智慧化工園區安全生產應急管理平臺設計與研究

周天墨

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智慧化工園區安全生產應急管理平臺設計與研究

周天墨

（國家安全生產監督管理總局信息研究院，北京 100029）

為了滿足化工園區日常生產監管與監測監控數據充分高效地服務于園區安全生產、應急管理、可視化展示與應急指揮輔助決策等需求，提出“分布采集、集中管理、按需服務”的總體架構模式，并設計邏輯架構、功能體系及混合云大數據平臺，進而構建智慧化工園區安全生產應急管理平臺。結果表明：平臺包含安全監管子系統、監測監控子系統子系統、應急管理子系統、綜合服務子系統等應用系統，在統一的框架下，具有良好的交互性與兼容性，可實現多源異構監測監管數據“采、洗、算、調”的一體化服務，為化工園區日常監管與戰時指揮提供數據管理與智能分析服務，對于充分規劃、配置、發揮園區資源，監管監控園區安全狀態，輔助園區應急救援等具有重要意義。

園區；安全生產；應急管理；平臺

0 引言

隨著《關于進一步加強化工園區安全管理的指導意見》(安委辦〔2012〕37號）、《關于促進化工園區規范發展的指導意見》(工信部原[2015]433號）、《中國制造2025》(國發[2015]28號）、《國務院辦公廳關于推進城鎮人口密集區危險化學品生產企業搬遷改造的指導意見》國辦發[2017]77號等文件的相繼出臺，對推進信息技術與制造生產業深度融合，以創新為驅動力促進數字化網絡化智能化發展，強化園區應急保障能力建設等方面提出了更高層級的要求。

在此背景下，化工園區作為推進企業“兩化”深度融合及轉型升級，是形成集群協同效應的重要載體和發展模式。經過多年摸索[1-3]，我國的化工園區建設已沿著高科技、新領域、綜合性強的方向發展，但仍普遍存在信息化水平良莠不齊、風險辨識與應急管控敏銳度較低、園區綜合服務與管理效能有待提升、對社會公眾信息透明度和更新時效不高等問題，漸漸不能滿足化工園區的實際發展需求，尤其是面對突發事件時不能快速提供科學有效的應對措施與調整策略。此外，當前信息化建設主要集中在園區物流管理[4-5]、安防[6-7]、環境監測[8]、應急理論體系研究[9]等方面，鮮少有適合大型化工園區安全生產與應急管理的綜合平臺。而這兩者作為園區管理的重要業務，從業務流程及管控方面均具有直接關聯性，需要進行整體考慮而非分而治之。因此，亟需構建一個綜合信息平臺，對化工園區的日常管理、應急響應、公眾交流等進行統籌管理。

本文將基于物聯網、云服務、大數據分析、GIS[10-15]等技術，按照安全生產與應急管理的實際業務流程進行設計，在提升信息可靠性與安全性的前提下，通過信息化手段提升園區管理的智能化水平。為加快園區管理效能與應急響應水平的提升，切實解決入園企業最迫切的本質性訴求、提供有價值的服務，促進入園企業落實安全生產主體責任，提升園區風險預警與應急指揮能力，增強與公眾交流互動方面提供支持。

1 系統總體介紹

1.1 建設思路

本平臺基于多項信息化技術，在解決日常管理、監督執法、應急指揮、社會輿情等多類別數據的獲取與管理、分散數據串聯、單點信息更新全系統廣播與共享、高精度隱患信息識別與分析等關鍵問題的基礎上，以“監測發現隱患、綜合分析問題、視頻驗證危險點、智能匹配應急方案”為主線，構建適應大型化工園區高效安全的一體化信息系統，著重解決安全生產與監管監察、風險預警與應急指揮、日常運行與社會輿情走向等問題。通過互聯網、無線網絡及電子政務外網，在安全運營體系和標準規范體系的支撐下，各級用戶按照權限訪問系統，實現“管委會、企業、執法人員、公眾”四類用戶的一體化管控。

