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安全生產信息化發展趨勢
依托國家電子政務外網,國家安監總局和各地安全監管機構建設了互聯網互通的廣域網絡,初步建成了面向安全監管檢查及行政執法、調度統計、礦山應急救援等業務系統,應用視頻監控等手段實時監控重點危險源,全國安全生產應急平臺體系框架初步形成,北京等省級安全生產應急平臺已建成并投入使用,安全生產政策法規、事故調查等面向社會公眾的公共服務通過信息技術得到提升。
安全監測監控、通信聯絡、人員定位、應急避險等作為國家煤礦安監局要求的“安全六大系統”內容,在國有重點煤礦基本全面開展建設,在非煤礦山也得到重點應用,車輛定位、危險源監控、產品流向等在危險化學品行業應用普遍,設備狀態監控、環境視頻監控在信息化建設領先企業中已經取得了良好的效果。在管理信息化方面,大多數企業將安全巡檢和事故上報作為重點,通過在辦公平臺或網站設置安全管理專欄方式通報管理信息,并向安監部門應急平臺上報信息,神華等先進企業在重大危險源定義、監管、應急方案、救援指揮方面已基本實現信息化。
目前,中國安全生產信息化建設還存在信息化與安全生產尚未完全融合,信息化推動安全生產創新力度不夠,信息技術應用不能滿足安全生產管理需求,安全生產信息交換共享不足,應用系統缺乏聯動影響實際功效發揮等問題,隨著信息技術的進步和安全生產工作要求的日益提高,安全生產信息化必須為創新監管檢查方式、深度滲透生產經營活動、提高應急聯動水平方面提供更有利的支撐。
安全生產信息化逐漸從事故報告系統向以風險管理為核心,監測、監控、預警、救援一體集成,動態、實時、全過程的安全管理系統方向演變,安全生產信息化建設 融入企業員工日常安全管理工作和企業經營管理流程中,全面、動態地獲取經營活動中需要進行安全管理的業務活動信息,包括生產過程中人的行為、物的狀態、生產環境等因素的全員、全過程、全方位受控,安全管理從安全時間的時候處理向危險源識別、風險辨識、風險評估分析、風險預警、風險控制的閉環全過程控制及動態管理。功能的延伸體現了安全管理與生產管理緊密結合,以實現安全管理持續改進,將安全生產的長效管理體系落到實處。
安全生產的智能化,知識化、跨部門應用重點體現在應急救援平臺建設中,應急救援體系的核心目標是科學預防和避免重特大事故的擴大和再發生,將事故對人、財產、環境的損失降低到最小,建立智能化的應急救援體系是提高安全管理能力的最終保障。
共享應急救援平臺的智能化有助于企業應用信息技術不斷提升掌握事故現場情況真實性的能力,實時分析事故危害后果及可能發展趨勢,從而啟動相應的應急救援方案,按照原最高效地通報政府與專業應急救援部門,及時集中搶險力量投入現場搶救與搶險。共享應急救援平臺還可實現重大危險源信息綜合展現與應急演練等,持續優化應急預案,進一步提升安全生產應急管理的能力。
安全生產管理對象點多面廣,企業、政府、專業機構的信息共享和業務協同需要應用系統的互聯互通、數據資源的規范統一。
建立以數據標準為核心,全面涵蓋技術、管理、應用規范的安全生產信息化標準體系,梳理安全生產信息資源,尤其是對物聯網等信息化數據、業務、技術和管理標準,規范信息資源的采集、處理、共享,提高信息資源的開發利用能力,從而滿足多對象、多層次、高效率的業務協同。
隨著計算機技術、網絡技術和信息化技術的發展,安全管理系統將向著數字化、集成化的方向發展,傳統單純依靠人員檢查記錄反饋的手工方式已經不能滿足企業安全管理的需求。
無線技術、精確定位技術、數字數據服務、電子數據交換、識別技術必將更多地應用到企業的安全管理中,以物聯網、云計算、移動互聯網、衛星遙感等為代表的新一代信息技術應用將極大地提升安全監察監管動態閉環控制的效率和智能化的水平。
安全生產信息化架構
基于新一代信息技術的安全生產信息化架構由下而上可分為四層,分別為:基礎設施層、數據處理層、平臺架構層、應用層。
應用層是為用戶提供具體安全生產事物處理、運行在平臺架構層上的應用系統集合。根據與用戶相應的縱向關系,應用層可分為應用表示層、應用服務層和應用管理層。
