化工园区应急管理系统分析范文

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摘要

结合物联网技术的发展趋势和化工园区应急管理的需求,指出物联网技术是应急管理系统的基础和关键,通过感知层对化工园区进行重点数据的采集和分析,实现了监控预警功能。应急管理系统实现日常安全管理、监测预警和应急辅助决策三大功能，应用层软件功能丰富，满足了应急管理的需要，系统在某化工园区得到成功应用。

关键词

物联网；化工园区；应急管理系统

近年来，我国化工产业的迅猛发展，推动了各地化工园区的建设。但是在规模扩张和高速发展的背后，则是生产安全和应急救援问题的凸现。化工园区生产安全应急管理是极其关注的一项社会性减灾防灾工作。大力推动化工园区应急管理工作的开展，进行应急管理系统技术研发，是避免或减轻事故可能造成的伤害和损失、控制事态扩展蔓延的重要手段，是确保化工园区安全稳定可持续发展的关键保障。当前，各地的化工园区具有一些共同缺陷，主要表现在以下几个方面：（1）有产业发展规划，无安全应急规划；（2）有单个企业安全评价，无化工园区区域安全评价；（3）主要分布在沿海经济发达、人口稠密地区；（4）易燃、易爆、有毒、有害物质不仅高度集中，而且数量巨大。一旦发生事故，影响巨大；（5）化工园区应急管理系统建设工作刚刚起步，技术、人才、资金都比较缺乏。应该指出，未来相当长时间内，化工园区生产安全问题将进一步凸现。近期天津港危化品爆炸事件,带来巨大的生命和财产损失为我们敲响警钟。因此，大力加强化工园区应急管理系统建设十分必要和急需。

1化工园区应急管理

化工园区应急管理系统是一个复杂的系统工程，包括监控预警、应急值守、应急资源保障、危险隐患管理、态势分析、事故后果模拟、现场救援、紧急疏散、事故善后、应急评估等多个方面。建立智能化的应急指挥辅助决策系统，增强安全生产监管部门的动态监管能力，消除各种隐患，预防和减少重、特大事故的发生，提高生产安全，保障人民生命财产和环境保护具有重要意义。应急管理系统是以现代物联网、通讯、网络和计算机技术为支撑，以应急资源数据库、预案库和知识库为基础，以地理信息系统GIS、数据分析、信息展示为手段，实现对突发事故数据的采集和分析、对应急资源的管理和协调、对事故救援的决策和资源调度。当前快速发展的物联网技术具有信息获取实时化、处理智能化等特点，可为化工园区日常监管和应急救援提高提供坚实的技术支撑。通过分布于化工园区各危险隐患点和重点区域的感知终端，采集应急监控信息，经过一定的数据处理和分析，快速准确的获知信息，对事故预警、应急救援调度等提供决策支持信息，从而大大提高化工园区应急救援工作的信息化水平。

2基于物联网的监控预警

物联网具有泛在化、实时化、智能化的特性，根据化工园区应急管理业务要求,其物联网体系结构设计为感知层、网络层和管理应用层三层架构。（1）感知层，由各类气体传感器、摄像机、气象仪、RFID标签、GPS等各类感知终端组成，对园区的重大危险源、危险工艺节点、公共环境、气象条件、道路交通状况、应急物资等相关信息进行采集和管理。（2）网络层，由有线和无线网络构成的数据传输层，对传感器终端采集到的监控数据进行可靠传输。化工园区主要依靠现场总线和光纤网络的有线通信。随着无线通信技术的发展，3G/4G无线通信手段已经得到应用。（3）应用层，是整个化工园区应急管理系统的核心，主要完成应急监控信息存储、数据分析和挖掘、监控预警、应急辅助决策支持等功能。

2.1感知层数据采集物联网在化工园区应急管理系统中的作用是实现监控预警，其核心部分是数据采集和监控。物联网技术先进、功能实用、性能可靠，在化工园区主要采集的应急信息有：（1）视频监控，根据化工园区的实际情况，对化工园区的重大危险源的区域周围、主要交通要道、出入口，公用管廊等公共区域进行24小时视频监控，并通过应用服务器对视频进行联动处理。（2）传感器信息，在化工园区内重大危险源的周围设置气体采集点，对危害性强的有毒、可燃重气体进行24小时的浓度监测，以及监测该处的风向、风速、温度等。（3）RFID及GPS信息，化工园区进行封闭式管理，在主要出入口设置卡口，进出化工园区的车辆进行统一管理，对园区内车辆采用射频识别RFID卡管理；对外来危化品运输车辆统一配发临时GPS终端，不按规定路线行驶或停靠路上超过30秒的车辆进行报警，并联动其最近的摄像机进行现场视频监控。（4）实现化工园区应急管理全面数据采集，除在公共区域部署各类物联网传感器外，需对园区内的大型、重点企业，接入企业重大危险源和危险工艺的温度、液位、压力、烟感及可燃、有毒气体浓度等信息，进行集中监管。物联网监控预警系统网络结构图如图1所示。前端气体探测器通过RS-485连接到监控中心的气体报警控制器和前置气体服务器，对于氨气、氯乙烯、二甲醚、LPG、环氧乙烷等气体浓度达到低、高限报警的时分别做出不同等级的声、光报警。前端气象仪通过RS-485连接到监控中心的前置气象服务器，为事故后果模拟提供基础数据。对温度、湿度、风向、风速等气象参数，并发送到前置气象服务器。接入企业的重要监控数据有两种情况：一是企业的自动化生产DCS系统，将监控危险源生产过程中的液位、温度、压力等信号接入监控预警主机。二是企业生产现场环境的气体浓度信息（包括可燃气体和有毒气体等），通过危险源实时监控预警主机模拟量或数字量采集接口完成接入。

