化工園區智慧化建設及應用

摘 要：在全球信息化趨勢和“智慧城市”理念的推動下，化工園區智慧化依托工業互聯網平臺，發展模式應運而生。結合魯南高科技化工園區基礎設施綜合提升PPP項目，該園區智慧化建設充分利用工業互聯網、4G、5G、GIS、BIM等打造園區數字化平臺，實現運營管理的可視化、全局化、自動化、智能化，實現對園區安全生產、風險監控、智慧環保、應急管控等綜合能力提升，將事件管理從事后處置變為事前防控，保障生產安全，使園區項目運營管理更簡單、更高效、更智能。

關鍵詞：BIM;5G;化工園區智慧化;PPP

1 引言

2020年統計數據顯示，目前全國676家石化園區，產值超過石化全行業總量的60%;現階段，化工園區的管理方式過于粗放;安全生產、環保、管理存在著一些問題，在運營中處于被動應對。而智慧化恰好能解決智慧化工園區目前的發展困境;與此同時，國家也在加大力度引導化工園區智慧化發展，推動智慧化工園區的建設。運用大數據、云計算、物聯網、GIS、BIM、AI等先進技術，感知、監測、分析、優化整個園區各個環節的資源，形成跨平臺多業務的智慧園區綜合解決方案。服務于園區企業、服務于園區運營管理者。

2 園區智慧化目標

充分利用現有4G，FTTx網絡，結合新建的5G網絡進行整體協同，全面實現園區智慧化管理，打造園區數字化、融合生產監控和園區運營，實現園區管理的可視化、全局化、自動化、智能化。

3 園區行業應用

建設智慧化園區，健全的通訊網路（4G、5G＼FTTx），

滿足運營的大數據平臺、云商平臺，建設完備的感知層信息采集系統，重要的是不同場景中的應用。

3.1 智慧管廊系統

本子項目公共管廊長度30.64km，是園區內“物流傳輸一體化”的重要載體，通過BIM與GIS集成應用，提高公共管廊工程的管理能力;集成公共管廊空間信息、管道介質信息、傳感信息、視頻監控信息、無人機巡檢信息等;匯集到綜合管理平臺中，便于運營管理;

鑒于管廊上管道輸送介質的復雜性，面對高溫、高壓、具有毒性特點，通過設置視頻攝像頭，以及紅外探測器、化學氣體固定探測器等檢測設備，通過BIM與GIS集成應用，以物聯網感知技術為基礎，將公共管廊的多種信息進行統一化管理，實現數據信息的迅捷無縫連接，通過基礎數據信息庫實現準確定位、及時查閱，迅速解決問題。從而減少和預防事故發生，經濟合理地保障管廊的安全運行。根據不同企業需求強化定制化服務，開展智慧管廊大數據融合分析，把促進管廊安全管理與高效服務協同化運作。

3.2 智慧環保監測系統

涵蓋園區內大氣質量監測、企業廢氣在線監測、企業污水排放在線監測、揚塵噪聲監測、危化品灌區有毒氣體泄露監測、VOCS監測、危廢品倉庫視頻監測等監測系統。

通過自動采集數據、自動傳輸數據、自動處理及自動分析數據等功能，滿足監察人員日常監測需要，同時建立大數據庫，滿足環境污染評價分析、環境質量模擬預測，為決策者提供數據支持。

通過智慧化管理平臺實現對監控危廢品倉庫實時狀況，將信息統一接入環保監控系統，實現污泥從產生到無害化處理全程監控。

3.3 智慧水務系統

對新建污水處理廠智慧化管理，處理污水廠建設規模為3萬t/d，污水生化處理方案采用PTA2O工藝，實施“一企一管”，分質處理;監控結果與排水閥聯動;

基于BIM集成應用，從設計、施工、運營管理等全生命周期的各個環節，打造完整的智慧水務體系，實現物理空間與數字空間同生共長。每一個設備都有唯一的數字身份，每一個設備都能在虛擬空間找到位置，隨時調取設備參數、運行注意事項、維修記錄，合理決定檢修時間及檢修內容。例如：對具體到某一臺氧化風機，通過現場PLC控制系統實時在線監測，通過數據采集到監測平臺，通過網路上傳到設備廠商云服務平臺，通過遠程診斷中心，通過智能算法對數據進行分析，給出準確的設備運行情況，預測預警、減少非計劃停機，保障設備安全和生產穩定。