應用表示層是用戶的響應通道。安全生產的應用用戶來自社會公眾、企業安全生產管理人員、政府監管機構工作人員,社會公眾需要獲取的服務側重信息服務、應用服務、應用管理。應用表示層通過企業門戶、在線服務、應用管理實現對應用需求的協調分工。
應用服務層是應用層的核心,為用戶提供盡可能豐富的、創新的生產安全功能。不論是政府監管人員,還是企業安全生產管理人員,應用功能可以根據用戶層級不同和應用重點不同,為領導提供決策服務的決策支持類應用、為安全管理職能部門提供專業化服務的安全管理類應用,以及為生產運營、社會管理、安全與生產完全融合的監測操作類應用。
決策支持類功能通過對監測信息的深度應用,提供安全分析、評價、預警以及應急指揮功能;安全管理類功能體現了對安全生產的全過程管理,建立以預控為核心,安全計劃、檢查反饋、測試仿真、預案制定四環節的閉環管理,持續優化資源配置,切斷安全事故的因果鏈,使內部人、才、物制度達到安全和諧統一;監測監控類功能體現對細粒度物理安全生產要素的掌握,強化對人員、設備、環境三個物理安全要素從結構化的基礎信息、狀態數據到非結構化的視頻等數據的管理。
新一代信息技術通過云計算、移動互聯網等提高應用服務便捷性。應用層應用云計算以SaaS的形式提供面向特定對象的整體解決方案,通過移動互聯網和云終端更好地優化用戶的交互渠道,升級用戶體驗。
平臺架構層是一個以軟件資源管理為中心的、開放的、聚合各種能力和資源的云服務環境,能夠更好地滿足企業安全生產信息化在可伸縮性、可用性和安全性等方面的需求。平臺架構層的主要模式是通過將各種核心應用整合成一個面向服務的平臺,從而為的安全管理創新提供一個應用快速實現的基礎,使以往復雜的各級系統搭建、維護和更新可以按需即用、隨需應變的方式獲得,使系統的彈性化構建成為可能。
數據處理層通過不同的處理模塊對采集到的數據分別進行接收、存儲、分析和處理,數據處理層的基礎是物理計算資源和存儲資源。
通過虛擬化技術隊數據中心的服務器、存儲等設備進行抽象,整合成虛擬的資源池,實現資源管理優化和負載均衡,用戶能夠通過調用資源管理層虛擬化平臺提供的接口管理虛擬的硬件資源。資源服務交付層提供的服務與資源管理層提供的功能相對應,是用戶獲得處理資源層服務的接口。
基礎設施層的主要功能是提供數據采集、數據傳輸以及終端行為控制。通過一些有線和無線的監測傳感設備,通過傳感網絡或因特網進行采集數據的傳輸,并依據反饋的指令進行操作。
網絡傳輸層是連接智能設備和控制系統的橋梁,可分為有線通信和無線通信兩大類。有線通信技術可分為相對短距離的現場總線和中長距離的廣域網絡,安監部門已經建立了電子政務外網,企業安全生產應用的主要為工業環網,對于集團型企業,安全管理層級的應用基于企業廣域內網,同時對于煤礦等特殊行業的企業,還需要接收安檢總局等政府機構的監管,因此,跨網運行是對安全管理和操作的特殊要求。
數據采集層的核心作用是全面感知的執行,使物體具備能夠被識別的智能,在物聯網技術快速發展的今天,RFID等在數據層面的可靠采集已經逐步取代條碼識別等其他傳感方式,對重大危險源或環境監測通常采取視頻或者衛星監控方式進行。終端控制器是物聯網技術區別于傳統的設別識別技術的最大亮點,通過終端控制器,物體可以支持開放的通信協議,并能執行不同的任務,從而使物體具備更加精細化的多級操作智能。
安全生產中的典型應用
新一代信息技術在環境監測、設備監控、分析預警等應用領域前景廣闊。采用物聯網技術對環境信息和關鍵生產設備進行狀態監測、自動控制,同時采用云計算技術進行模型分析與故障診斷,采用衛星遙感技術提升環境監測的廣度和深度,結合移動互聯技術來提高網絡傳輸的安全、可靠性。
應用物聯網技術提升設備的狀態監測與運行控制水平。在設備關鍵部分加裝傳感器,并選取合適傳感器網絡組網技術進行組網并傳輸數據,實時監測設備的溫度、電機、振動、軸溫等重要參數,使得設備的狀態能實時傳送到調度室。
傳統的設備自動控制僅能實現單機的常規控制,依靠人員定點值守,通過調度電話等方式獲取指令進行手工操作,應用物聯網技術,改造傳統的手動操作設備為自動化、智能化、根據遠程的指令,對設備進行更加復雜、更加精細化的自動控制和維護,使設備更加智能,達到無人值守、智能控制的要求。
