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煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺的研究與設(shè)計

2016-06-03 03:24:41李俊杰馬春雷賀海波中煤陜西榆林能源化工有限公司陜西省榆林市719000
中國煤炭 2016年4期
關(guān)鍵詞:安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)

李俊杰 馬春雷 賀海波(中煤陜西榆林能源化工有限公司,陜西省榆林市,719000)

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煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺的研究與設(shè)計

李俊杰 馬春雷 賀海波
(中煤陜西榆林能源化工有限公司,陜西省榆林市,719000)

摘要針對近年來我國煤化工企業(yè)發(fā)展逐漸顯露出的安全和環(huán)保等方面的問題,提出了一套針對煤化工企業(yè)突發(fā)事件的事前防范和預(yù)警、事發(fā)時及時應(yīng)對和處置以及善后管理的智能化應(yīng)急指揮平臺。分析了該平臺的建設(shè)原則和目標(biāo),介紹了該平臺的技術(shù)架構(gòu)、建設(shè)內(nèi)容以及“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在該平臺中的應(yīng)用,最后闡述了該平臺的應(yīng)用效果分析。

關(guān)鍵詞煤化工 安全生產(chǎn) 應(yīng)急指揮平臺 物聯(lián)網(wǎng) “互聯(lián)網(wǎng)+”

中圖分類號TD76

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

1 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺建設(shè)的必要性

近年來,一些化工企業(yè)接連發(fā)生重大安全生產(chǎn)事故,不僅給群眾生命和財產(chǎn)造成了巨大損失,且造成了重大污染環(huán)境事故。在應(yīng)急處置過程中屢次暴露出人員專業(yè)素質(zhì)不高、應(yīng)急體系不健全、沒有應(yīng)急預(yù)案、違章作業(yè)現(xiàn)象嚴(yán)重和遇險自救或互救不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象。這些事故再次表明,一定要高度重視和完善企業(yè)應(yīng)急管理建設(shè)工作,提高應(yīng)急指揮能力,全面提高應(yīng)急處置水平。因此,建設(shè)一套針對煤化工企業(yè)突發(fā)事件的事前防范和預(yù)警的應(yīng)急指揮平臺,是當(dāng)前我國煤化工企業(yè)安全生產(chǎn)管理迫切需要解決的問題。

由于國內(nèi)外應(yīng)急管理系統(tǒng)大部分都是針對公共設(shè)施和公共安全方面,并不完全適用于煤化工行業(yè),缺乏專業(yè)化考慮,國外應(yīng)急管理系統(tǒng)側(cè)重于災(zāi)害的分析,功能又比較單一,很難適應(yīng)中國的管理現(xiàn)狀。本文根據(jù)煤化工企業(yè)的裝置大型化和規(guī)模化以及生產(chǎn)過程多樣性、復(fù)雜性和危險性等特點,堅持問題導(dǎo)向,先行先試,努力形成標(biāo)準(zhǔn)化和可推廣的模式,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃,運用物聯(lián)網(wǎng)、可視化、大數(shù)據(jù)、云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)和管理理念,讓互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)進(jìn)行深度融合,充分發(fā)揮信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺在煤化工行業(yè)應(yīng)急指揮領(lǐng)域的作用,建設(shè)一套高效和實時決策的智能化煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺。

2 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺建設(shè)原則

煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺立足企業(yè)的安全生產(chǎn)、環(huán)境和事故風(fēng)險管理,做到整體規(guī)劃、逐層分解和分步實施,在平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計上科學(xué)合理,在功能設(shè)計上充分滿足用戶需求,平臺主要采用如下設(shè)計原則:

(1)統(tǒng)籌規(guī)劃、整合一體的原則。遵照煤化工企業(yè)信息化總體規(guī)劃要求,全面統(tǒng)計危險源分布以及消防(安防)力量分布情況,合理規(guī)劃應(yīng)急指揮中心機(jī)構(gòu)、隊伍以及物資儲備等保障體系信息化管理和調(diào)度指揮。

(2)階段實施、急用先行的原則。采用循序漸進(jìn)和逐步完善的分階段實施策略,保證主要和必須業(yè)務(wù)板塊優(yōu)先建設(shè),使得應(yīng)急機(jī)構(gòu)、人員和應(yīng)急體系不斷適應(yīng)并逐步改善。

