化工園區(qū)數(shù)字化封閉管理平臺建設(shè)研究

＊孫柏 陶為翔 馬偉 李京

（正元地理信息集團(tuán)股份有限公司 北京 101300）

引言

隨著化工企業(yè)集聚式發(fā)展，化工園區(qū)有限的地理空間承載了大量的危險化學(xué)品、危險化學(xué)工藝甚至重大危險源。為避免進(jìn)入園區(qū)的人、車、物等干擾企業(yè)正常生產(chǎn)運行，化工園區(qū)實施封閉管理，加強對外來風(fēng)險的排查管控十分必要。同時簡單依靠物理封閉的方式，將影響大部分園區(qū)正常交通運行，也不能做到對進(jìn)入園區(qū)風(fēng)險的實時跟蹤。建設(shè)化工園區(qū)數(shù)字化封閉管理平臺，打造外部風(fēng)險源分類、分級、全過程監(jiān)管體系，提高園區(qū)風(fēng)險預(yù)防和應(yīng)急管理能力。

1.封閉管理難點

(1)園區(qū)規(guī)劃不足弊端明顯

我國部分化工園區(qū)由于企業(yè)投產(chǎn)建設(shè)較早，在當(dāng)?shù)厥窍扔写笮推髽I(yè)、后有園區(qū)規(guī)劃。因此，在園區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)可能仍階段性的存在居民區(qū)、省道國道等穿越園區(qū)的現(xiàn)狀[1]。大量的人流、車流每天穿梭在園區(qū)內(nèi)，給企業(yè)安全生產(chǎn)帶來重大隱患，也為園區(qū)封閉化管理帶來了難度。部分化工園區(qū)規(guī)劃滯后和早期遺留問題，使得實施封閉管理存在“先天性”缺陷。

(2)基礎(chǔ)設(shè)施信息化程度低

園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施信息化的程度，是園區(qū)數(shù)字化封閉管理的建設(shè)基礎(chǔ)。園區(qū)建設(shè)初期常常重視傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施提升，對數(shù)字化管理考慮不足。數(shù)字化封閉基于對園區(qū)路網(wǎng)、建構(gòu)筑物、危險源等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)掌握。園區(qū)內(nèi)?；愤\輸路線的合理布置、?；吠＼噺S的智能化管理程度等，都制約著?；愤\輸車輛智能監(jiān)管水平。另外，園區(qū)內(nèi)企業(yè)智能化管理能力，例如企業(yè)門禁管理系統(tǒng)和人員定位管理系統(tǒng)的建設(shè)，決定了封閉管理能否深入企業(yè)區(qū)域。

(3)封閉管理需要持續(xù)投入

化工園區(qū)實施數(shù)字化封閉管理，在建設(shè)物理圍欄、周界監(jiān)控設(shè)備、道路卡口、視頻監(jiān)控、門禁設(shè)備、智能分析軟件等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還面臨著持續(xù)的維護(hù)投入來確保設(shè)施穩(wěn)定運行。同時，也離不開適用的管理制度、成熟的管理人員和高效的組織管理。化工園區(qū)實施封閉管理需要設(shè)置系統(tǒng)運維人員、窗口辦證人員、卡口門禁保安、巡查人員、宣傳培訓(xùn)人員等。因此封閉管理有成本，建議結(jié)合園區(qū)實際情況有區(qū)別的設(shè)計封閉方案。

2.平臺總體設(shè)計

化工園區(qū)數(shù)字化封閉管理平臺對進(jìn)入園區(qū)的人、車、物進(jìn)行精準(zhǔn)區(qū)別管控，按照“分類控制、分級管理、分步實施”的原則，以化工園區(qū)封閉管理辦法為基礎(chǔ)，采用物聯(lián)感知層、通信網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)支撐層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層的五層架構(gòu)體系，按照統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和接口服務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。平臺整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 化工園區(qū)數(shù)字化封閉管理平臺架構(gòu)

利用物聯(lián)感知設(shè)備打造前端實時感知網(wǎng)絡(luò)，通過布設(shè)視頻監(jiān)控、電子標(biāo)簽、射頻識別、門禁管理、GPS車載定位儀、電子道閘、光纖入侵監(jiān)測儀等傳感設(shè)備，建立全方位監(jiān)測信息感知能力，實時獲取人員車輛進(jìn)出園區(qū)信息、園區(qū)內(nèi)危化品車輛位置和軌跡信息、重點區(qū)域內(nèi)人員和車輛信息等。通過標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議REST/HTTP、MQTT、DDS實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸，提供物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)接入服務(wù)。按需使用1:2000或1:5000的地形數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)、矢量要素數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)、建構(gòu)筑物三維模型及屬性數(shù)據(jù)等，提供基礎(chǔ)地圖服務(wù)[4]。對園區(qū)企業(yè)信息和門禁信息，重點危險化學(xué)品、重點危險化學(xué)工藝和重大危險源信息，多種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測信息和視頻監(jiān)控信息進(jìn)行管理。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理軟件對各類數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理，Hadoop分布式存儲和計算、Tensorflow深度學(xué)習(xí)平臺和Kubernetes容器化調(diào)度等實現(xiàn)數(shù)據(jù)治理。搭建基礎(chǔ)支撐層，提供二三維地理信息服務(wù)、感知設(shè)備統(tǒng)一接入服務(wù)、視頻智能分析、大數(shù)據(jù)算法分析服務(wù)等，為業(yè)務(wù)管理提供支撐。建設(shè)數(shù)字化封閉管理平臺，通過基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)對進(jìn)入園區(qū)的人員、車輛和危化品進(jìn)行分類管控，建設(shè)周界區(qū)域管理系統(tǒng)對園區(qū)不同功能區(qū)進(jìn)行分級管控，建設(shè)重點動態(tài)跟蹤管控系統(tǒng)對核心生產(chǎn)區(qū)人員、危化品運輸車輛、危險化學(xué)品進(jìn)行全程動態(tài)跟蹤管理。