應用云計算技術提升設備管理水平。首先是提高設備狀態分析和運維水平,通過建立設備運行狀態模型開展以只是處理為核心的故障分析,開展專家系統、神經網絡和模糊分析等理論、方法和應用技術的研究和應用,優化設備的系統配合,實現在線的進行數據處理和分析判斷,根據預設模型發出報警和自保護操作指令,專家系統的分析結果將指導設備運維人員進行操作。
其次,分析結果可以有效地避免設備管理服務器單點故障,保證了系統的連續運行。再次是可以將數據封裝成服務,供其他應用系統可以調用,實現設備安全狀態數據與生產、運維部門的共享。
衛星遙感在地質環境監測中應用廣泛。根據地質災害預警的要求,構建監測“點”以監測點為基本單位構建“線”,基于衛星遙感靜態連續地表變形監測、區域降水監測等組建“面”,以檢測區域現場深部位移和地表變形等參數的拾取為基礎,覆蓋災害區域的地上、地下,構建設計變形參量、相關因素、誘因因素的立體監測系統。
新變革始自云端
隨著云時代的到來,構建自主可控的云計算產業鏈顯得尤為重要。首先,云計算作為新一代信息技術,技術、標準、解決方案等均未成熟,市場也未被跨國公司壟斷,有利于構建自主可控的云計算產業鏈。其次,引領云計算的大型互聯網服務供應商的技術成果主要用于支持其自身業務,沒有形成通用化的云計算軟件產業以及各類行業解決方案,不能滿足我國大部門、大企業、大城市建設云計算的需求。因此國產云計算軟硬件、服務和解決方案提供商有廣闊的市場。最后,我國一些企業也正在抓住云計算的機遇迎頭趕上,實現轉型。
云終端將促進中國制造轉向中國創造。云時代的到來徹底宣告了PC時代的終結,進入真正的后PC時代。而云終端(云端信息設備)也是多樣化的,諸如智能手機、平板電腦、智能電視、瘦客戶機、PC等等,而且總量將很快超過PC,尤其是與PC 被Wintel架構壟斷不同,云終端將是多種架構并存,這就為中國自主可控核心技術的產業化提供有利條件。隨著云計算/云服務的發展,資源將越來越集中到云計算中心,將來各種云終端只是屏幕大小不同、交互方式不同,而功能卻趨于一致。
對云終端的CPU來說,低功耗比高主頻更重要,這使ARM、MIPS等非Intel架構更有利,龍芯等國產CPU就會有公平競爭的機會;對云終端的OS來說,不需與Windows兼容,這使Linux平臺(包括Android、Ophone、沃Phone等等)更有競爭力,因為其成本低、開放性好、容易定制,這樣中國自主開發或基于開源軟件的OS就有推廣應用的機會。云終端可全部或大部采用中國自主核心技術,達到高國產化率,推動電子制造業逐步從中國制造向中國創造轉變。
云時代的普及,大大提高了我們對云概念的認識,同時也要基于云計算構建信息系統。第一,要將計算資源和數據集中到云計算中心。一個云計算中心可以同時為多個應用服務,例如可支撐整個智慧城市的建設,可以支持多個公有云、私有云和混合云。第二,應以云服務形式提供多個應用服務。今后建新的信息系統主要是研發在云計算平臺上運行的軟件系統、配置各種信息終端機器相應網絡,不需再建新的數據中心。第三,移動互聯網和三網融合的發展將大大擴展云終端的類型,并便利各種信息終端聯網,擴展信息系統應用范圍。第四,云計算有利于數據共享、有利于支持大數據,而大數據將對各種應用賦予更高程度的“智慧”。
能否給開源人士發獎金
移動互聯網繼承了桌面互聯網的開放協作的特征,又繼承了移動網的實時性、隱私性、便攜性、準確性、可定位特點。 正是移動應用軟件的這些特點才使得移動互聯網得以快速發展。首先是跨平臺,與PC被Wintel架構壟斷不同,移動信息終端是多種架構并存,因此要求移動應用軟件能跨平臺運行。其次是輕量化,移動應用主要通過下載安裝,受到無線寬帶和終端處理能力的限制,這就要求應用軟件輕量化。再次是Web化,移動應用應采用基于Web的云服務模式,這樣不受終端本地資源的制約。最后是競爭性,移動應用開發者中,小規模和個體開發者占據大部分,軟件開發群體的擴大、軟件的輕量化以及各種軟件商店的出現,使移動軟件數量劇增,競爭性大大增強,極大地豐富了移動應用。
云計算、移動互聯網等技術的興起也同樣促使軟件開發模式發生演變。在過去個人計算機時代,主要由一些軟件公司提供專有軟件;而現在,開源軟件和基于社區和個人開發的軟件的比重顯著增加,相應的開發模式也得到人們更多地關注。