(3)平戰(zhàn)結(jié)合、突出預(yù)防的原則。考慮將應(yīng)急日常業(yè)務(wù)管理與救援指揮相結(jié)合,建立平戰(zhàn)結(jié)合模式,注重日常管理功能,加強(qiáng)危險源及安全隱患的預(yù)防管理。

(4)技術(shù)先進(jìn)、功能實用的原則。運用并組合先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、安防一體化監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)以及基于地理信息系統(tǒng)的定位和標(biāo)繪等技術(shù),結(jié)合領(lǐng)先的應(yīng)急救援與安全管理理念,建設(shè)高效和穩(wěn)健的應(yīng)急指揮綜合系統(tǒng)平臺。

在此基礎(chǔ)上,堅持從設(shè)計到實施全過程始終以功能實用性和業(yè)務(wù)驅(qū)動為導(dǎo)向,系統(tǒng)整體做到經(jīng)濟(jì)合理,結(jié)構(gòu)、功能和界面做到可視化,操作方便,利于推廣應(yīng)用。設(shè)計中充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和硬件資源,建設(shè)中保證各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)資源整合以及充分共享。

3 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺建設(shè)目標(biāo)

煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺采用先進(jìn)技術(shù)手段和管理理念,搭建集成有線調(diào)度、無線指揮、視頻全面監(jiān)控、移動指揮、協(xié)同會商和決策支持等功能的“連得通、看得見、叫得應(yīng)”的應(yīng)急指揮平臺,使指揮中心的處警、決策、指揮、協(xié)同聯(lián)動、資源和安全管理等過程更加科學(xué)和準(zhǔn)確,形成統(tǒng)一指揮、結(jié)構(gòu)合理、反應(yīng)靈敏、運轉(zhuǎn)高效和保障有力的應(yīng)急指揮體系,最大程度地提高反應(yīng)速度,提高企業(yè)的應(yīng)急管理綜合能力,最終打造煤化工行業(yè)應(yīng)急指揮的示范標(biāo)桿。

4 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺技術(shù)架構(gòu)及建設(shè)內(nèi)容

4.1平臺技術(shù)架構(gòu)

煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺技術(shù)架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用業(yè)務(wù)層,各層之間既相互獨立又相互關(guān)聯(lián),數(shù)據(jù)層為服務(wù)層提供支撐,服務(wù)層為應(yīng)用業(yè)務(wù)層提供支撐。煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺技術(shù)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺技術(shù)架構(gòu)圖

4.2平臺建設(shè)內(nèi)容

煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺主要建設(shè)內(nèi)容包括:搭建消氣防和急救等多警合一、應(yīng)急聯(lián)動和數(shù)據(jù)融合的安防一體化集成平臺,建設(shè)覆蓋廠區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)以及氣象監(jiān)測站、有毒有害氣體探測裝置、三劑及危化品管理等功能模塊,實現(xiàn)應(yīng)急演練、應(yīng)急日常管理、應(yīng)急響應(yīng)、協(xié)同會商、信息發(fā)布和總結(jié)評估等功能,確保應(yīng)急指揮平臺在突發(fā)事件的事前預(yù)防、事發(fā)應(yīng)對、事中處置以及善后管理過程中發(fā)揮應(yīng)有作用。

(1)廠區(qū)危險源檢測。包括罐區(qū)重大危險源監(jiān)控、有毒有害氣體泄漏檢測、三劑及危化品管理以及氣象信息實時監(jiān)控與監(jiān)測。

(2)日常管理、應(yīng)急值守與應(yīng)急響應(yīng)。包括應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急資源、MSDS庫、應(yīng)急事故案例庫的查詢和更新等管理。整合安防、消氣防和急救等報警業(yè)務(wù),實現(xiàn)多警合一的聯(lián)署辦公模式。通過應(yīng)急指揮平臺一鍵式啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案,系統(tǒng)啟動電子預(yù)案流程,提示操作人員按照應(yīng)急預(yù)案流程進(jìn)行應(yīng)急處置,并進(jìn)行應(yīng)急資源調(diào)度。

