化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)分析范文

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摘要

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢和化工園區(qū)應急管理的需求,指出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是應急管理系統(tǒng)的基礎和關(guān)鍵,通過感知層對化工園區(qū)進行重點數(shù)據(jù)的采集和分析,實現(xiàn)了監(jiān)控預警功能。應急管理系統(tǒng)實現(xiàn)日常安全管理、監(jiān)測預警和應急輔助決策三大功能，應用層軟件功能豐富，滿足了應急管理的需要，系統(tǒng)在某化工園區(qū)得到成功應用。

關(guān)鍵詞

物聯(lián)網(wǎng)；化工園區(qū)；應急管理系統(tǒng)

近年來，我國化工產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，推動了各地化工園區(qū)的建設。但是在規(guī)模擴張和高速發(fā)展的背后，則是生產(chǎn)安全和應急救援問題的凸現(xiàn)。化工園區(qū)生產(chǎn)安全應急管理是極其關(guān)注的一項社會性減災防災工作。大力推動化工園區(qū)應急管理工作的開展，進行應急管理系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)，是避免或減輕事故可能造成的傷害和損失、控制事態(tài)擴展蔓延的重要手段，是確保化工園區(qū)安全穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵保障。當前，各地的化工園區(qū)具有一些共同缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）有產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，無安全應急規(guī)劃；（2）有單個企業(yè)安全評價，無化工園區(qū)區(qū)域安全評價；（3）主要分布在沿海經(jīng)濟發(fā)達、人口稠密地區(qū)；（4）易燃、易爆、有毒、有害物質(zhì)不僅高度集中，而且數(shù)量巨大。一旦發(fā)生事故，影響巨大；（5）化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)建設工作剛剛起步，技術(shù)、人才、資金都比較缺乏。應該指出，未來相當長時間內(nèi)，化工園區(qū)生產(chǎn)安全問題將進一步凸現(xiàn)。近期天津港危化品爆炸事件,帶來巨大的生命和財產(chǎn)損失為我們敲響警鐘。因此，大力加強化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)建設十分必要和急需。

1化工園區(qū)應急管理

化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)工程，包括監(jiān)控預警、應急值守、應急資源保障、危險隱患管理、態(tài)勢分析、事故后果模擬、現(xiàn)場救援、緊急疏散、事故善后、應急評估等多個方面。建立智能化的應急指揮輔助決策系統(tǒng)，增強安全生產(chǎn)監(jiān)管部門的動態(tài)監(jiān)管能力，消除各種隱患，預防和減少重、特大事故的發(fā)生，提高生產(chǎn)安全，保障人民生命財產(chǎn)和環(huán)境保護具有重要意義。應急管理系統(tǒng)是以現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)、通訊、網(wǎng)絡和計算機技術(shù)為支撐，以應急資源數(shù)據(jù)庫、預案庫和知識庫為基礎，以地理信息系統(tǒng)GIS、數(shù)據(jù)分析、信息展示為手段，實現(xiàn)對突發(fā)事故數(shù)據(jù)的采集和分析、對應急資源的管理和協(xié)調(diào)、對事故救援的決策和資源調(diào)度。當前快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有信息獲取實時化、處理智能化等特點，可為化工園區(qū)日常監(jiān)管和應急救援提高提供堅實的技術(shù)支撐。通過分布于化工園區(qū)各危險隱患點和重點區(qū)域的感知終端，采集應急監(jiān)控信息，經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理和分析，快速準確的獲知信息，對事故預警、應急救援調(diào)度等提供決策支持信息，從而大大提高化工園區(qū)應急救援工作的信息化水平。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控預警

物聯(lián)網(wǎng)具有泛在化、實時化、智能化的特性，根據(jù)化工園區(qū)應急管理業(yè)務要求,其物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設計為感知層、網(wǎng)絡層和管理應用層三層架構(gòu)。（1）感知層，由各類氣體傳感器、攝像機、氣象儀、RFID標簽、GPS等各類感知終端組成，對園區(qū)的重大危險源、危險工藝節(jié)點、公共環(huán)境、氣象條件、道路交通狀況、應急物資等相關(guān)信息進行采集和管理。（2）網(wǎng)絡層，由有線和無線網(wǎng)絡構(gòu)成的數(shù)據(jù)傳輸層，對傳感器終端采集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行可靠傳輸。化工園區(qū)主要依靠現(xiàn)場總線和光纖網(wǎng)絡的有線通信。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，3G/4G無線通信手段已經(jīng)得到應用。（3）應用層，是整個化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)的核心，主要完成應急監(jiān)控信息存儲、數(shù)據(jù)分析和挖掘、監(jiān)控預警、應急輔助決策支持等功能。