除開源軟件外,近年來,一種新的開發模式逐漸興起,一般稱為“眾包”(Crowdsorcing),這是與“內部(Insorcing)開發”、“外包(Outsorcing)開發”、開源軟件(Opensorcing)開發都不同的新模式。這種模式不一定只用于開發軟件,用在軟件領域也很有效。而實際上在軟件領域,這種方式可認為是內部開發和外包開發的發展,也可認為是開源軟件開發模式在專有軟件的發展。這種模式在當今世界也顯而易見,Facebook每月上傳60億張照片,標準每張照片約需12分鐘。如一萬人做這件事需要41年完成,但用群體模式,如Facebook8.5億用戶有一半人對自己或朋友的照片進行標注,一個半小時就可以完成。
那么如何支持開源軟件和眾包開發模式?迄今為止,中國對開源軟件是使用多、貢獻少,這與中國大國地位與擁有最大的科技人力資源很不相稱。一個主要原因是缺乏開源基金會,國家的科技投入無法用于支持開源軟件,其次,現行的科技項目經費可以購買設備,但不能用于對做出貢獻的開源人士進行后資助(即發獎金),再加上中國沒有大的開源軟件企業,這就使中國開源事業的推動只能靠少數人的義務勞動。而現在開源/眾包模式越來越盛行,如果國家科技計劃不能適應,可能會導致效率低下,事倍功半。要支持開源/眾包開發模式就必須要推進科技項目管理體制改革,使項目經費主要地用于科技人員而不是購買設備;能主要采取后資助方式,并容許以獎金形式(或購買知識產權的變通方式)發放。
隨著新一代信息技術的興起,互聯網領域呈現新的業態。目前,該領域有三大生態系統并存,其營造者分別是蘋果、谷歌和微軟,其操作系統分別為iOS、Android和Windows 8;而在CPU方面,至少已有ARM和Intel兩大架構并存,MIPS架構也有機會;在未來的競爭中或許還會有三星和中國營造的生態系統。
大數據需要大智慧
隨著互聯網、移動互聯網的發展,數據產生和發送的速度與頻率急劇增長,數據源的數目和種類上升。這些新的數字數據源包括搜索、新聞、博客和微博等社交網、移動電話和短信、熱線電話、監控數據、遙測數據……這些新數據一般以數字方式產生;它往往是我們日常生活和數字服務交互的副產品;而且一般是自動收集,在數字產生同時提取和存儲它的系統……這些新情況再加上云計算為大數據提供合適的環境和處理能力,推動數據挖掘、商業智能發展到大數據。
大數據的發展,能夠對個人、公共部門和私人部門的數據進行共享,通過數據挖掘和分析,對突發事件更快地跟蹤和響應;對危機性質和變化更好地了解;對需要服務地區的標準定位;對供求關系的預測分析,從而做到有的放矢。
摘要:社會的發展需要新興產業的支撐和推動。世界新技術的迅猛發展,人的思想的不斷提高,推動著物聯網這個新興產業得到高度的關注。本文就新一代信息技術的重要組成內容的物聯網的發展情況做一點探討。
關鍵詞:新興產業;物聯網;發展
2010年10月18日,國務院下發了《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》,《決定》中明確指出將在財稅金融等方面出臺一系列政策用于扶持和加快我國的新興產業的發展。
2008年的國際金融危機,給世界的經濟的帶來了嚴重的沖擊,但它在客觀上推動了世界經濟向著新興的產業前行。物聯網產業就是在這樣的世界背景和政策的支持下得到了空前的關注和研究。2009年,美國曾把新能源的研發和物聯網列為振興經濟發展的兩大重點。在我國,溫總理提出了“感知中國”號召,物聯網被正式列為國家五大新興戰略產業之一。隨著世界經濟的高速發展,物聯網將成為推動世界發展的主力軍。
1 物聯網概念
英文名: Internet of Things(IOT),也稱為Web of Things。
物聯網,就是“物物相連的互聯網”,具體的是指把所有的物品通過射頻識別技術(RFID),紅外感應傳感器以及全球定位系統(GPS)、激光掃描器等信息設施和設備與互聯網聯系起來,進行信息的交換和通訊,實現智能化識別、智能化定位、跟蹤、監控、管理。簡而言之,就是在這個網絡中,以前是兩個獨立工作的設備,現在可以彼此進行“通訊”了。比如現在的智能家居、云電視就是物聯網的產物。