3.平臺具體內(nèi)容

(1)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)

對進(jìn)入化工園區(qū)管控范圍的人、車、物進(jìn)行分類控制。人員可分為常駐人員和外來人員，其中外來人員又分為園區(qū)內(nèi)各單位訪客，施工、檢查等工作人員和其他。常駐人員信息直接由園區(qū)各單位上報維護(hù)管理，園區(qū)管委會審核統(tǒng)一備案后，發(fā)放園區(qū)日常通行卡；企業(yè)已經(jīng)建有門禁系統(tǒng)的，園區(qū)系統(tǒng)可以與企業(yè)門禁系統(tǒng)直接進(jìn)行信息共享。外來人員需經(jīng)其到訪單位審批后方可入園，并報園區(qū)管委會備案管理。

車輛可以劃分為園區(qū)內(nèi)部車輛、外來車輛。園區(qū)內(nèi)部車輛由園區(qū)各單位統(tǒng)一填報本企業(yè)常駐園區(qū)車輛信息，園區(qū)審核備案后，發(fā)放日常通行證。企業(yè)已經(jīng)建有門禁系統(tǒng)，且已經(jīng)錄取本單位常駐車輛信息的，與企業(yè)門禁系統(tǒng)實現(xiàn)內(nèi)部車輛信息共享。外部車輛由到訪單位審批入園，并報園區(qū)管委會備案管理。同時按照車輛類型不同，可以劃分為一般車輛、?；愤\輸車輛和其他工程車輛。危化品運輸車輛作為移動的危險源，單獨納入?；愤\輸車輛管理系統(tǒng)管理。通過危化品運輸單對企業(yè)進(jìn)入園區(qū)的危化品進(jìn)行管理。企業(yè)通過系統(tǒng)填報本單位的?；愤\輸計劃，同時申報負(fù)責(zé)運輸?shù)奈；愤\輸車輛，園區(qū)管理部門跟蹤管控。

外來訪客管理支持外來人員和車輛入園在線預(yù)約申請，預(yù)約申請必須選擇到訪單位，單位接受申請、園區(qū)審批通過后，外來訪客方可入園，系統(tǒng)且能對外來訪客進(jìn)行區(qū)域授權(quán)和黑名單管理等功能。個人訪客需要填報姓名、身份證號、來訪企業(yè)、來訪時間、來訪原因等信息，如果開車入園，同時填報入園車輛信息。信息審核通過后，系統(tǒng)將審批結(jié)果通過短信和線上進(jìn)行反饋。?；奋囕v申請入園需要填報車牌號、車型、運輸?shù)奈锲芳拔锲穼傩?、駕駛員信息、運輸申報、去往企業(yè)等信息。

系統(tǒng)提供?；愤\輸單管理功能，園區(qū)企業(yè)需將?；愤\輸計劃以運單的方式上報園區(qū)，包括?；贩N類、數(shù)量、承運車輛信息。系統(tǒng)在申請運輸?shù)臅r間段內(nèi)，對已備案的外來?；愤\輸車輛自動核實、放行。

(2)區(qū)域周界管控系統(tǒng)

對園區(qū)不同功能區(qū)進(jìn)行分級管控。以園區(qū)規(guī)劃周界為邊界，按照區(qū)域功能不同，在空間地理區(qū)域上將園區(qū)劃分為核心控制區(qū)、關(guān)鍵控制區(qū)和一般控制區(qū)[2]。

核心控制區(qū)指園區(qū)內(nèi)重大危險源、重點監(jiān)管危險化學(xué)品工藝、重點監(jiān)管的危險化學(xué)品集中的高風(fēng)險區(qū)域。對該區(qū)域要求實現(xiàn)物理封閉，并開展全域覆蓋式監(jiān)控、區(qū)域人員動態(tài)跟蹤管理。利用生產(chǎn)區(qū)域精細(xì)三維模型數(shù)據(jù)，結(jié)合全域視頻覆蓋監(jiān)控，對區(qū)域內(nèi)違規(guī)作業(yè)行為進(jìn)行智能分析預(yù)警，包括違規(guī)集聚、吸煙、未帶安全帽等。設(shè)置區(qū)域電子圍欄，對非法越界入侵自動檢測報警，設(shè)置門禁系統(tǒng)，執(zhí)行嚴(yán)格的核心區(qū)進(jìn)出管控。通過識別生產(chǎn)人員佩戴的智能安全帽、定位標(biāo)簽等智能設(shè)備，實現(xiàn)人員精準(zhǔn)定位管理。

