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摘要

結合物聯網技術的發展趨勢和化工園區應急管理的需求,指出物聯網技術是應急管理系統的基礎和關鍵,通過感知層對化工園區進行重點數據的采集和分析,實現了監控預警功能。應急管理系統實現日常安全管理、監測預警和應急輔助決策三大功能，應用層軟件功能豐富，滿足了應急管理的需要，系統在某化工園區得到成功應用。

關鍵詞

物聯網；化工園區；應急管理系統

近年來，我國化工產業的迅猛發展，推動了各地化工園區的建設。但是在規模擴張和高速發展的背后，則是生產安全和應急救援問題的凸現。化工園區生產安全應急管理是極其關注的一項社會性減災防災工作。大力推動化工園區應急管理工作的開展，進行應急管理系統技術研發，是避免或減輕事故可能造成的傷害和損失、控制事態擴展蔓延的重要手段，是確保化工園區安全穩定可持續發展的關鍵保障。當前，各地的化工園區具有一些共同缺陷，主要表現在以下幾個方面：（1）有產業發展規劃，無安全應急規劃；（2）有單個企業安全評價，無化工園區區域安全評價；（3）主要分布在沿海經濟發達、人口稠密地區；（4）易燃、易爆、有毒、有害物質不僅高度集中，而且數量巨大。一旦發生事故，影響巨大；（5）化工園區應急管理系統建設工作剛剛起步，技術、人才、資金都比較缺乏。應該指出，未來相當長時間內，化工園區生產安全問題將進一步凸現。近期天津港危化品爆炸事件,帶來巨大的生命和財產損失為我們敲響警鐘。因此，大力加強化工園區應急管理系統建設十分必要和急需。

1化工園區應急管理

化工園區應急管理系統是一個復雜的系統工程，包括監控預警、應急值守、應急資源保障、危險隱患管理、態勢分析、事故后果模擬、現場救援、緊急疏散、事故善后、應急評估等多個方面。建立智能化的應急指揮輔助決策系統，增強安全生產監管部門的動態監管能力，消除各種隱患，預防和減少重、特大事故的發生，提高生產安全，保障人民生命財產和環境保護具有重要意義。應急管理系統是以現代物聯網、通訊、網絡和計算機技術為支撐，以應急資源數據庫、預案庫和知識庫為基礎，以地理信息系統GIS、數據分析、信息展示為手段，實現對突發事故數據的采集和分析、對應急資源的管理和協調、對事故救援的決策和資源調度。當前快速發展的物聯網技術具有信息獲取實時化、處理智能化等特點，可為化工園區日常監管和應急救援提高提供堅實的技術支撐。通過分布于化工園區各危險隱患點和重點區域的感知終端，采集應急監控信息，經過一定的數據處理和分析，快速準確的獲知信息，對事故預警、應急救援調度等提供決策支持信息，從而大大提高化工園區應急救援工作的信息化水平。

2基于物聯網的監控預警

物聯網具有泛在化、實時化、智能化的特性，根據化工園區應急管理業務要求,其物聯網體系結構設計為感知層、網絡層和管理應用層三層架構。（1）感知層，由各類氣體傳感器、攝像機、氣象儀、RFID標簽、GPS等各類感知終端組成，對園區的重大危險源、危險工藝節點、公共環境、氣象條件、道路交通狀況、應急物資等相關信息進行采集和管理。（2）網絡層，由有線和無線網絡構成的數據傳輸層，對傳感器終端采集到的監控數據進行可靠傳輸。化工園區主要依靠現場總線和光纖網絡的有線通信。隨著無線通信技術的發展，3G/4G無線通信手段已經得到應用。（3）應用層，是整個化工園區應急管理系統的核心，主要完成應急監控信息存儲、數據分析和挖掘、監控預警、應急輔助決策支持等功能。

2.1感知層數據采集物聯網在化工園區應急管理系統中的作用是實現監控預警，其核心部分是數據采集和監控。物聯網技術先進、功能實用、性能可靠，在化工園區主要采集的應急信息有：（1）視頻監控，根據化工園區的實際情況，對化工園區的重大危險源的區域周圍、主要交通要道、出入口，公用管廊等公共區域進行24小時視頻監控，并通過應用服務器對視頻進行聯動處理。（2）傳感器信息，在化工園區內重大危險源的周圍設置氣體采集點，對危害性強的有毒、可燃重氣體進行24小時的濃度監測，以及監測該處的風向、風速、溫度等。（3）RFID及GPS信息，化工園區進行封閉式管理，在主要出入口設置卡口，進出化工園區的車輛進行統一管理，對園區內車輛采用射頻識別RFID卡管理；對外來危化品運輸車輛統一配發臨時GPS終端，不按規定路線行駛或停靠路上超過30秒的車輛進行報警，并聯動其最近的攝像機進行現場視頻監控。（4）實現化工園區應急管理全面數據采集，除在公共區域部署各類物聯網傳感器外，需對園區內的大型、重點企業，接入企業重大危險源和危險工藝的溫度、液位、壓力、煙感及可燃、有毒氣體濃度等信息，進行集中監管。物聯網監控預警系統網絡結構圖如圖1所示。前端氣體探測器通過RS-485連接到監控中心的氣體報警控制器和前置氣體服務器，對于氨氣、氯乙烯、二甲醚、LPG、環氧乙烷等氣體濃度達到低、高限報警的時分別做出不同等級的聲、光報警。前端氣象儀通過RS-485連接到監控中心的前置氣象服務器，為事故后果模擬提供基礎數據。對溫度、濕度、風向、風速等氣象參數，并發送到前置氣象服務器。接入企業的重要監控數據有兩種情況：一是企業的自動化生產DCS系統，將監控危險源生產過程中的液位、溫度、壓力等信號接入監控預警主機。二是企業生產現場環境的氣體濃度信息（包括可燃氣體和有毒氣體等），通過危險源實時監控預警主機模擬量或數字量采集接口完成接入。

