安全應急管理系統技術研究

魏振生 馬姝婧 李繼雄 申康玉

(1.中海油信息科技有限公司，天津 300450；2.浙江中控軟件技術有限公司，杭州 310053)

安全應急管理系統技術研究

魏振生1馬姝婧1李繼雄2申康玉2

(1.中海油信息科技有限公司，天津 300450；2.浙江中控軟件技術有限公司，杭州 310053)

針對石化行業日益嚴重的安全管理和事故應急處置問題，提出了一套集成化的企業安全應急管理系統整體解決方案，以安全標準化管理規范為理論框架，覆蓋DCS、消防、可燃氣體探測、環境污染檢測、氣象、視頻監控及廠區地理信息等系統，實現集成化監控與預警，圍繞風險和危險源，主動規劃并推動企業安全管理工作，實現健康(H)、安全(S)、環保(E)三大主題的全過程閉環管理。該系統已經在國內各大石化和化工企業廣泛應用。

安全應急管理系統 石化企業 應急指揮 風險識別 安全監控 移動應急 數字化預案

由于石化企業存在很多危險源，設備基本都是帶壓設備，加之生產工藝的復雜性，安全問題在石化企業中尤其需要重視。如何利用現今的技術手段來更合理有效地解決石化企業生產管理中的安全問題，已經引起全社會的關注。

縱觀國內外安全應急管理系統的現狀可以發現，國外在這一領域起步比我國早，主要起源于20世紀80年代[1]，至今已有幾十年的發展歷史，目前在一些石化企業中也得到了廣泛的應用。而我國的安全應急管理系統起步晚[2]，雖然有部分大型企業重視這方面的研究，但是由于底子薄，操作人員不重視，使得該系統在國內發展緩慢。而現今的安全問題越來越得到重視，員工的生命安全關系到家庭幸福和國家的穩定發展，所以企業急需安全應急管理系統來輔助實現安全生產。

1 研究內容①

安全應急管理系統以安全標準化[3]管理規范為理論框架，覆蓋DCS、消防、可燃氣體探測、環境污染檢測、氣象、視頻監控及廠區地理信息等系統，實現集成化監控與預警，圍繞風險和危險源，主動規劃并推動企業進行安全管理工作，實現健康(H)、安全(S)、環保(E)三大主題的全過程閉環管理。

安全應急管理系統可以對企業的整體安全狀況進行全方位的實時監測，給安環部門提供及時的預警信息和合理的工作指導，及時發現隱藏的安全風險，提高企業對重大事故風險監控能力[4]的等級，輔助應急響應，降低事故損失，擺脫以人的安全意識為核心的粗放管理模式所造成的事故，實現以標準工作流程驅動的主動安全管理[5]模式，規范企業的安全管理業務。

安全應急管理系統是為生產制造行業提供的安全管理信息化平臺，應用領域可支撐企業日常安全業務管理、應急響應和指揮輔助決策，應用規模可支持從單個生產企業到大型集團化企業。

2 系統覆蓋業務范圍

企業存在3種狀態，如圖1所示，由于人的不安全行為和物的不安全狀態，導致企業由安全態向臨界態發展，如不加以控制，則可能導致事故發生，進入應急態。安全應急管理系統應用覆蓋企業生產過程的安全態、臨界態和應急態對信息系統的應用需求，實現日常安全管理、智能風險識別、應急指揮調度三大業務范圍的管理功能。

圖1 企業存在的3種狀態示意圖

3 關鍵技術

3.1基于GIS動態圖形標繪技術

以GIS為平臺，開發動態圖形標繪技術，實現軍標標繪、自定義圖形標繪、應急資源標繪及事故態勢標繪等功能，為應急協同指揮提供更直觀的信息化手段。

3.2基于流媒體技術的多品牌視頻設備綜合集成

針對目前各種視頻系統上層軟件不兼容的問題，采用流媒體技術，開發視頻綜合集成流媒體服務器，將不同廠商的視頻信號轉換成流媒體分發，解決了由于前端設備不統一造成無法實現集團化集中監控的難題，可基于數字硬盤錄像機、網絡攝像機及視頻服務器等設備加以集成。

3.3跨平臺/終端設備的協同指揮技術

針對不同平臺/設備開發了協同交互技術，將PC機、手機及平板電腦等設備進行整合。通過手持設備的應用，在協同服務器上進行處理后，實現指揮中心與事發現場的信息實時互動，從而達到協同指揮的目的。

3.4基于TTS技術的語音短信報警

利用TTS(文本轉語音)技術，實現將文本信息轉換為語音信息的功能，并通過電話系統自動外呼，避免重要信息無法送達和接收不及時的問題出現，填補了應急領域實時通信的一項空白，同時也可作為日常辦公業務提醒的輔助工具。系統生產設備異常報警信息產生后，系統會利用TTS服務轉換成語音，通過電話同時通知到現場人員手機和辦公室固定電話。