(3)輔助決策。包括事故模擬、疏散模型以及滅火劑用量計算,依據(jù)爆炸、泄漏和火災(zāi)3種數(shù)學(xué)模型計算事件的擴(kuò)散影響范圍,建立事故模型,結(jié)合應(yīng)急集合點和應(yīng)急疏散路線,給出最優(yōu)的路徑和集合點。

(4)安防一體化應(yīng)急聯(lián)動平臺。該平臺集成了語音通信、擴(kuò)音對講、無線對講、視頻監(jiān)控、門禁、火災(zāi)報警、周界防范、GIS、LED大屏、有毒有害氣體報警、氣象信息、視頻會議、單兵、車載終端等系統(tǒng)和設(shè)備信息,為應(yīng)急指揮平臺提供應(yīng)急業(yè)務(wù)所需的各種數(shù)據(jù)支撐,并與相關(guān)應(yīng)急狀態(tài)進(jìn)行聯(lián)動和控制。煤化工企業(yè)應(yīng)急聯(lián)動集成示意圖如圖2所示。

圖2 煤化工企業(yè)應(yīng)急聯(lián)動集成示意圖

(5)地理信息系統(tǒng)。將應(yīng)急物資、人員車輛、消防及救援隊伍、工業(yè)電視、環(huán)保信息、火災(zāi)自動報警信息、可燃?xì)怏w報警儀和有毒有害氣體報警儀等信息與GIS系統(tǒng)集成,實現(xiàn)在指定區(qū)域內(nèi)相關(guān)信息的空間分析、數(shù)據(jù)編輯和專題圖生成等相關(guān)功能。

(6)廠區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。利用成熟技術(shù),基于煤化工企業(yè)有線網(wǎng)絡(luò),在生產(chǎn)區(qū)和辦公區(qū)進(jìn)行無線基站全覆蓋,建立布置合理和運行穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò),并充分考慮后續(xù)的無線覆蓋需求,無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)如圖3所示。

圖3 無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)

5 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺的技術(shù)應(yīng)用

5.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員與物等通過新的方式聯(lián)系在一起,形成人與物和物與物相聯(lián),實現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)分為“感、傳、知、用”四層,對應(yīng)著煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺的現(xiàn)場信息采集、多種通訊方式聯(lián)合傳輸信息、智能識別與分析和綜合應(yīng)用。

(1)有毒可燃?xì)怏w檢測。為了提高現(xiàn)場的監(jiān)測能力,給應(yīng)急處置人員配備便攜式氣體檢測儀,確保現(xiàn)場的應(yīng)急響應(yīng)與指揮能力。在重點泄露區(qū)域采用激光探測技術(shù),實現(xiàn)對乙烯罐區(qū)域氣體泄漏進(jìn)行實時監(jiān)控。

(2)氣象監(jiān)測。通過在廠區(qū)建設(shè)自動氣象站,結(jié)合氣象局已有的雷達(dá)和衛(wèi)星等共同組成氣象監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)對現(xiàn)場降水、氣溫、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速和濕度等氣象信息的實時采集、傳輸、存儲與調(diào)用,提高應(yīng)急現(xiàn)場對于環(huán)境的檢測能力。

(3)人員和車輛定位。實現(xiàn)對人員和急救車輛的實時監(jiān)控,結(jié)合地理信息等系統(tǒng)一目了然地了解現(xiàn)場人員的分布情況,實現(xiàn)應(yīng)急資源的高效調(diào)度指揮,避免造成二次傷害情況的發(fā)生。

5.2移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

移動互聯(lián)網(wǎng)是一種通過智能移動終端、采用移動無線通信方式獲取業(yè)務(wù)和服務(wù)的新興業(yè)務(wù),包含終端、軟件和應(yīng)用3個層面。近兩年來,移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展得如火如荼,各行業(yè)都在應(yīng)用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提高業(yè)務(wù)的便捷性。通過物聯(lián)網(wǎng)將各種資源有效地連接在一起,為應(yīng)急指揮提供支撐。