2.2前置機數據處理通訊服務前置機主要解決物聯網跨系統的通訊問題，由于感知層傳感器種類較多，通訊方式各有不同，網絡結構復雜，通過前置機可將整個化工園區物聯網有機的整合起來，實現數據采集和傳輸。其次，前置機可對采集數據進行預處理，完成數據格式轉換，實現數據共享。應急監控中心通過通訊服務前置機對數據采集和數據交換進行集中控制，根據制定的統一標準的數據接口，對數據的存儲與發送接收進行統一的協調，完成數據交換和數據共享，從而實現業務互通。

3應急管理系統總體架構

化工園區應急管理系統作為安全生產綜合監管和應急輔助決策的信息化系統，系統結合應急資源庫、輔助決策分析、GIS空間分析技術等，為重、特大生產安全事故應急救援指揮提供全方位的決策信息。

3.1系統總體架構系統設計的核心思想是在日常安全管理、監控預警、應急輔助決策支持等基本工作上，目標是建設“統一指揮、功能齊全、反應靈敏、運轉高效”的應急系統。系統采用如下圖2所示的層次型結構。物聯網感知層主要是采集監控預警的各類數據，經前置機處理后，傳輸到應急指揮中心的數據庫服務器；信息資源層有監控預警數據外，還整合了日常的應急管理資源數據；技術支撐層主要是支撐系統正常工作的硬件設備和基礎軟件；應用業務層實現用戶業務需求與用戶的交互，完成相應的功能。

3.2應用軟件功能應急管理系統作為一個綜合性的安全生產應急和綜合監管信息化平臺，應能夠提供統一架構的技術支撐體系來完成化工區監控應急響應中心的日常安全監管工作，并能應對各類突發的安全應急事件。應用軟件具體包括：日常安全管理、監控預警和應急輔助決策等三大類共十三個模塊，詳細功能組成如圖3所示。（1）日常安全管理軟件由接警處警與應急值守模塊、危險源、脆弱性目標及應急資源管理模塊、應急演練及培訓考核模塊、行政執法模塊和系統管理模塊等五個模塊構成；（2）監控預警由視頻監控模塊、綜合參數監測模塊、危險化學品運輸車輛動態監管模塊和企業監控參數接入模塊等四個模塊構成；（3）應急輔助決策由危化品應急信息查詢模塊、事故后果模擬模塊、輔助決策支持模塊、信息模塊四個模塊構成。應用軟件實現了化工園區的日常安全管理和發生事故時進行應急救援的主要目標，具體來說包括化工園區應急監控中心的日常安全監管和執法工作，平時進行日常值守工作和預案演練。當突發性的緊急事故發生時，通過物聯網實時狀況監測監管、及時收集和掌握各種信息并加以綜合集成、分析處理、準確、及時、全面地為應急處置指揮決策提供基礎資料和數據，為應急救援工作提供輔助決策和指揮調度。

4系統實現

某化工園區應急管理系統物聯網前端建設了185個視頻監控點，其中固定視頻監控點160個，移動車載監控點1個，道閘卡口6個；設置氨氣、氯乙烯類、二甲醚類、LPG類氣體探測器共計62個；系統還配置120個GPS圖3：應急管理應用軟件功能終端。項目一期接入試點企業重大危險源和危險工藝的監控參數信息，共有視頻信號、可燃氣體信號、液位信號、溫度和壓力信號、消防報警信號共計652路。應急監控中心硬件平臺主要設備包括大屏幕顯示、接入矩陣、硬盤錄像機、存儲、各類服務器及前置機。應用軟件采用B/S架構，面向服務的體系SOA模型較好的實現了應急業務的流程和操作，J2EE標準支持主流的軟硬件接口，使系統具有較強的靈活性和擴展性，具備與各種系統互聯互通的能力。化工園區應急管理系統全面實現日常安全管理、監控預警和應急決策響應功能，數據采集實時、準確，監控預警反應迅速，實現了預警與檢測參數聯動，預警與視頻信號聯動，應急資源與GIS聯動。通過應急值守、信息報送、視頻和GIS展示、預案啟動、會議會商、方案確定、指揮調度，大大提高應對突發事件的應急處置和指揮決策的科學性。

5結語

當前我國化工園區的應急管理系統建設還處于發展階段，基于物聯網的感知數據是應急管理系統的基礎和關鍵，物聯網數據和通訊的技術融合十分重要。應急管理系統沒有一個標準的、規范的模式，國內一些正在建設的系統都存在各種各樣的問題，特別是對應急信息數據的定義、來源、加工整理、存儲和應用都還沒有統一認識，政府部門和各企業采用的應急數據沒有統一的標準和格式，不能做到信息共享，這方面亟待改進。

參考文獻

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作者：湯祥州 翁錦榕 鄭綿彬 單位：廣東藍盾樂庚信息技術有限公司