2.2前置机数据处理通讯服务前置机主要解决物联网跨系统的通讯问题，由于感知层传感器种类较多，通讯方式各有不同，网络结构复杂，通过前置机可将整个化工园区物联网有机的整合起来，实现数据采集和传输。其次，前置机可对采集数据进行预处理，完成数据格式转换，实现数据共享。应急监控中心通过通讯服务前置机对数据采集和数据交换进行集中控制，根据制定的统一标准的数据接口，对数据的存储与发送接收进行统一的协调，完成数据交换和数据共享，从而实现业务互通。

3应急管理系统总体架构

化工园区应急管理系统作为安全生产综合监管和应急辅助决策的信息化系统，系统结合应急资源库、辅助决策分析、GIS空间分析技术等，为重、特大生产安全事故应急救援指挥提供全方位的决策信息。

3.1系统总体架构系统设计的核心思想是在日常安全管理、监控预警、应急辅助决策支持等基本工作上，目标是建设“统一指挥、功能齐全、反应灵敏、运转高效”的应急系统。系统采用如下图2所示的层次型结构。物联网感知层主要是采集监控预警的各类数据，经前置机处理后，传输到应急指挥中心的数据库服务器；信息资源层有监控预警数据外，还整合了日常的应急管理资源数据；技术支撑层主要是支撑系统正常工作的硬件设备和基础软件；应用业务层实现用户业务需求与用户的交互，完成相应的功能。

3.2应用软件功能应急管理系统作为一个综合性的安全生产应急和综合监管信息化平台，应能够提供统一架构的技术支撑体系来完成化工区监控应急响应中心的日常安全监管工作，并能应对各类突发的安全应急事件。应用软件具体包括：日常安全管理、监控预警和应急辅助决策等三大类共十三个模块，详细功能组成如图3所示。（1）日常安全管理软件由接警处警与应急值守模块、危险源、脆弱性目标及应急资源管理模块、应急演练及培训考核模块、行政执法模块和系统管理模块等五个模块构成；（2）监控预警由视频监控模块、综合参数监测模块、危险化学品运输车辆动态监管模块和企业监控参数接入模块等四个模块构成；（3）应急辅助决策由危化品应急信息查询模块、事故后果模拟模块、辅助决策支持模块、信息模块四个模块构成。应用软件实现了化工园区的日常安全管理和发生事故时进行应急救援的主要目标，具体来说包括化工园区应急监控中心的日常安全监管和执法工作，平时进行日常值守工作和预案演练。当突发性的紧急事故发生时，通过物联网实时状况监测监管、及时收集和掌握各种信息并加以综合集成、分析处理、准确、及时、全面地为应急处置指挥决策提供基础资料和数据，为应急救援工作提供辅助决策和指挥调度。

4系统实现

某化工园区应急管理系统物联网前端建设了185个视频监控点，其中固定视频监控点160个，移动车载监控点1个，道闸卡口6个；设置氨气、氯乙烯类、二甲醚类、LPG类气体探测器共计62个；系统还配置120个GPS图3：应急管理应用软件功能终端。项目一期接入试点企业重大危险源和危险工艺的监控参数信息，共有视频信号、可燃气体信号、液位信号、温度和压力信号、消防报警信号共计652路。应急监控中心硬件平台主要设备包括大屏幕显示、接入矩阵、硬盘录像机、存储、各类服务器及前置机。应用软件采用B/S架构，面向服务的体系SOA模型较好的实现了应急业务的流程和操作，J2EE标准支持主流的软硬件接口，使系统具有较强的灵活性和扩展性，具备与各种系统互联互通的能力。化工园区应急管理系统全面实现日常安全管理、监控预警和应急决策响应功能，数据采集实时、准确，监控预警反应迅速，实现了预警与检测参数联动，预警与视频信号联动，应急资源与GIS联动。通过应急值守、信息报送、视频和GIS展示、预案启动、会议会商、方案确定、指挥调度，大大提高应对突发事件的应急处置和指挥决策的科学性。

5结语

当前我国化工园区的应急管理系统建设还处于发展阶段，基于物联网的感知数据是应急管理系统的基础和关键，物联网数据和通讯的技术融合十分重要。应急管理系统没有一个标准的、规范的模式，国内一些正在建设的系统都存在各种各样的问题，特别是对应急信息数据的定义、来源、加工整理、存储和应用都还没有统一认识，政府部门和各企业采用的应急数据没有统一的标准和格式，不能做到信息共享，这方面亟待改进。

参考文献

[1]贺延伟,刘鹏刚.化工园区突发事件应急管理信息系统研究[J].安全与环境工程,2012,19(2):106-109.

[2]陈国华,安霆.基于物联网技术的化工园区应急管理平台及其关键技术研究[C].中国职业安全健康协会2013年学术年会论文集.2013:46-53.

[3]罗刚,周欢.基于物联网技术的化工园区环境应急预警系统研究[J].环境科技,2015,28(1):45-47,53.

作者：汤祥州 翁锦榕 郑绵彬 单位：广东蓝盾乐庚信息技术有限公司