本平臺建設(shè)中考慮給現(xiàn)場應(yīng)急處置人員配備單兵作戰(zhàn)設(shè)備和防爆車載等專用智能終端,利用廠區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實時匯集智能終端的各種數(shù)據(jù),對整個應(yīng)急處置過程進(jìn)行監(jiān)督,進(jìn)行應(yīng)急處置機(jī)構(gòu)之間以及指揮人員與現(xiàn)場處置人員之間的信息互動,利用安防聯(lián)動平臺上的集成信息,通過防爆對講手機(jī)、火災(zāi)報警喇叭、擴(kuò)音對講廣播以及短信提醒等手段及時預(yù)警并進(jìn)行自救指導(dǎo),實現(xiàn)對人員和車輛的可視化移動應(yīng)急指揮調(diào)度,使得相關(guān)部門對應(yīng)急突發(fā)事件的情況了解更加全面、對突發(fā)事件的反應(yīng)更加迅速、對相關(guān)人員之間的協(xié)調(diào)更加充分、決策更加有依據(jù)。

5.3大數(shù)據(jù)技術(shù)

煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺在一定程度上就像一個數(shù)據(jù)集成平臺,要集成HSE管理系統(tǒng)、生產(chǎn)營運系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以及現(xiàn)場氣象等與事件相關(guān)的大量信息,同時也會產(chǎn)生海量的、多源的和異構(gòu)的應(yīng)急數(shù)據(jù)。可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行抽取、清洗、聚類和分析,結(jié)合突發(fā)事件的屬性,采取不同的屬性相似度計算、搜尋案例庫、進(jìn)行事件衍生后果預(yù)判、參考?xì)v史處置方案、動態(tài)智能地調(diào)整并生成事件處置過程,根據(jù)應(yīng)急流程適配不同的應(yīng)急服務(wù)。

大數(shù)據(jù)的核心就是預(yù)測,煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺提供應(yīng)急指揮智能決策功能,針對突發(fā)事故,結(jié)合事件設(shè)備的設(shè)備參數(shù)、危險化學(xué)品、氣象條件(溫度、風(fēng)向、風(fēng)力、壓力、濕度)以及應(yīng)急集合點等條件建立事故模型,給出最優(yōu)的應(yīng)急疏散路徑和集合點,并對水量和滅火劑用量進(jìn)行預(yù)計估算,為決策人員提供數(shù)據(jù)支持。

5.4三維可視化技術(shù)

日常演練是應(yīng)急指揮工作中非常重要的環(huán)節(jié),煤化工企業(yè)創(chuàng)新應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急演練的方法和手段,依托三維建模與仿真培訓(xùn)技術(shù)建設(shè)化工項目三維應(yīng)急演練培訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過廠區(qū)三維模型和預(yù)置應(yīng)急預(yù)案,實現(xiàn)單人、多人及綜合演練等多種桌面應(yīng)急演練培訓(xùn),提高演練效果并大幅降低演練成本,同時彌補(bǔ)常規(guī)應(yīng)急演練準(zhǔn)備時間長、耗費大、演練方式少以及參與人員有限等不足,提高應(yīng)急響應(yīng)速度與應(yīng)急處置能力。

6 煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺應(yīng)用效果分析

煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺采用先進(jìn)的技術(shù)手段和管理理念,搭建起一套“連得通、看得見、叫得應(yīng)”的應(yīng)急指揮平臺,保證管理人員能夠準(zhǔn)確、快速、高效和有序地對緊急事故進(jìn)行處理,最大限度地保護(hù)員工生命安全、減少國家財產(chǎn)損失和環(huán)境破壞。

(1)實現(xiàn)三警合一,統(tǒng)一處置接警信息。日常報警分為兩種,一是自動報警,二是電話報警。現(xiàn)場有毒有害、環(huán)境監(jiān)測、可燃?xì)怏w報警儀或煙感自動報警器報警后,平臺自動同步報警信息,在應(yīng)急指揮中心第一時間進(jìn)行聲光報警,同時應(yīng)急指揮中心大屏幕上顯示報警點位置、當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)以及氣體濃度等數(shù)據(jù)。一旦遇到危險報警情況,報警人員可撥打安防、消氣防、急救報警電話的任意一個號碼就可接入到統(tǒng)一的接警席位,由應(yīng)急調(diào)度人員統(tǒng)一處置接警信息。

(2)快速判斷事故地點和事故內(nèi)容。通過應(yīng)急指揮平臺中的電話號碼、報警信息并結(jié)合廠區(qū)的危險源監(jiān)控和視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù),煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮中心可以快速判斷事故地點和事故內(nèi)容。

