唐鋼重大危險源安全監控系統信息化平臺建設

張旋，李佳，宋鑫，汪泳

(1.華北理工大學 礦業工程學院,河北 唐山 063000；2.河北鋼鐵集團唐鋼股份有限公司，河北 唐山 063000)

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唐鋼重大危險源安全監控系統信息化平臺建設

張旋1，李佳1，宋鑫1，汪泳2

(1.華北理工大學 礦業工程學院,河北 唐山 063000；2.河北鋼鐵集團唐鋼股份有限公司，河北 唐山 063000)

重大危險源；監控平臺；信息采集；應急處理

為了有效防范重大事故的發生，及時處理應急情況和突發事件，提升唐鋼安全管理水平，擬建立由現場傳感器、集中器、攝像機、工控機、客戶端、路由器等硬件裝備及安全監控平臺、信息發布平臺等組成的唐鋼重大危險源安全監控系統信息化平臺。該平臺通過對重大危險源現場視頻圖像信息和危險源特性參數的采集，經由網絡傳輸到相關業務管理部門，直觀地反映現場的相關情況和數據信息，實現重大危險源監測預警功能和應急處置兩大功能。

0引言

為了有效防范重大事故的發生，及時處理應急情況和突發事件，提升唐鋼安全管理水平，在綜合運用儀器儀表、自動控制、計算機技術、網絡技術、通訊技術和安全管理等技術基礎上，建設唐鋼重大危險源安全監控系統信息化平臺，該平臺通過對重大危險源現場視頻圖像信息和危險源特性參數的采集，經由網絡傳輸到相關業務管理部門，直觀地反映現場的相關情況和數據信息，為重大危險源的安全監控提供現場依據。

根據安全部、自動化公司、煉鐵廠、動力廠、計控管理部于2012年12月對唐鋼重大危險源調研的情況，在擬建設的項目中，對煉鐵廠、動力廠2家單位共14個重大危險源視頻信息進行接入，實現安全管理部門對上述重大危險源視頻信息的遠程可視化和相應的監控和管理。目前，公司重大危險源現有監控設備386個，需要新增監控設備48個。其中包括：鍋爐區域視頻監控攝像頭4個，煤氣柜活塞傾斜度自動檢測系統3個，鍋爐爐膛一氧化碳在線監測系統10個，苯槽液位顯示報警系統28個，可燃氣體檢測探頭2個，氧含量檢測探頭1個。所以，需要增加一套集中的重大危險源安全監控系統信息化平臺。

1 唐鋼重大危險源安全監管平臺結構組成

1.1設計目標

總體上說，該平臺主要實現兩大功能，即重大危險源監測預警功能和應急處置功能。監測預警功能是綜合運用計算機及網絡技術，完成對重大危險源現場信息的采集、轉化、傳輸及處理，實現對現場的實時監控及危險預警。應急處置功能是根據預警報警信息，對現場第一時間做出反應，聯合應急處置系統進行有效地協調處理，及時將事故隱患消除，將危險控制在萌芽狀態，減少事故損失。

1.2系統結構

重大危險源安全監控系統信息化平臺整體框架通常可分為4層，系統結構如圖1所示。第1層為現場重大危險源的對象過程。第2層為設備傳感檢測層，首先要通過傳感檢測、現場總線和機電一體化等技術完成對現場信息的采集轉化之后傳輸到下一層，即自動化監控層。自動化監控層通過智能控制和監控等方法完成上一步信息的處理，之后會做出相應調整或監測預警。第4層是安全應急管理層，主要是在發生狀況時啟動緊急預案。

圖1　系統結構

2 唐鋼重大危險源安全監管平臺功能

2.1監控預警功能

重大危險源動態監控是危險源安全管理的重要基礎工作。通過對重大危險源的不間斷動態監控，可以全面掌握其生產、儲存以及使用狀況，建立重大危險源動態監控數據庫，通過動態視頻監控，對可燃氣體、有毒有害氣體的探測和對安全生產關鍵參數監測，直觀、全面、實時地了解重大危險源的運行狀況，為預防與控制重大危險源危害的發生，以及對重大危險源事故的應急處理提供重要的信息和技術支持。

固定場所重大危險源，可基于GIS建立固定的安全實時監控系統，將實時采集的監控視頻、圖像及傳感信息展現于電子地圖中，方便用戶了解危險源的地理位置、周圍環境以及實時監控信息。將突發事件的發展過程和針對該事件的處置過程以時間的先后順序展現。提供技術和其他分析手段的面向各種預警問題輔助決策模塊。對事件信息進行分析的基礎上，調用有關突發安全生產事件預測預警模型，進行模擬預測。圖2所示為監控與預警基礎框架。

