物聯網背景下的 化工園區封閉化智慧管理平臺研究

曲堂東(萊州銀海化工產業園管理服務中心，山東 煙臺 261413)

0 引言

近幾年，我國化工園區建設迅速發展，化工園區內部所聚集的危化企業龐雜，其所涵蓋設備范圍大，化工工藝流程復雜，生產運行條件苛刻。園區的主要安全風險為密集化的危險化學品企業存在發生嚴重事故的可能。按照國務院關于加強化工園區安全管理的指導方針，迫切需要建立一套完善的化工園區安全生產管理制度，同時必須符合化工行業結構的“分類控制，分級管理，逐步實施”的要求，使園區達到安全生產管理一體化，從而實現園區封閉化智慧管理。

1 傳統化學園區管理存在的問題

當前，管理化工園區中的人員、車輛和物品通常是一項復雜的任務，管理區域并使用不同的管理系統進行同時管理會導致管理效率低下。另一方面，由于企業生產的復雜性和園區的環境制約，很難實時跟蹤和管理園區的狀況。傳統模式對化工園區安全監控的隱患主要體現在以下三個方面。

1.1 化工園區的建設需要對安全規劃有統一的認識

化工園區已成為我國化學工業發展的新業態模式。傳統層面的安全監控系統和管理模式在物聯網時代背景下，難以滿足化學園區快速發展的要求。使得化工園區的事故風險處于高位，對人民財產和社會安全帶來巨大的潛在隱患。針對現代化工園區集中化，規模化危險源的發展特點，合理規劃，可以有效預防和控制可能發生的嚴重事故，保證安全生產和化工業園區的社會穩定。實現化工園區的健康生產和可持續發展。

1.2 化工園區的物聯網管理覆蓋水平較低

許多化工園區沒有訪客登記系統或車輛識別功能，并且所有過程都基于人工評估。在化工園區中，管道交叉儲罐和存儲設備非常緊湊，制造和存儲多種類型的危險化學品。使用傳統的手動檢查和檢測方法，很難及時檢測事故或隱患。 “十三五”明確提出要全面提高化工園區的數字互聯化水平和智能化管理水平，真正把化工園區轉變為工業化和計算機化深度融合的園區平臺。這也是進行化工園區智能現代化的必然趨勢。

1.3 化工園區管理方式粗放，安全管理體系有待完善

我國現有的大部分化工園區的管理方式比較粗放，園區對于企業的管理大多局限于安全、環境等方面，沒有覆蓋到節能管理、空間管理、運營管理等領域，在管理方式上處于被動狀態，不能針對園區內各類情況很快調整管理策略。有的化工園區安全系統的物聯網搭建尚未完成，并且尚未建立將危險化學品和其他資源整合以應對緊急情況的安全管理系統。許多化工園區管理機構和危化行業安全監管部門在制定緊急救援計劃時仍然采用傳統的一次性模式，片面考慮所在區域的公司，而不考慮園區整體物聯網管理的情況，影響附近的分支企業機構，這很容易造成事故的“多米諾骨牌”效應。

隨著物聯網技術的快速發展，如何利用好物聯網技術支撐園區的發展戰略、滿足園區內企業智能化發展需求、進一步提升園區的管理效率，是化工園區未來發展所面臨的共同課題。智慧化工園區建設，旨在以新一代信息技術為手段，以智慧應用為支撐，全面整合園區內外資源，實現園區基礎設施智能化、公共管理精細化、公共服務便捷化、資源利用綠色化、產業發展智能化，促進園區發展向產業集聚型、生態環保型轉變。這對于拉動產業經濟，促進行業發展，推進兩化深度融合及轉型升級都具有重要的作用。

2 物聯網智慧管理平臺綜述

本研究建立的封閉式化工園區智慧管理平臺就是利用物聯網技術，將化工園區安全、消防、通訊網絡、信息發布、管網設備能源監控、危化品運輸、停車管理、自動化辦公等多個系統整合到一個統一的平臺，實現各個系統的信息交互、信息共享、參數關聯、聯動互動，獨立共生。同時根據運營實際情況進行參數積累、習慣性分析報表等，達到園區管理平臺的智慧化，將園區內環保、安全、消防、物流等的在線監測、應急響應系統的信息數據有機地串聯起來，實現人、物、區域功能系統之間無縫連接與協同聯動。這樣提升園區環境監管和應急救援水平，從而促進園區安全環保本質水平實現大幅提升。

智慧化工園區的建立有必要對不同園區子系統之間的業務聯系進行分類，同時打開與其他外部智能系統甚至與其他化工園區、港口和運營區域的關系，以形成一個完美的紐帶結構。化工園區的安全性除了為管理決策制定提供支持外，有效改善化工園區的安全性和智能管理計劃還能夠支持公共場所的危險化學品，重要的環境參數在發生事故時的緊急救援。本平臺旨在改善園區的物聯網智能交互管理，并嚴格控制危險化學品、人員和車輛的進入。實時監控特種車輛進出園區的位置，并配備緊急指揮和調度平臺以應對緊急情況。由于采用了完全封閉的管理原則，它主要依靠園區的全面封閉管理平臺來對許多安全子系統以及云計算，大型數據中心等進行統一管理和控制。