(3)實時進(jìn)行人員定位查詢。應(yīng)急指揮中心在獲取詳細(xì)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量和位置信息后,根據(jù)接警信息自動生成事故快報,并通過短信或網(wǎng)絡(luò)對各生產(chǎn)中心領(lǐng)導(dǎo)、安建環(huán)保部、公司總調(diào)度室以及公司領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行信息推送。

(4)高效啟動應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急指揮中心確認(rèn)事故基本信息后快速生成事故快報,自動推送給相關(guān)系統(tǒng)及人員,并一鍵式啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案,系統(tǒng)啟動電子預(yù)案流程,提示操作人員按照預(yù)案流程進(jìn)行逐級應(yīng)急匯報和應(yīng)急處置。

(5)智能輔助決策。平臺將結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測信息、氣象信息和事故信息,模擬計算疏散線路,聯(lián)動公共廣播和短信通知等系統(tǒng),指導(dǎo)應(yīng)急指揮中心統(tǒng)一下發(fā)集合點和應(yīng)急疏散路線,并給出最優(yōu)的路徑和集合點。

(6)安防一體化聯(lián)動。煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮中心根據(jù)應(yīng)急預(yù)案,通過安防一體化聯(lián)動平臺聯(lián)動公共廣播、門禁、LED大屏、安防/工業(yè)電視、SIS等系統(tǒng),并進(jìn)行相關(guān)控制操作。

(7)實時監(jiān)測疏散情況及監(jiān)控指標(biāo)。煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮中心和領(lǐng)導(dǎo)通過平臺可以實時監(jiān)測人員疏散情況及監(jiān)控指標(biāo)狀態(tài),如到達(dá)指定區(qū)域的人員動態(tài)計數(shù)、集合的人數(shù)和未集合的人數(shù)、集合點環(huán)境狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)以及環(huán)境監(jiān)測各個指標(biāo)。

(8)應(yīng)急資源調(diào)度。應(yīng)急指揮中心根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)急情況,指派救援車輛、人員以及應(yīng)急物資的調(diào)度和實時跟蹤,并可以根據(jù)預(yù)案流程和應(yīng)急預(yù)案的等級與市政府、市消防支隊、市應(yīng)急辦、市安監(jiān)局、市公安、市醫(yī)院以及周邊兄弟企業(yè)等單位進(jìn)行應(yīng)急資源調(diào)度,做好各種應(yīng)急支援與保障。

(9)實現(xiàn)自動事故評估。煤化工企業(yè)應(yīng)急指揮平臺能夠?qū)崿F(xiàn)事故評估總結(jié)并進(jìn)行管理歸檔,與應(yīng)急救援過程中的音頻、視頻、文字和圖片等進(jìn)行關(guān)聯(lián)并產(chǎn)生事后評估報告,安建環(huán)部和應(yīng)急指揮中心等相關(guān)單位可利用平臺進(jìn)行查詢、統(tǒng)計、學(xué)習(xí)和經(jīng)驗總結(jié)。

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(責(zé)任編輯路 強(qiáng))

Research and design of emergency command platform of coal chemical industry enterprise

Li Junjie,Ma Chunlei,He Haibo
(China Coal Shaanxi Yulin Energy and Chemical Co.,Ltd.,Yulin,Shaanxi 719000,China)

AbstractAiming at the safety and environmental protection problems and other issues existed in the process of coal chemical industry enterprise development,a set of intelligent emergency command platform in coal chemical industry enterprise was proposed,which was able to control and pre-warn beforehand,reply and dispose during the emergencies,and handle the aftermath of the emergencies.The construction principle and target of the platform were analyzed,the technical framework and construction content as well as the application of the platform in Internet Plus technology were introduced,and the application effect analysis of the platform was elaboratedin the end.

Key wordscoal chemical industry,safety production,emergency command platform,Internet of Things,Internet Plus

作者簡介:李俊杰(1966-),男,遼寧建平人,高級工程師,現(xiàn)任中煤陜西榆林能源化工有限公司副總經(jīng)理,主要從事化工行業(yè)儀表維護(hù)、技術(shù)管理、信息化建設(shè)以及經(jīng)營管理等方面的工作。

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