4 研究內容

安全應急管理系統的集成應用主要包括：綜合安全監控、協同應急指揮、日常安全監督、智能風險識別和安全應急管理基礎平臺，如圖2所示。

綜合安全監控的功能具體如下：

a. 監控信息集成，提供包括關鍵生產數據、火災、可燃氣體泄漏、排污、消防設施、關鍵應急物資、廠界污染因子、施工作業和非法闖入在內的實時信息監控與報警功能；

b. 重大危險源動態跟蹤，全面掌握重大危險源的生產、儲存和使用狀況；

c. 人員動態跟蹤，集成生產區人員的基本信息、健康信息、資質信息和作業信息，實時跟蹤重要區域人員分布情況，為應急指揮決策提供準確依據，減少事故人員傷亡；

圖2 系統集成應用架構示意圖

d. GIS[6]軟件平臺，繪制、存儲并顯示全廠的地圖信息，以圖形方式展示關鍵區域、裝置、設備、應急資源及危險源等信息。

協同應急指揮的功能具體如下：

a. 應急指揮輔助決策。為企業的事故應急指揮提供了一個高效完善的信息化平臺，完成從應急預案啟動、應急指揮、應急處置及救援等全過程的信息管理；對應急指揮系統內外組織或單位進行任務分派或請求，并跟蹤其響應；根據態勢發展，協調應急工作并跟蹤執行。對事件信息和執行信息進行采集、處理和傳遞；為決策者提供事件處理進展、態勢等信息，輔助決策。為滿足應急狀態下對事故處置過程中各類信息的直觀展示和操作便利性，系統支持一機多屏的操作模式。

b. 應急資源管理。將參與應急活動的人力、物力、財力、信息和技術資源按應急資源需求的空間、時間分布進行管理，以按時按量滿足應急處置與救援[7]對應急資源的需求。

c. 短信通信平臺。作為企業的移動信息平臺，可發布應急信息、調度指揮指令等，還可以與應用系統和語音電話系統接口，為日常工作業務提供信息傳遞通道。

d. 移動應急指揮。滿足現場指揮人員的應用需求，采用便攜式設計，捆綁手持電腦、手機、音頻采集、視頻采集、無線網絡及GPS定位等核心模塊，實現現場指揮人員與應急管理信息系統平臺的互動，讓安全掌控在手。

e. 綜合應急通信調度平臺。實現應急指揮中心與生產現場的融合通信，包括語音通話、視頻會商、視頻監控、集群對講、氣象監控及資料共享等核心應用。

日常安全監督的功能具體如下：

a. 安全業務管理。以風險和危險源[8]為核心，指導企業對檢查措施、整改措施、個人防護措施、管理措施、技術措施、教育措施及應急預案等進行標準化管理，真正防患于未然。

b. 企業安全信息發布。作為企業安全管理信息的窗口，展示包括法規、管理制度、培訓計劃和培訓信息、化學品的防護和風險評估的結果及企業的安全工作現狀等，方便企業員工了解和下載相關的安全法規、制度、知識及管理信息等，為企業構建一個完整的安全信息知識庫。

智能風險識別是根據危險源數字化表征和信息采集系統的數據，對工藝和設備問題引起的異常工況風險進行識別，通過復合報警關聯分析、軟測量分析和工藝機理分析，實現對異常工況的監測、識別和預警。主要應用對象包括：石化裝置風險識別、旋轉類設備風險識別、管道管線風險識別和閥門風險識別。

安全應急管理基礎平臺負責各個應用系統的信息集成，規范信息，對應急管理的各個層次的應用系統提供信息支撐，是整個應用系統的IT支撐平臺，上至ERP相關管理數據源頭，下至DCS/PLC現場數據的匯聚，將企業的各個層次信息有效聯系在一起。

5 系統應用

5.1應急管理信息系統

某石化公司的應急管理信息系統項目，是該公司HSE部為了實現總部和下屬公司的應急管理過程的信息化和智能化，減少下屬各公司的重復投資并達到整合資源的目的，而統一規劃建設的一套應急項目。該項目應用于該石化公司集團總部及其下屬的16家公司。

本項目的主要建設內容包括：生產設施和應急資料庫子系統、重大危險源動態跟蹤子系統、災害天氣預警子系統、人員動態跟蹤子系統、應急通信和短信子系統、綜合安全監控子系統、應急指揮子系統及應急管理基礎平臺等的設計、開發和實施部署。

