淺析危險源感知在線監測系統

淮陰師范學院圖書館　趙洪波

淺析危險源感知在線監測系統

淮陰師范學院圖書館趙洪波

危險源感知在線監測系統，常應用于易燃易爆，有毒有害氣體事故率頗高的場所。文章介紹了危險源監測發展情況、系統功能，并給出了初步的技術方案。

無線傳感網；危險源；監測

一直以來，安全生產是擺在國家安全生產主管部門面前的重要課題，在一些特殊行業，如石油化工、采煤采礦常發生爆炸或火災事故，為相關企業或部門敲響了警鐘。從技術上對這些行業的生產場所進行實時監測、預警并做實時處理，是避免事故發生的重要手段。基于ZigBee技術實現的的危險源監控系統是本文討論的重點。

1　國內危險源監測系統發展情況

國內危險源監測技術應用開展的較晚，軟硬件設備發展還不完善，與先進國家相比，存在較大差距。主要有監測系統所需的精密儀器依賴進口，系統采用的是有線組網方式，這樣的網絡接入方式很難適應特殊環境下的應用需求。隨著相關技術的發展，無線傳感器網絡（Wireless Sensor Net，WSN）由于其特有的優勢，如無線接入，受復雜環境影響較小，微型化及智能化的應用需求成為危險源監測領域研究的重點。通過無線傳輸，利用移動通信網絡GSM/ GPRS，極大的方便了設備的安裝，并降低了對安裝環境的要求［1］。

2　危險源感知在線監測系統介紹

物聯網應用的重要組成部件傳感器在國內外使用越來越廣泛。無線傳感器網絡系統是一種集成化的軟硬件系統，它綜合了計算機軟硬件技術、微型傳感器技術、單片機技術以及移動通信技術和分布式信息處理技術。在線監測系統能夠24小時實時監測、知曉和收集分布在各區域內的被監測對象的信息，同時對收集到的信息進行分析處理，將分析結果及時傳送給用戶。一般來說，氣體監測通常需要人工參與，人員置于復雜環境下進行處理，這種方式嚴重影響人身安全。而本系統討論的在線監測系統能夠克服這些不足，通過無線傳感網絡將現場實時數據傳送到決策中心。

在線監測系統負責實時數據的采集、處理并按照固定的管理規程上傳至管理服務器，當被監測的氣體濃度超出警戒值，系統將實時提供報警信息。在線監測系統主要功能有：實現工作場所氣體排放濃度的全天候實時監控；自動預警功能，能無延遲的獲取現場設備報警及現場工作實景圖；建立了快速反應機制，具備預警和立即處理能力；具備為科學排污、安全排放有毒有害氣體的輔助作用。

3　技術方案

3.1 系統運行架構

ZigBee網絡的最大優點可以實現部署隨機化和自動化，通過無線接入的方式降低了復雜環境下對通訊健壯性提出的過高要求。對于非一線場所的通信，可以考慮通過有線接入，即無線有線接入的混合應用，保證數據的傳輸效能。 ZigBee無線傳感網的部署，可對高風險的工作場所，通過傳感設備的實時監測，自動摘取數據，并對采集到的數據通過傳感網中的網關等設備傳輸到傳感網數據處理中心，加載到數據庫中，再由數據分析工具對數據進行預處理，獲取重要信息。在數據的深加工方面，可通過專家決策系統工具、推理機、神經算法對高風險工作場所進行安全分析和判斷，必要時提供實時報警或預警信息。極大的保證了工作現場的生產過程的順利進行［2］。圖1列出了在線監測系統的工作示意圖。

圖1　系統架構圖

在線監測系統工作流程采用自下而上的方法，即首先由無線接入的傳感網，通過一線傳感設備，將數據發送至網關，再由網關轉發至服務器或稱為上位機器，由上位機管理員或機器本身完成所接受數據的分析并將分析結果及時傳送至相關人員和部門，作為應急響應的決策依據。上位機是整個危險源在線監測系統中樞，負責遠程管理、整體控制和決策部署。

3.2系統各部件組成

在線危險源監測系統的各部件協同工作才能保證整個傳感網絡發揮其實時監測和預警的作用。因此各部件設備的選擇和采用需要有相應的技術標準。

傳感器設備，傳感器設備根據應用對象的不同，目前市面上關于傳感器的種類及各種技術參數很多，本文討論的在線監測系統針對的數據采集對象是一些易燃易爆氣體，因此對傳感器的各方面技術參數都應該做到配套和兼容，選擇合適的傳感設備部署到本系統中。對于傳感器的網點部署，必須充分考慮應用環境的各種情況，保證在極端環境下，傳感器都能夠正常工作并將原始數據在無損的情況下發送至監測系統的中樞服務器。傳感器設備的安裝部署要保證其本身的抗干擾、耐火耐熱及抗腐蝕等要求。

上位機作為中樞機構，能夠有效協同下位機工作，根據系統需要，能夠實現對下位機發布指令，并能自動對采集到的數據進行預處理，分離出傳感器采集到的關鍵數據，同時將經序化的數據存入物理存儲空間，供決策分析。上位機在收集分析存儲數據的作用下，還具備實時監控生產現場，根據實時傳導來的數據分析結果，通過各種分析機制，建立數據決策模型，下達協同控制行為。

4　結論

隨著物聯網技術的應用和發展，危險源感知在線監測系統的應用將越來越普及，更加智能化的系統、便捷的組網技術、高靈敏度的傳感器以及智能化的分析平臺將成為可能。目前傳感網的應用，主要受限于規模的擴展，無法像互聯網這樣實現廣域范圍內的互聯互通。傳感網的應用僅限于某個組織內和監控單元。涉及的系統復雜度要求相對較高。長期看，傳感網實現互聯互通，在更廣大的空間范圍內，依靠成熟的互聯網基礎設施，參與國民生產技術應用將越來越普遍。

Analysis on the online monitoring system of dangerous source

Zhao Hongbo
（Huaiyin Normal University Library，huaian，223300）

The online monitoring system for hazard perception，often used in flammable and explosive，toxic and harmful gas accident places easily happened.This paper introduces the development situation and the system function of the dangerous source monitoring system，and gives the preliminary technical proposal.

Wireless sensor network；dangerous source；monitoring

趙洪波（1984—），男，管理學碩士，助理館員，研究方向為信息技術與信息系統。

［1］李亞威，黃銳，郭寧等.基于GIS的公共安全危險源監測技術研究［J］.工業安全與環保，2010，36（8）：46-48.

［2］吳建偉，黃輝.大型危險化工企業氣體危險源監測與預警系統建設［J］.環境監測管理與技術，2009，21（3）：1-3.