2.1感知層數(shù)據(jù)采集物聯(lián)網(wǎng)在化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)中的作用是實現(xiàn)監(jiān)控預警，其核心部分是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)先進、功能實用、性能可靠，在化工園區(qū)主要采集的應急信息有：（1）視頻監(jiān)控，根據(jù)化工園區(qū)的實際情況，對化工園區(qū)的重大危險源的區(qū)域周圍、主要交通要道、出入口，公用管廊等公共區(qū)域進行24小時視頻監(jiān)控，并通過應用服務器對視頻進行聯(lián)動處理。（2）傳感器信息，在化工園區(qū)內(nèi)重大危險源的周圍設置氣體采集點，對危害性強的有毒、可燃重氣體進行24小時的濃度監(jiān)測，以及監(jiān)測該處的風向、風速、溫度等。（3）RFID及GPS信息，化工園區(qū)進行封閉式管理，在主要出入口設置卡口，進出化工園區(qū)的車輛進行統(tǒng)一管理，對園區(qū)內(nèi)車輛采用射頻識別RFID卡管理；對外來危化品運輸車輛統(tǒng)一配發(fā)臨時GPS終端，不按規(guī)定路線行駛或停靠路上超過30秒的車輛進行報警，并聯(lián)動其最近的攝像機進行現(xiàn)場視頻監(jiān)控。（4）實現(xiàn)化工園區(qū)應急管理全面數(shù)據(jù)采集，除在公共區(qū)域部署各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器外，需對園區(qū)內(nèi)的大型、重點企業(yè)，接入企業(yè)重大危險源和危險工藝的溫度、液位、壓力、煙感及可燃、有毒氣體濃度等信息，進行集中監(jiān)管。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控預警系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。前端氣體探測器通過RS-485連接到監(jiān)控中心的氣體報警控制器和前置氣體服務器，對于氨氣、氯乙烯、二甲醚、LPG、環(huán)氧乙烷等氣體濃度達到低、高限報警的時分別做出不同等級的聲、光報警。前端氣象儀通過RS-485連接到監(jiān)控中心的前置氣象服務器，為事故后果模擬提供基礎數(shù)據(jù)。對溫度、濕度、風向、風速等氣象參數(shù)，并發(fā)送到前置氣象服務器。接入企業(yè)的重要監(jiān)控數(shù)據(jù)有兩種情況：一是企業(yè)的自動化生產(chǎn)DCS系統(tǒng)，將監(jiān)控危險源生產(chǎn)過程中的液位、溫度、壓力等信號接入監(jiān)控預警主機。二是企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境的氣體濃度信息（包括可燃氣體和有毒氣體等），通過危險源實時監(jiān)控預警主機模擬量或數(shù)字量采集接口完成接入。

2.2前置機數(shù)據(jù)處理通訊服務前置機主要解決物聯(lián)網(wǎng)跨系統(tǒng)的通訊問題，由于感知層傳感器種類較多，通訊方式各有不同，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，通過前置機可將整個化工園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)有機的整合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸。其次，前置機可對采集數(shù)據(jù)進行預處理，完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。應急監(jiān)控中心通過通訊服務前置機對數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)交換進行集中控制，根據(jù)制定的統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)接口，對數(shù)據(jù)的存儲與發(fā)送接收進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)，完成數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，從而實現(xiàn)業(yè)務互通。

3應急管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)作為安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管和應急輔助決策的信息化系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)合應急資源庫、輔助決策分析、GIS空間分析技術(shù)等，為重、特大生產(chǎn)安全事故應急救援指揮提供全方位的決策信息。

3.1系統(tǒng)總體架構(gòu)系統(tǒng)設計的核心思想是在日常安全管理、監(jiān)控預警、應急輔助決策支持等基本工作上，目標是建設“統(tǒng)一指揮、功能齊全、反應靈敏、運轉(zhuǎn)高效”的應急系統(tǒng)。系統(tǒng)采用如下圖2所示的層次型結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)感知層主要是采集監(jiān)控預警的各類數(shù)據(jù)，經(jīng)前置機處理后，傳輸?shù)綉敝笓]中心的數(shù)據(jù)庫服務器；信息資源層有監(jiān)控預警數(shù)據(jù)外，還整合了日常的應急管理資源數(shù)據(jù)；技術(shù)支撐層主要是支撐系統(tǒng)正常工作的硬件設備和基礎軟件；應用業(yè)務層實現(xiàn)用戶業(yè)務需求與用戶的交互，完成相應的功能。