增強工業園區鏈的特點，避免隱性類型的安全隱患以及其他復雜情況。這也逐步促進了園區的封閉管理，物聯網技術的飛速發展為化工園區內部的智能化管理提供了先進的信息處理方式，同時增強了智能效率來支持安全管理決策。物聯網技術與封閉式化工園區的安全管理相結合已成為未來的發展趨勢。在我國也進行了許多研究，并提出了設計子系統的想法，該子系統用于跟蹤和定位化工園區中的每種移動危險化學品，該技術基于射頻識別(RFID)技術來獲得。通過對于危險的移動化學品的危險來源的定位：它已成為基于物聯網和Zig Bee 提出的無線通信技術，基于化學園區實時監控的可靠數據采集系統，它將物聯網的功能與物聯網的需求相結合，是化工園區從監視植入點到最高級別的應用保證，化學園區的安全性基于物聯網技術的三層體系結構。民防和監控系統平臺配備了全套的Baupl NEN 作為前身的應急管理平臺。

3 化工園區智慧管理平臺的應用場景

3.1 系統協調管理

本研究構建的智慧管理平臺，將視頻監控中心、地理信息機制、公共廣播系統，大屏幕顯示系統與大數據相集成中心在智能化工園中創建多級協作管理模式。后端數據中心是系統級智能解決方案的重要組成部分，通過處理收集到的現場信息，有必要對數據庫數據進行全面評估，以確保采用正確的解決方案。指揮與探險的實質是現場協調和分配各種資源和救援力量，反映在數據分析中并解決理想的分配問題。例如，優化的目的是將現場情況而變化及時反饋。火災事故初期的緊迫目標是盡快完成救援，在火勢得到控制的情況下，更容易采用經濟的方法進行救援，因此整個協調過程都在進行中動態變化。另一個重要任務是事故預測。命令和緊急調試平臺連接到大量傳感器，以實時監控化工園區內公司的狀況。該平臺連續分析傳感器收集的數據并解決異常情況的發生。減少了源頭事故的發生。第一種是基于地理信息機制，對化工園區的資產和資源進行統一管理，執行單一圖像增強化工園區資產管理的顯示能力，可以全面理解整體資源解決方案化工園；提供全面的園區管理者在全景、動態和直觀的實時駕駛艙中，管理者可以清楚地了解化工園區的整體運作，并通過歷史數據倉庫鏈比較以及其他定量現場分析進行管理。動態變更過程，提供逐層鉆探的科學算法模型，挖掘有效控制信息并指導現場的管理決策。

3.2 人員、車輛和物體的協同管理

化工園區內的許多危化企業，擁有多種類型的儲罐，并裝有大量危化品。必須根據園區管理制度和道路制定嚴格的管理和控制措施，以應對人員進出危險車輛，特種車輛和普通車輛的情況。 依據Gate Bay 管理系統，視頻監控平臺，面部識別，RFID 定位等先進技術可以實現人員、車輛和物體的統一協調，從而減少交通事故和公共安全事件的發生。數字的自動統計為化工園區創造了安全的生產環境。車輛管理使用圖像分析和LOT 感知技術，前端設備支持車牌識別和圖像智能分析并使用車牌分析技術和物聯網RFID 技術獲得主動非接觸式批準，并顯著提高車輛的交通效率。基于傳輸網絡，將前端視頻數據和基本車輛屬性傳輸到管理后端，并由管理平臺管理和配置車輛資源，用戶資源和設備資源后端。車輛和非機動車輛管理渠道主要包括識別卡，解碼終端，以及身份識別算法，訪問控制主機和管理平臺。其中，個人識別卡用于識別進入和離開隨附身份證的人員，同時，調用內部公共安全數據接口以識別相關人員的身份。它由諸如讀卡器和ID 卡之類的設備組成，這些設備可以自動識別人員的身份并評估其訪問權限。人臉檢測終端主要用于進出人員時的圖像信息采集，重要數據的采集和自動歸檔，這對于該設備非常實用。

3.3 “兩重點一重大”實時監測

化工園區中很多企業大多都涉及“兩重點一重大”(重點監管的危險化學品、重點監管的危險化工工藝、危險化學品重大危險源)化工裝置和危險化學品儲存設施，這些裝置和設施一旦存有安全隱患，導致發生安全事故造成損失不言而喻。本研究基于化工企業的dcs 和sis 系統通過數采儀所采集的數據(壓力、溫度、液位等)經專線傳輸至管理平臺數據中心，后臺通過云計算，當壓力、溫度、液位等數值超過預警指標時，自動報警，管理平臺迅速通知企業，做好具體措施，防范安全事故的發生。

4 結語

文章展示了化工園區在物聯網背景下智能管理方面前所未有的進步和創新。新的智能化平臺具有完整的基礎架構，生產流程自動化，以及物流流程和智能園區管理功能。通過智能識別和分析，合理的應急指揮與調度分配與協調方法解決了諸如危險化學品等特種車輛的精確定位，軌跡跟蹤和位移預警的問題。化工園區面臨著智能管理和智能服務的變化和改進，必須更加重視化工園區的智能化運營，為今后物聯網背景下化工園區的建設添磚加瓦，使園區保持健康持續發展，從而為我國經濟建設做出更大貢獻。