAN方式，或者有线LAN与无线WIFI结合的方式，负责信息采集层和管理层之间数据交互通道；管理层实体设备包括服务器和RFID发卡设备（可与读写设备共用），负责对获取的人员信息进行分类、分析和处理。

图4-1 系统组成架构图

3. 系统功能

3.1. 系统功能概述

系统功能主要包括人员疏散管理、区域（门禁）管理、人员卡及设备管理、后台数据库管理等功能，具体如下表所述。

表4-1 系统功能概述

3.2. 系统功能管理流程

系统功能管理流程大致分为：人员卡注册、门禁管理、区域管理、疏散管理、后台数据管理、人员卡注销等过程。在此仅以通常情况进行必要说明：

● 人员卡注册/注销管理

新员工入职时采用对应发卡注册管理。即RFID工作证上将每个工作人员的照片、部门、职务、员工编号等打印在工作证表面；工作证内部也可写入更详细的员工个人信息。使得每张工作证上既有可视化的图像文字信息，又有能够远距离读取的内部信息。

工作人员和RFID工作证采取对应技术进行权限管理。每个RFID工作证都有一个唯一的ID号，此号码是不可更改和复制的；将此ID号在数据库中同员工的姓名、部门等相对应，并进行相应的权限设置。

当员工离职时，可对该员工配发的人员卡存储信息进行清除，并对卡上文图信息进行处理后，循环使用。

● 员工门禁管理

员工进入厂区或生活区时，需使用配发人员卡通过无源高频RFID进行刷卡识别，获得授权时才可进入；如果来访人员已持有来访人员卡，可通过有源RFID进行远程申请，获得管理中心允许后及可进入指定区域，避免人工申请过程的繁琐和冗长。

● 员工区域管理

员工进入已被授权的区域时，门天线指示灯显示绿灯；准予进入。

员工进入未经授权的区域或生活区内敏感区域时，门天线指示灯显示红灯，发出声音提示；禁止进入。服务器将此意外情况报告至管理部门，并可直接发送到保安控制室。通知相应部门进行意外排除处理。

员工的RFID信息卡遗失或损坏时，服务器将此信息卡列入废卡，当他人持此卡进入该区域时，门天线指示灯显示红灯，发出声音提示；禁止进入。服务器向管理部门和保安控制室发送意外事件警报，进行进一步处理。

● 人员疏散管理

当紧急情况发生时，员工进行疏散撤离，当人员通过撤离通道时系统将通过部署的有源RFID读写设备对人员撤离数量、所处区域进行实时跟踪统计；当人员撤离到指定区域集合时，厂方可以采用手持终端或固定式读写器对员工人数进行快速清点，并将获取的数据信息经有线LAN或无线wifi传输到后台服务器，服务器对数据进行分析，从而发现缺漏人员，进而通过固定式读写器查询方式发现缺漏人员位置信息。

● 后台数据管理

系统后台数据库从读写设备获得并记录工作人员每天的位置信息，并自动整理归档；可根据管理需要对数据进行分析，统计人员活动轨迹和规律，及时发现和掌握厂区或生活区人员活动情况，有效预防意外事故发生。

4. 系统设备组成

系统主要由RFID人员卡设备、RFID固定式读写设备及天线、RFID手持式读写设备以及必要的服务器、以太网交换机或WIFI AP设备组成。在此列出所需的RFID设备如表5-1所示。其中RFID人员卡，考虑到企业现有已经使用的无源RFID系统，可以在继承原有系统功能的前提下，将有源RFID卡功能进行集成，使得RFID人员卡具备13.56MHz和2.45GHz双频卡功能。

表5-1 系统设备组成RFID相关设备一览表

5. 系统部署

企业可利用现有的有线局域网，将有线读卡器布置于设置好的位置，读取数据基于有线LAN并采用TCP/IP组网方式，通过交换机连接计算机进行数据交互。有线网络可与企业的局域网融为一体，其优点是可以使用企业成熟的网络，读卡器与中间件之间进行有线通信，数据传输稳定可靠、反应迅速，并且没有距离的限制。而这种应用的缺点在于：布线较为繁琐。也可通过部署wifi AP设备，将读写器数据经wifi传输给后台服务器，此方式不存在有线网络部署位置局限，方便部署，但相对成本费用较高。

l 厂房部署

图6-1 厂房内部部署示意图

l 厂区部署

厂区部署可将固定式有源读写设备固定在指定位置，当人员疏散或日常活动时经过读写设备覆盖区域时，读写设备可实时读取到人员卡信息，并经有线或无线网络向后台服务器上报数据；也可由管理人员采用手持式移动读写设备对疏散人员进行及时查询；如下图所示，当应急事件发生时，该系统可以准确、及时发现并区分已撤离和未撤离人员信息，并且还可对未撤离人员在厂区室内进行区域定位，方便进行搜寻救助。

图6-2 厂区部署示意图

6. 结论

系统的应用和实施，可以帮助企业实现智能化、高效率、综合化的大规模人员疏散和区域管理，提升人员安全生产管理能力。具体而言，对于疏散管理，该系统将为企业提供最及时、最准确、最智能的人员大规模疏散信息，有力支持企业管理者对于应急事件作出快速正确的处置决策；对于区域管理，该系统可提供重点或敏感区域人员监控管理，并结合人员门禁管理系统，为企业提供综合化的人员安全生产管理，为企业在保持低成本投入的前提下有效保障企业人员安全生产管理的有效性和完整性，为企业长促发展过程中面临的各类人员安全管理提供持续护航。

(文/中国电子科技集团公司第七研究所RFID事业部 敬 铅)