通過各子系統的建設和應用，提升業務數據與安全生產監管數據的可信度，實現系統全部數據的不可篡改性與快速更新。及時發現、報告、分析隱患點，并在突發事件發生時，依據當前事件信息與類似案例自動關聯，形成應急決策支撐報告，切實提升園區管委會對化工園區突發事件的應對與處理能力。促進園區建設“基礎設施智能化、公共服務便捷化、生產管理一體化、資源利用綠色化、產業發展智能化”等目標的實現。

1.2 總體框架

智慧化工園區安全生產應急管理平臺依據“分布采集、集中管理、按需服務”的模式開展設計與研發。“分布采集”是指基于云服務技術構建混合云大數據平臺，按照數據屬性與權限，分為公有云和私有云兩部分，記錄生產及監管環節中的各類數據，為信息溯源與核對提供基礎。“集中管理”是指基于混合云大數據平臺，結合物聯網等技術構建統一的園區管理基礎支撐系統，為平臺各應用系統的運行，提供基礎性服務。“按需服務”是指在分布數據與應用服務的基礎上，通過web應用和移動應用兩種應用模式，面向不同用戶的需求，分別構建安全監管子系統、監測監控子系統子系統、應急管理子系統、綜合服務子系統等應用系統，為平臺獲取數據、綜合分析及對外服務提供服務。

1.3 技術路線

系統采用B/S架構和C/S架構相結合的模型，即應急一張圖可視化應用系統、情景構建決策支持系統采用B/S架構；管委會端、企業端、救援隊用戶等通過Web瀏覽器訪問應用系統；支撐組件主要采用C/S架構。采用Java、HTML5編程語言實現，通過ArcGIS Server for Flex完成系統地理信息相關功能的開發。數據存儲采用公有云和私有云相結合的混合云架構，可進行跨平臺、跨部門操作，并對不同的應用終端進行自適應處理。

1.4 邏輯架構

平臺自下向上依據“五層兩體系”的思路構建平臺邏輯架構，如圖1所示。

（1）綜合展現層：面向各級用戶，通過綜合信息門戶全方位、多維度、多視角支撐智慧化工園區綜合管理與服務業務的展示與應用。

（2）業務應用層：包括安全監管、監測監控、應急管理、綜合管理等部分，是平臺業務應用的核心環節，基于底層數據與應用支撐，通過web端和各類移動終端等多類別訪問途徑，為各級用戶提供符合實際工作流程的日常管理、信息分析、綜合研判、決策輔助支持服務。

圖1 邏輯架構圖

（3）應用支撐層：為保證平臺使用的通用性與兼容性，集成多類別中間件與基礎支撐、地理信息服務、安全信息支撐等服務，包括單點登錄、數據目錄與查詢服務、地理服務等等。此外，分為電子政務外網應用支撐和互聯網服務應用支撐兩部分。電子政務外網應用支撐主要是指基于政務數據的共享對接需求，實現面向政務系統的數據交換共享，互聯網服務支撐主要基于互聯網為各企業提供在線應用服務。

（4）數據資源層：主要用于存儲園區日常管理、企業安全生產、安全防范、能源監測、基礎設施監控等多類別安全生產與業務管理數據，為平臺各子系統的正常運行、與外部系統的數據交換、公眾服務等提供支撐。

（5）基礎支撐層：提供保證系統運行所必備的軟硬件環境，為數據采集、管理、業務系統運行等提供基礎支撐。

（6）標準規范體系：遵循國家電子政務有關標準、行業要求等各類信息化標準規范，為各平臺內部數據采集管理，平臺之間及系統外部數據信息交換和共享提供技術規范。

（7）安全運維保障體系：為保證平臺運行提供統一的安全認證、運行管理、維護管理等服務。

2 平臺功能

智慧化工園區安全生產應急管理平臺(如圖2所示）具體包括安全監管子系統、監測監控子系統、應急管理子系統、綜合服務子系統等4個系統。

2.1 安全監管子系統

安全監管子系統是實現監管部門與園區內企業信息聯動、資源整合、信息共享的綜合監管信息平臺。通過其完成對園區公共安全、企業日常安全管理、高危工藝、重大危險源管理與風險分級管控，并為安全事故的預測預警及發生事故后的應急聯動提供數據支持，實現監管部門之間的資源整合和業務協同，落實企業安全生產主體責任和政府部門安全監管責任。

