煤化工智能安全環保信息一體化系統建設探索與研究

許冬濤，徐海東，陳振宇，李新貴，田 馨

(國家能源集團寧夏煤業公司，寧夏 銀川 750001)

隨著煤制烯烴、煤制油等新型煤化工企業的迅速興起，安全信息技術煤化工生產中的地位就越來越重要。煤制油化工行業生產單位自控水平基本達到國內先進水平，但信息化水平參差不齊，信息系統建設各自為政，業務覆蓋范圍大小不一，安全環保信息系統數據交互不暢通。基于“兩化深度融合，精益安全要效益”的思路，煤制油化工單位有必要利用互聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術，建成一個“縱向貫通、橫向集成、運轉高效、安全可靠”的智能安全環保信息一體化應用平臺，體現“大數據、可共享、智能化”的特征，達到國內先進水平。據以上實際情況，建立智能安全環保信息一體化，實現安全管控系統從零散到聯動，從自動到智能的跨越式發展。提供安全工作的事前防范、事中處理、事后分析的信息化手段，對各類安全事件做到預知、預判、預防、預警和有效處置，同時將關鍵的業務指標放在一個統一的界面中呈現給一線操作者、管理人員和決策者，完成統計圖表的數據鉆取和挖掘、切片，實現對信息綜合研判分析、綜合數據分析、綜合預測預警和多系統聯動，全方位支撐日常運營管理和領導決策。

1 系統建設目標研究

1.1 以“聯動”為核心建設合成作戰平臺

本著平戰結合的原則，智能安全環保信息一體化系統建設從生產安全數據采集、存儲和整合入手，但落腳于對緊急突發事件的信息支持，為處置過程、指揮調度流程以及應急救援提供可靠、完整的信息資源支撐，充分發揮數據整合和再現能力，協助平時監測和戰時保障工作。確保應急指揮工作順利進行。

1.2 以“數據”為基礎搭建底層數據應用

系統在完成基礎數據資源整合的基礎上進行數據分析與挖掘，最終為決策者快速提供切實可行的應急指揮方案建議。

1.3 以“共享”為目的實現數據資源共享

未來隨著各項工作的精細化和精益化，必然涉及到不同系統數據的同步和共享，因此建立統一的數據標準尤為重要。智能安全環保信息一體化系統涉及的監測監控數據應包括各類傳感器采集的信息、視頻數據信息、文本、圖片等。在此基礎上應支持第三方數據集成，從而實現信息共享。

1.4 以“快捷”為目標聯動多個平臺終端

智能安全環保信息一體化系統應充分考慮到未來“隨時隨地”安全監測的趨勢，系統設計之應遵循“一套邏輯和數據、多終端支持”的思路，統一控制用戶對系統的訪問，將原本分散在管理網和工控網的分散異構的監測監控系統整合起來。系統應具備可伸縮的體系結構和組件化的整體設計，支持多種開放性標準。

1.5 以“實戰”為根本建設實用應用平臺

信息采集、聯動和分析的根本目的都是為了支撐日常管理和應急處置“實戰”。因此系統的設計、建設及未來的運營維護中都應牢固植根于對一線安全業務的支持。在保證對實戰的支撐和系統合理化之間求取平衡。從而達到實戰、演練、日常管理相互融合統一的目標。

2 關鍵技術應用研究

2.1 計算虛擬化

智能安全環保信息一體化系統平臺應具備開放兼容、穩定可靠、彈性擴展和安全高效的云平臺，提供可持續發展、安全可控的云平臺基礎架構。

2.2 存儲虛擬化

應采用分布式云平臺存儲架構，利用搭建的分布式塊存儲為虛擬機提供存儲資源，可以很好的保證虛擬機數據的性能和可靠性。

2.3 工業控制系統信息安全

建設中應著重考慮系統的全局信息安全防護，對數據中心采用邊界防護技術，保證工業控制網與辦公網之間的隔離。

2.4 大數據平臺

大數據平臺應選用先進的分布式計算架構，實現從數據采集、清洗、分析計算到可視化的完整流程。

2.5 AI引擎

AI引擎選用系統忙閑時分機制，AI引擎應支持云化部署，實現計算資源的最大化實現對復雜業務自動化/半自動化處理。

3 系統架構研究

智能安全環保信息一體化系統的建設在滿足各子系統功能的基礎上，尋求內部各子系統之間、與外部其它智能化系統之間的有效結合。總體上以音視頻處理、大數據技術和人工智能技術為依托，實現對視頻監控系統(含CCTV)、入侵報警系統、火災報警系統、有毒可燃氣報警系統、門禁系統等各子系統在平時的綜合管理和控制，以及在戰時(應急)的綜合調度和指揮，見圖1。

圖1 系統架構圖

4 系統建設內容研究

智能安全環保信息一體化系統實現對有毒可燃氣、環境監測、在線水質監測、火災報警、工業視頻監控等數據的實時接入，一方面通過標準API對外提供脫敏后的數據服務，一方面與視頻監控子系統等聯動，基于大數據分析技術和數據可視化描繪現網態勢，另一方面實現數據分層、分區域、分等級的持久化存儲。

圖2 系統內容研究

5 項目成果應用前景

煤化工企業智能安全環保信息一體化平臺對煤化工企業安全生產管理意義重大，平臺建設項目實施后，一方面滿足煤化工企業日常安全動態監管、重大危險源實時在線監管、應急救援指揮有序調度和高效處置，全面提高煤化工企業安全生產事故的整體應急處置能力，減少人員傷亡和財產損失；另一方面，能夠充分整合利用現有的網絡資源、通訊設備及數據資源，縱向構建分級的互聯互通的安全生產平臺；橫向與視頻監控、視頻會議及企業數據業務系統融合，實現語音、視頻和數據整體聯動，為提升安全生產應急管理能力和有效應對各類安全生產事故救援能力提供領先的安全科技支撐。