應急管理信息系統實施后帶來以下收益：

a. 完成應急指揮中心、應急管理信息系統和應急預案數字化建設，基本形成該公司完整的應急響應體系；

b. 為集團、地區公司、專業公司建立三級應急管理信息平臺，充分發揮現有信息系統資源優勢，通過信息化手段促進應急管理機制的進一步完善；

c. 通過應急項目實施，梳理現有應急資源信息、應急預案信息，進一步提升各專業公司和集團的整體應急能力。

應急管理信息系統在該石化公司實施后的應用效果明顯，實現了企業多方面能力的提升，如圖3所示。

圖3 應用效果示意圖

可視化安全監控能力提升。集成DCS關鍵數據、消防報警、可燃氣體監測、環保監測及氣象監測等實時數據信息，基于廠區地圖展現危險源、消防設施、應急裝備、現場作業及人員分布等，為集團級企業整合分公司生產現場視頻監控，實現企業全方位的安全監控，并提供及時報警信息。

日常安全監督能力提升。基于日常安全管理業務流程，從安全檢查、隱患管理、作業管理、培訓演練及職業健康等方面展開，降低企業安全風險。

敏捷應急響應能力提升。在出現應急事件的時候能夠快速響應，系統能夠根據當前事件類型和勢態情況給出相應的信息，指導指揮人員有效地進行指揮決策，最大限度地保障人員安全，控制事故影響，降低事故損失。

風險識別預警能力提升。針對石化企業典型的生產裝置、旋轉類設備、管道管線及閥門等重要設備，建立風險評估模型，輔助企業進行風險預測預警并判斷重大危害事故的影響。

5.2綜合防災系統

綜合防災系統在企業內部形成一個集實時監測、風險預測、事故處理和安全管理于一體的安全中心，能有效地對企業整體安全狀況進行全方位的實時監測，給安環部門提供及時的報警信息和合理的工作指導，發現隱藏的安全風險，將安全隱患消滅在萌芽狀態，提高了企業對重大事故風險監控的能力等級，將以人為中心的安全管理模式轉變為以流程和事件驅動的主動安全管理模式，使企業的安全管理工作真正實現標準化、信息化和智能化，為企業的安全生產保駕護航。

在某化工企業進行綜合防災系統的建設，使該公司的安全管理業務有了明顯提升，具體如下：

a. 通過預測能在事故發生前發現事故隱患；

b. 監控“補救措施”的執行過程，將事故消滅在隱患階段，提高重大事故風險監控能力；

c. 有條理地進行事故處理，防止事故擴大，減少事故損失；

d. 在安全管理系統支持下，依法進行安全管理，防止人為失誤。

6 結束語

針對安全應急管理系統進行的研究，通過GIS技術、多品牌流媒體平臺整合技術、協同指揮平臺及TTS語音短信報警等技術手段，實現了對于企業的危險源，安全應急進行合理化的管理，最大限度地降低企業生產的安全隱患，為企業的生產保駕護航。安全應急管理系統的應用模塊，可以根據不同企業實現定制化的開發，這樣就可以覆蓋單個生產企業到大型集團化的企業，具有廣闊的應用前景。

[1] 李湖生.美國企業應急預案及其對我國的啟示[J].中國安全生產科學技術,2014,10(11):65～70.

[2] 吳曉濤.中國突發事件應急預案研究現狀與展望[J].管理學刊,2014,27(1): 70～74.

[3] 汪元輝.安全系統工程[M].天津:天津大學出版社,1999.

[4] 劉鐵民.應急體系建設與應急預案編制[M].北京:企業管理出版社,2004:2～10.

[5] 范維澄,袁宏永.我國應急平臺建設現狀分析及對策[J].信息化建設,2006,(9):14～17.

[6] 賈萍,劉聚海,王遠.基于云計算及物聯網的GIS綜述[J].國土資源信息化,2012,(6):11～14.

[7] 葉繼紅,黃長生.基于蟻群算法的石化項目應急路徑規劃研究[J].工業安全與環保,2012,38(9):63～65.

[8] 甘心孟,沈裴敏.安全科學技術導論[M].北京:氣象出版社,2000:167～169.

StudyonTechnologyforSafetyEmergencyManagementSystem

WEI Zhen-sheng1, MA Shu-jing1, LI Ji-xiong2,SHEN Kang-yu2

(1.CNOOCInformationTechnologyLimited，Tianjin300450,China；2.ZhejiangSUPCONSoftwareTechnologyCo.,Ltd.,Hangzhou310053,China)

Aiming at the matters bothering safety management and accident emergency disposal increasingly in petrochemical industry, the integrated safety emergency management system for enterprises was proposed, which takes standardized management as the theoretical framework to cover DCS system, fire-fighting system, combustible gas detection system, environmental pollution detection system, meteorological system, video monitoring system and the geographic information system of the factory area so as to realize integrated monitoring and early warning and to have risks and hazards considered to plan and promote enterprise safety management so that HSE closed-loop management can be realized. This system enjoys wide application in both petrochemical and chemical industries at home and abroad.

safety emergency management system, petrochemical industry, emergency command, risk identification, safety monitoring, mobile emergency planning, digital response plan

2016-04-25(修改稿)

國家“863”計劃項目——基于物聯網工業控制系統的風險智能識別與安全應急技術與系統(2014AA041805)

TH862+.7

B

1000-3932(2016)07-0768-04