圖2　監控與預警基礎框架

2.1.1 參數采集

危險源數據采集裝置用于采集重大危險源日常監控和預警系統所需的主要參數，將這些參數進行數據采集與處理，然后將信息傳輸到計算機中。

2.1.2 日常監控

重大危險源對象大多數時間在安全狀況下運行。日常監控是監視重大危險源對象在正常情況下的運行情況及狀態，并對其進行實時和歷史趨勢做一個整體評判。該系統在正常工況下和非正常工況下都具有對危險源對象運行狀況及參數的記錄顯示、報表、結果保存、統計圖表等功能。

2.1.3 預警系統

預警系統的主要作用是當被實時監測的危險源對象的某一參數超出正常值的界限，并使之向事故生成方向轉化時，預警系統一方面會給出聲、光或語言報警信息，指導人員隨后根據預警模型決策顯示排除故障的操作步驟，正確、迅速恢復正常工況，同時發出應急控制指令以采取相應的措施，防止事態進一步擴大。

2.1.4 地圖顯示

危險源在地圖顯示功能是將被監控設備運行狀態實時信息、歷史數據信息、地理位置信息等集成一體。可實現對危險源預警監控，并可對重大危險源實時和歷史的各種指標數據進行綜合比較，還可結合地圖有效地進行監控。

2.2預警模型分析與故障診斷

2.2.1 預警分析

預警模型分析評價對象，它包括危險源監控預警模型文檔建立和預警信號識別兩大部分。圖3所示為比較分析評價業務流程。

圖3　比照分析評價業務流程

2.2.2故障診斷

故障診斷是在確定監測設備已發生異常的基礎上需要人工干預對異常設備進行處理，提取故障特征，識別設備狀態并排除故障。

圖4　故障診斷與狀態監測流程

2.3應急處置

應急救援系統的應急響應程序包括接警、響應級別確定、應急啟動、救援行動、應急恢復和應急結束等。

2.3.1接警與響應級別確定

在收到事故報警的信息后,根據一定的工作程序,首先系統會對報警情況做出初步的判斷來確定響應是否啟動的級別。事故經過判斷，若級別未達到啟動應急救援體系的最低響應級別,則響應關閉。

2.3.2 應急啟動

在應急響應級別得到確定之后,按照響應級別啟動與之相應的應急程序。例如：工作現場出現有害氣體或高溫預警→應急中心收到報警→工作人員到達現場→成立現場指揮部→啟動信息與通訊網絡→通知調配救援所需要的應急隊伍和物資與裝備等。

2.3.3救援行動

工作人員到達事故現場后,立即展開事故偵測、現場警戒、人員疏散及救助、工程搶險等工作。專家組在對事故進行了科學的分析之后,為救援提供有效的建議和技術支持。如果事態超出響應級別,得不到有效控制，應迅速向應急中心請求實施更高級別的應急備案。

2.3.4應急恢復

救援行動結束以后,進入臨時應急恢復階段。該階段主要的內容包括：現場清理、人員清點和撤離、警戒解除、善后處理以及事故調查等。

2.3.5動作結束

應急結束執行應急關閉程序并由事故總指揮宣布應急結束。圖5所示為應急處置流程。

圖5　應急處置流程

3 系統調試部分界面模型

圖6、圖7和圖8所示為部分系統調試界面。

圖7　視頻監控操作界面

圖8　危險源趨勢分析界面

4 結論

擬創建的唐鋼重大危險源安全監控平臺有望實現以下功能：

(1)在不影響唐鋼機械設備的安全性能且保證了成產率條件下，可以測試系統的安全性；

(2)在發生斷電或某個環節發生故障時仍能保持所需的安全完整性；

(3)對于所有的存在事故率的環節的安全相關功能都規定了最大響應時間；

(4)若中央控制室或現場工作人員復位不及時，系統可以實現自動應急切斷；

(5)應急切斷和緊急關機閥的工作狀態和手動控制功能可在中央控制室顯示或操作，可關閉所有聯動和人控動作；

(6)所有預警一旦發出，無論是否采取應急處理都將會保存數據，確保下一次預警發出的精確性；

(7)可在中央控制室內啟動任何應急關斷操作，具備高可靠性，且該系統界面基于人機可視友好交互的原則設計完成。

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Construction of Information Platform of Safety Monitoring System of Major Hazard Source of Tangshan Iron and Steel Group

ZHANG Xuan1, LI Jia1, SONG Xin1,WANG Yong2

(College of Mining Engineering, North China University of Since and Technology,Tangshan Hebei 063000, China;Tangshan Iron and Steel Group, Tangshan Hebei 063000, China)

major hazard source; monitoring platform; information collection; contingency processing

In order to effectively prevent major accidents, the timely processing of emergency situations and emergencies, to enhance the level of safety management of Tangshan Iron and steel company, intends to establish the field sensors, concentrator, camera, computer, client, routers and other hardware equipment and security monitoring platform, information release platform consisting of Tangshan Iron and steel company of major hazard source safety monitoring information system platform. The platform through the acquisition of major dangerous source live video image information and hazard characteristic parameters, via a transport network to related departments, directly reflect the site of relevant information and data information, functions of major hazard monitoring and early warning and emergency response.

2095-2716(2016)03-0001-08

TF088+.3

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