推進特種設備物聯網技術

黃曉虎

近年來，我國網絡和電子工業及自動化技術發展迅速，很多產業化高新科技應用基本與世界保持同步，尤其是特種設備行業的電梯、起重機械等機電類設備制造業，已經擁有世界一流制造和控制技術。物聯網是特種設備安全與節能監管信息化技術發展的必然趨勢。

“特種設備物聯網”（簡稱“特聯網”）建設是特種設備安全監管信息化工作的新制高點，一個運行穩定、安全、有效的“特聯網”必將大幅降低特種設備事故風險，減少特種設備事故造成的災害，使特種設備成為現代社會生產生活的得力幫手，徹底解決經濟發展和行政管理資源之間越發突出的矛盾，節省大量應付突發事故的人力物力，使城市更加安全高效。

“特聯網”關鍵技術

應用方向和前景

雖然現代特種設備的日常運行與控制大多已不同程度地采用了自控制技術，但因其并未按照安全與節能監管的需求進行設計和制造，尚不具備設備運行安全與節能監管方面的特殊和技術能力。這些必須另行提升的技術能力，需要采用專門的技術裝置，以最大程度地減少人為因素干擾并快速進行自動故障判斷、危險預估和預警。有些特種設備的極危險部件，都應當得到自動系統的有效監控。這些專門的基于物聯網技術的網絡化、自動化控制系統，成為特種設備安全運行的第三方保障。

物聯網技術，也可為現代特種設備技術檢驗提供幫助，如：科研機構正在研發的埋地壓力容器剩余壽命連續監測系統，就可以代替常規檢驗手段，及時精確地偵測壓力容器的剩余使用壽命;應用于電梯和起重機械的第三方監控物聯網應用，可隨時偵測設備故障和危險，為檢驗和維護保養提供幫助;采用移動物聯網技術，還可以實現移動壓力容器充裝與運輸過程的全運程監管，為技術檢驗提供連續可追溯的設備運行過程信息，使檢驗更方便和精確;鍋爐等特種設備的節能監測，早就開始采用現代傳感器、通信和自動化控制技術，物聯網技術的出現，為該類設備的低成本和高效率網絡化遠程集約監控，進而實現設備群能耗與效率平衡控制提供了更為可行的應用方向。

“特聯網”建設的關鍵技術方法

承壓類特種設備（包括鍋爐和固定壓力容器裝置）

承壓類特種設備（包括鍋爐和固定壓力容器裝置）的物聯網應用，可突出第三方故障預警：通過在重大危險類承壓設備原有的自動化運行控制系統中，加裝基于物聯網技術的第三方運行狀態監示系統，可有效壓縮承壓類特種設備應急響應時間，落實應急體制各方責任，優化設備的運行狀態。

移動壓力容器（汽車罐車）

移動壓力容器（汽車罐車）的物聯網應用，可突出充裝環節控制和運輸過程監管：通過在充裝站加裝第三方門禁、充裝管理系統，或者在車輛上加裝司乘控制、罐車狀態監示與衛星跟蹤裝置，可實現對移動壓力容器的全運程監管，有效規范危險物質運輸環節;有效抑制由道路運輸事故引發的移動壓力容器火災和罐體泄漏引發的次生環境災害。該系統可基于我國自主研發的北斗衛星系統，更加安全可靠。

氣瓶電子標簽技術

在全國多個城市實踐多年的氣瓶電子標簽技術，雖然也是有效的“特聯網”應用技術，但在具體實踐中已經出現諸如標簽丟失和破損更新量巨大等問題。推廣受到技術本身的制約，極有必要采用抗破損性更強，更適用于民用液化石油氣鋼瓶使用環境的強附著技術加以補充。目前，國家質檢總局委托中國特檢協會研制的CRID氣瓶標識技術，已經兼具防偽、抗焚燒、打磨等超強環境適應能力，可與原有的電子標簽復用，達成最佳管理效果。

危險工業原料管道

北京、上海、南京、沈陽等大型城市，都是我國比較早實現近代化和現代化的城市，工業發展歷史悠久，城市埋地管網縱橫交錯，尤其上海、南京、沈陽等城市，重、輕化工業發達，這幾個城市用于化工生產的危險工業原料管道總公里數累加起來幾乎占全國工業管道的近1/3。另外，近年房地產業發達，大量原有工業用地逐步成為房地產開發項目，有些廢棄的地下管網圖紙資料遺失，有些則更是未經處置就已經被覆蓋在樓宇和道路甚至地鐵隧道下，成為潛在危險源，為安全監管和事故預防工作帶來一定困難。

為解決這一問題，有必要研究采用目前國際上最為先進的3D地表雷達進行常規和施工前探測，并開始建立全國性的埋地工業管道動態圖形數據庫;已經探明的管道，可比照南京、廣州等城市做法，建設具有物聯網管理功能的埋地管道電子識別標志網，保障建設施工安全和城市運行安全。

機電一體化特種設備

目前我國機電一體化特種設備的“疑似”物聯網建設不乏案例，但大多是由傳統傳感器技術和通信技術“攢”接而成，沒有抓住機電一體化設備故障與事故的普遍和關鍵成因，有些所謂的物聯網技術更只是重復了設備本身自有的控制能力，只是機械地通過網絡實現了第三方監示，對機電類設備最易出現問題的機械結構失效和崩潰鮮有應對措施。

機械結構失效和損毀是造成重大災難性事故的罪魁禍首，一個關鍵部位的地腳螺釘或連接螺栓被拉斷，就可導致整個滾梯支撐系統失穩。在此狀態下，這些設備自帶的安全裝置既不可能偵測出故障，更不可能發出預警。針對此類事故，科研機構已經研發出一種基于遠距離RFID技術（無線射頻識別技術）的低成本金屬結構件（可控制螺栓、拉撐、支撐和鉸鏈等結構）監控標簽，以及基于物聯網技術的全天候監控系統，目前已經在江蘇和北京等地進行系統試驗。

“特聯網”建設的組織原則

因“特聯網”建設涉及特種設備本體的技術改造，質檢總局應組織專家與法律界，認真研究并明確其法律關系，在立法上做足功課。

要特別明確，物聯網建設是特種設備信息化建設的組成部分，是信息化建設的技術手段和覆蓋范圍的延伸;全國必須在國家質檢總局領導下，統一規劃、統一數據標準、統一工作平臺和規范技術設備。

根據我國不同地域的經濟發展程度，尤其物聯網建設需要巨大資金和高素質人才支持的現實考慮，建議優先在網絡資源和資金充裕的北、東、南沿海和西南地區，建設多個物聯網技術發展和示范中心，起到技術輻射和產業帶動作用。

“特聯網”技術應用的“門檻”和“退出”機制十分重要。應用于特種設備安全的物聯網技術，必須獲得權威機構的評定，這個權威機構可以比照鑒定評審機構設置和運作方法，要具備特種設備安全評價資質，以及對各種涉及特種設備安全物聯網應用技術進行權威試驗與驗證的技術能力，并要承擔相應的法律責任。

（本文由中國特種設備安全與節能促進會推薦）

編輯 ? 韓 穎endprint