2 物聯網是新興信息產業發展的核心
2.1 信息網絡產業是最具前途的產業之一。隨著世界經濟結構的發展,信息被認為是現代社會中最重要的資源之一。信息網絡產業已逐步取代了傳統產業如鋼鐵、石油、紡織、化工等的統治地位,成為世界經濟的“領頭羊”,推動著經濟的快速發展。許多國家紛紛制定各種政策以推動信息網絡產業的蓬勃發展。日本就曾制定“科技立國”的方針,對信息產業的發展給予支持。印度也倡導要讓信息和教育帶動印度進入21世紀。無論是發達國家還是發展中國家,都非常重視信息網絡產業的發展,并把它作為了推動本國經濟迅猛發展的支柱。
社會生活中的各個領域都受到信息技術的影響,無論是過去的工業、商業、物流、教育等等都發生著翻天覆地的變化。如信息網絡的發展很大程度上改變了人們過去的消費的方式。只需要輕輕點擊鼠標,就可以在大量的供應商“貨比三家”,大大的減少了我們逛超市的勞動力,而且可以消費者可以更加理性的選擇。
2.2 物聯網是信息網絡產業發展的重心。溫總理在《讓科技引領中國可持續發展》中明確指出了要以突破物聯網、傳感技術為著力點,推動信息網絡技術的發展。IBM公司提出的“智慧的地球” 的最新策略,吸引了全世界的目光,掀起了繼Internet之后的又一次信息的浪潮。2009年10月,西安成功開發的“唐芯一號”,是我國第一顆物聯網核心芯片,意義重大。這些技術方面經驗的積累,為全世界信息技術的發展奠定了堅實的基礎。
2.3 物聯網的開發符合中國經濟發展的需求。隨著國內物質文化水平的提高,勞動力市場需求的井噴,物價上漲,各地勞動力緊缺,勞動力成本不斷上升,而過去為了一味追求GDP的增長,所采用的高投資帶來的高排放、高污染也急需國內經濟向低排放低污染的低碳增長方式轉變。而物聯網的發展正好滿足了這種經濟發展的需求。通過物聯網的開發,將提高整個社會的自動化和智能化、信息化和現代化的水平,有效地降低勞動力成本上升,有效的實現低排放、低污染、高效率的生產,實現中國經濟的有序、健康的發展。
3 物聯網產業的發展現狀和展望
3.1 我國物聯網發展的現狀。經過了近年來科學技術的發展和市場的培育,物聯網已經形成了初步的階段,雖然我國與世界還僅僅處于物聯網的起步階段,但我國在技術、產業和應用基礎已具有一定的基礎,物聯網的發展勢不可擋,成為了引領未來科技發展的新趨勢。并且隨著科技的進步,物聯網不再具有神秘的面紗,開始在全國進行各種試點。
如2010年11月,普陀區政府攜手上海移動建立了物聯網智能停車系統。該系統使人們可以隨時隨地用手機查看附近有無空的停車位,用手機可以在“中環百聯”中逛商場,買東西。上海移動還推出了“寶寶在線”的服務,通過平臺的支持和幼兒園的視頻終端系統,孩子的一顰一笑可以盡收眼底,深受家長們的歡迎和好評。
3.2 我國物聯網發展的展望。經過多年的發展,我國的物聯網勢頭良好,具有較好的產業基礎和很大的發展空間,物聯網技術的研發和標準化工作正在進行中,各種示范也正在試點。全國90%的省都都把物聯網的開發作為了發展當地經濟的支柱。
2011年3月14日,41家物聯網相關企業與重慶南岸簽訂了協議,入駐茶園物聯網產業示范基地,推動重慶的物聯網的發展。2012年3月23日重慶與英國貿易投資總署簽訂了長期合作協議,帶來了包括英國電信、索尼愛立信等30多家企業, 推動重慶的物聯網發展走向了國際合作。
4 中國如何利用國際資源發展物聯網
物聯網的發展前景很好,但由于是新興產業,具有成本矛盾、安全性和隱私權的保護等問題的存在,致使很多企業都在“等米下鍋”,但“鍋”還沒支好。硬傷無法解決,物聯網被構造的再美好,也只是海市蜃樓。因此,一方面要求政府制定各項政策輔助物聯網的推進;另一方面,物聯網的構建耗資龐大,需要由政府解決好新興產業發展的資金問題。
在世界經濟全球化的大發展下,新興產業必須走開放合作開發的道路。優勢資源互補,加快海外科研資源與我國物聯網資源的合作,鼓勵我國更多的企業積極地與國際資源分工與合作,為我們更快地實現“智慧地球”而努力!
參考文獻
[1] 國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定國發〔2010〕32號