2.2 監測監控子系統

依托企業與園區構建的視頻監控和氣體監測設備，綜合運用二、三維GIS，實現數據與視頻的可視化展示，滿足管委會日常管理的需要，主要包括環境監測、能源監測、管廊管線管理、設備監管和園區安防等功能。

2.3 應急管理子系統

按照“平戰結合”的原則建立，通過其實現應急初始響應，輔助完成事件接報與信息上傳下達，以及物資、專家、預案、救援隊伍、避難場所、應急倉庫等資源的整體管控調配。利用一鍵式指揮功能，可顯示事件預案、過往事故數據、事故類型與嚴重程度，以及以往典型事件發生地的地理信息、部署情況等，并提供多種聯絡與信息傳遞模式，方便快捷地進行指揮調度，進一步提升應急處置能力，輔助將事故損失將至最低。此外，模擬演練模塊基于三維GIS與虛擬現實技術，生成動畫進行推演。構建適合應急救援演習的多媒體數據庫，從而實現直觀再現顯示場景的目標，使參與人員快速了解事故發生情況、人員調動情況、車輛行駛情況及部門單位聯動情況等信息，實現集信息、技術、設備及人員于一體的及時、高效、準確傳輸的應急演習系統，進而提高演練效果。

圖2 功能體系

2.4 綜合服務子系統

該系統是園區對外及業務辦理的窗口，集成一張圖門戶網站、公眾服務、社會監督、輿情分析和移動應用功能。可實現各類資源的統籌管理和互通共享，并依據不同專題要素進行可視化組織，實現在同一場景下業務操作流程化、安全信息全景化、決策支撐邊界化等目標，為園區管委會、入園企業、社會公眾信息查詢與事務辦理等提供便捷化的窗口。

3 結論

（1）本文提出并設計了“分布采集、集中管理、按需服務”模式的智慧化工園區安全生產應急管理平臺。以 GIS 作為信息綜合展示平臺，將日常生產、安全監管、園區運行安全監控、應急管理等功能融為一體，實現園區、企業、執法人員、公眾等多級用戶管理，做到四大子系統互聯互通，為化工園區日常監管與戰時指揮提供數據管理與智能分析服務，并為不斷優化園區應急指揮體系，提升應急處置能力提供支持。

（2）在統一的框架下，采用混合云數據共享管理模式，將零散分布于各入園企業、園區管委會及相關部門的分散、多源、異構空間數據、監測監控數據以及安全生產數據等統一集成、快速清洗，實現及時掌握園區日常生產運行狀態，發現異常情況的目標，為各子系統的正常運行提供“采、洗、算、調”一體化的多維信息服務。

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Study on Safety Production and Emergency Management Platform of Chemical Industrial Park

ZHOU Tian-mo

(National Institute of Occupational Safety, Beijing 100029, China)

In order to meet the requirement of safety production supervision, management of the chemical industrial park's monitoring data, visualization, emergency management and decision-making, the mode of "distributed acquisition, uniform management and on-demand service " was put forward to build system architectural pattern. Design the logical structure, function architecture and Hybrid cloud big data platform, and then Safety Production and Emergency Management Platform of Chemical Industrial Park was built. The results showed that the function system included safety production supervision system, monitoring system, emergency management system and integrated services system. The four systems were practical under the uniform framework and in good interactivity and compatibility. In this platform can realized the integrated service of "collection, washing, calculation and adjustment" of multi-source heterogeneous monitoring and supervision data. It played an important role in planning and disposing resources and had great significance to supervise and monitor the safety state of the park and assist the emergency rescue.

Chemical industrial park; Safety production; Emergency management; Platform

TP311. 52

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.12.010

國家自然科學基金項目(批準號：61302163)

周天墨(1989-)，女，工程師，主要研究方向為地圖學與地理信息系統。

周天墨. 智慧化工園區安全生產應急管理平臺設計與研究[J]. 軟件，2018，39（12）：40-43