3.2應用軟件功能應急管理系統(tǒng)作為一個綜合性的安全生產(chǎn)應急和綜合監(jiān)管信息化平臺，應能夠提供統(tǒng)一架構(gòu)的技術(shù)支撐體系來完成化工區(qū)監(jiān)控應急響應中心的日常安全監(jiān)管工作，并能應對各類突發(fā)的安全應急事件。應用軟件具體包括：日常安全管理、監(jiān)控預警和應急輔助決策等三大類共十三個模塊，詳細功能組成如圖3所示。（1）日常安全管理軟件由接警處警與應急值守模塊、危險源、脆弱性目標及應急資源管理模塊、應急演練及培訓考核模塊、行政執(zhí)法模塊和系統(tǒng)管理模塊等五個模塊構(gòu)成；（2）監(jiān)控預警由視頻監(jiān)控模塊、綜合參數(shù)監(jiān)測模塊、危險化學品運輸車輛動態(tài)監(jiān)管模塊和企業(yè)監(jiān)控參數(shù)接入模塊等四個模塊構(gòu)成；（3）應急輔助決策由危化品應急信息查詢模塊、事故后果模擬模塊、輔助決策支持模塊、信息模塊四個模塊構(gòu)成。應用軟件實現(xiàn)了化工園區(qū)的日常安全管理和發(fā)生事故時進行應急救援的主要目標，具體來說包括化工園區(qū)應急監(jiān)控中心的日常安全監(jiān)管和執(zhí)法工作，平時進行日常值守工作和預案演練。當突發(fā)性的緊急事故發(fā)生時，通過物聯(lián)網(wǎng)實時狀況監(jiān)測監(jiān)管、及時收集和掌握各種信息并加以綜合集成、分析處理、準確、及時、全面地為應急處置指揮決策提供基礎資料和數(shù)據(jù)，為應急救援工作提供輔助決策和指揮調(diào)度。

4系統(tǒng)實現(xiàn)

某化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)前端建設了185個視頻監(jiān)控點，其中固定視頻監(jiān)控點160個，移動車載監(jiān)控點1個，道閘卡口6個；設置氨氣、氯乙烯類、二甲醚類、LPG類氣體探測器共計62個；系統(tǒng)還配置120個GPS圖3：應急管理應用軟件功能終端。項目一期接入試點企業(yè)重大危險源和危險工藝的監(jiān)控參數(shù)信息，共有視頻信號、可燃氣體信號、液位信號、溫度和壓力信號、消防報警信號共計652路。應急監(jiān)控中心硬件平臺主要設備包括大屏幕顯示、接入矩陣、硬盤錄像機、存儲、各類服務器及前置機。應用軟件采用B/S架構(gòu)，面向服務的體系SOA模型較好的實現(xiàn)了應急業(yè)務的流程和操作，J2EE標準支持主流的軟硬件接口，使系統(tǒng)具有較強的靈活性和擴展性，具備與各種系統(tǒng)互聯(lián)互通的能力。化工園區(qū)應急管理系統(tǒng)全面實現(xiàn)日常安全管理、監(jiān)控預警和應急決策響應功能，數(shù)據(jù)采集實時、準確，監(jiān)控預警反應迅速，實現(xiàn)了預警與檢測參數(shù)聯(lián)動，預警與視頻信號聯(lián)動，應急資源與GIS聯(lián)動。通過應急值守、信息報送、視頻和GIS展示、預案啟動、會議會商、方案確定、指揮調(diào)度，大大提高應對突發(fā)事件的應急處置和指揮決策的科學性。

5結(jié)語

當前我國化工園區(qū)的應急管理系統(tǒng)建設還處于發(fā)展階段，基于物聯(lián)網(wǎng)的感知數(shù)據(jù)是應急管理系統(tǒng)的基礎和關(guān)鍵，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和通訊的技術(shù)融合十分重要。應急管理系統(tǒng)沒有一個標準的、規(guī)范的模式，國內(nèi)一些正在建設的系統(tǒng)都存在各種各樣的問題，特別是對應急信息數(shù)據(jù)的定義、來源、加工整理、存儲和應用都還沒有統(tǒng)一認識，政府部門和各企業(yè)采用的應急數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的標準和格式，不能做到信息共享，這方面亟待改進。

參考文獻

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作者：湯祥州 翁錦榕 鄭綿彬 單位：廣東藍盾樂庚信息技術(shù)有限公司