關(guān)鍵控制區(qū)指核心控制區(qū)以外的化工生產(chǎn)功能區(qū)、危險品運輸車輛停車廠、化工管廊等風(fēng)險較高區(qū)域。對進(jìn)入該區(qū)域的人、車、物進(jìn)行統(tǒng)計管控，規(guī)劃邊界入侵報警、門禁管理系統(tǒng)等。整合企業(yè)生產(chǎn)區(qū)視頻資源，進(jìn)行安防管控。鼓勵企業(yè)建設(shè)生產(chǎn)區(qū)二道門管理系統(tǒng)，對各企業(yè)關(guān)鍵控制區(qū)落實門禁管理、人員定位管理，實現(xiàn)進(jìn)出生產(chǎn)區(qū)的人員、車輛清晰管控。布設(shè)化工園區(qū)公共管廊邊界防入侵設(shè)備，對非法越界進(jìn)入管廊重點區(qū)域的行為進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警。開展危化品停車廠管理系統(tǒng)，實現(xiàn)“一車一桿”管控、停車位管理和車輛數(shù)量統(tǒng)計等功能。

一般控制區(qū)指園區(qū)內(nèi)核心控制區(qū)和關(guān)鍵控制區(qū)以外的行政辦公區(qū)、公輔設(shè)施區(qū)等風(fēng)險較低區(qū)域。對該區(qū)域主要開展公共場所安全視頻監(jiān)控、辦公場所門禁管理。整合園區(qū)安防、交通管理的視頻監(jiān)控資源，對一般公共區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)管，園區(qū)發(fā)生緊急事件時，可以利用人臉設(shè)別技術(shù)、車輛識別技術(shù)等智能分析方法進(jìn)行快速分析。建議在重點辦公場所設(shè)置門禁系統(tǒng)，方便進(jìn)行人員分布情況分析。

周界管理主要是對園區(qū)的規(guī)劃邊界進(jìn)行人、車、物的進(jìn)出管控，條件允許的園區(qū)可以考慮物理封閉模式。對于主要公路穿越園區(qū)或其他特殊情況的園區(qū)，可以考慮分區(qū)封閉管理。針對周界出入路口，通過安裝道閘、人臉識別、車輛識別等設(shè)備，自動識別進(jìn)入園區(qū)的人員、車輛信息。對于已經(jīng)完成常駐人口、內(nèi)部車輛備案的，系統(tǒng)自動放行并記錄其當(dāng)天進(jìn)出園區(qū)情況；已經(jīng)完成訪客登記審批的人員和車輛，系統(tǒng)自動放行、記錄其進(jìn)出園區(qū)情況；對于未完成訪客登記審批的，禁止入園；對于特殊情況放行入園的人員和車輛，在園區(qū)路口處補充填報臨時信息，系統(tǒng)自動列入重點跟蹤排查名單。針對園區(qū)周界外物入侵，優(yōu)選布設(shè)高空瞭望、紅外射頻、一般視頻監(jiān)控等設(shè)備，應(yīng)用電子圍欄技術(shù)，對違規(guī)闖入園區(qū)封閉管控范圍的人、車、物自動識別預(yù)警。

(3)動態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)

?；愤\輸車輛動態(tài)跟蹤，是利用車載GPS跟蹤定位、視頻、卡口等數(shù)據(jù)，實時掌握進(jìn)入園區(qū)?；愤\輸車輛信息、位置和數(shù)量，實現(xiàn)?；奋囕v信息統(tǒng)計、車流量分析、違章查看、實時車輛定位監(jiān)控、軌跡追蹤等功能。

人員分區(qū)分級統(tǒng)計跟蹤，是通過對門禁系統(tǒng)和訪客系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，進(jìn)行園區(qū)人員數(shù)量統(tǒng)計分析。可實時自動生產(chǎn)區(qū)域員工、外來施工人員、訪客等的數(shù)量、位置信息，并在地圖上顯示不同區(qū)域內(nèi)的人員數(shù)量。

4.結(jié)語

化工園區(qū)數(shù)字化封閉管理平臺建設(shè)，是一種對外部風(fēng)險因素的高效管控方法，有助于減少外部風(fēng)險對園區(qū)安全生產(chǎn)的影響，達(dá)到對進(jìn)入園區(qū)范圍內(nèi)人、車、物全域精準(zhǔn)管控目標(biāo)。但是化工園區(qū)推行封閉管理模式的效果，受園區(qū)管理水平、企業(yè)信息化程度、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資金持續(xù)投入等因素影響，大多數(shù)園區(qū)很難通過一次建設(shè)達(dá)到最理想的封閉狀態(tài)。建議園區(qū)根據(jù)自身發(fā)展情況，有側(cè)重、有區(qū)別的推進(jìn)封閉管理各項建設(shè)內(nèi)容。