建立統一規范的數據資源目錄，記錄針對不同水質，采用不同的處理方式，藥劑的配比，將經驗值歸檔，制定采集、傳輸、存儲、分析、處理等全生命周期的數據標準。通過準確的數據分析，排出風險隱患，確保裝置持續、穩定運行，同時為處理應急事故，及時準確提供相應的數據，在BIM系統中可視化展示，展示數據的關聯性，利數據采集終端通過 PLC 匯聚后接入網絡，進而實現聯動報警，利用智慧平臺，對異常情況進行實時控制，聯動協調污水排放單位，實現可視化綜合管控。使工業數據采集終端擺脫傳統有線的部署方式，依托可靠的（4G、5G、FTTx） 網絡進行數據傳輸及控制，降低了企業成本，大幅提升了生產效率。

3.4 智慧交通系統

隨著化工園區的發展，危險品車輛等特殊車輛也隨之增加。建立一套適合于化工園區內的特殊車輛管控系統，利用GPS及RFID技術，隨時掌握特殊車輛的實時狀態，從車輛進入園區到駛離園區的全過程監管，便于途中管理手段和車輛調控手段，保證交通安全暢通。

園區內建設危化品停車場，占地100畝，規劃280個停車位;全面鋪設全自動化泊車管理系統，利用無線通信技術、移動終端技術、GPS定位技術等技術，將進入化工園區的特殊車輛安裝 GPS及RFID的電子標簽，標簽綁定車輛及運輸貨物信息，并在電子地圖上實時展示車輛的運行軌跡，對運輸的貨物、運輸線路、處置等過程智能化監控，感測、分析各項關鍵信息，及時準確識別出違法違規行為，形成報警信息及時通知相關管理人員和相關企業管理者，以實現對違法違規行為的及時糾正和處理。

應用于停車場服務，通過車位的傳感器采集、傳感器根據是否實時停車情況將數據發送至云端。車載電腦通過連接云端數據中心，獲取空閑停車位信息，車牌快速識別，獲取車輛信息，智能引導行車路線，到達預約車位后地鎖自動解鎖。實現停車場停車自動導航、智能服務。

3.5 智慧化安全管理系統

發生于2019年4月的響水爆炸案，以慘痛代價敲響了安全生產的警鐘，也讓化工園區的安全管理的緊迫性再升級。打造化工園區安全、環保、應急一體化管理體系，提升基礎設施建設和專業化管理水平是化工園區安全生產管理是重中之重。

基于GIS+BIM+IoT的整體構架打造的全數字化智慧化平臺，匯集感知層的所有重要設備采集的信息，如一處放生火災，通過高空瞭望監控系統，聯動視頻確認火災現場狀況，視頻聯動確認火災告警，結合BIM系統建立的數據庫，準確判斷放生火災處詳細情況，準確判斷因什么發生火災，周圍存在哪些危險源，需要重點監控哪些參數，聯動采取哪些措施，智能運營中心立即一鍵啟應急與預案，向火災區域內人員發起短信，緊急相關人員疏散，并視緊急情況，呼叫火警，救援部門，根據應急預案，調度救援人員、救援物資。通過靈活定制預案，一鍵指揮調動，多系統聯動，救援過程中，實現對救援人員情況確認、實時更新救援情況與進度，做到精準救援。

智慧園區在突發公共事件應急管理中，可充分發揮新技術的優勢，輔助應急預警、防護救援，實現重大應急事件管理的高效率、科學化，為實現園區安全生產、環保、應急救援提供支持。

4 結束語

如何利用完備的感知層信息采集系統、健全的通訊網路、滿足運營的大數據平臺云商平臺，挖掘大數據中相關性，優化運營管理，讓數據說話。以智慧應用為支撐，全面整合園區內外資源，促進園區發展向產業發展。正如中國工程院院士鄔賀銓所說：“基于5G、大數據、工業互聯網、AI技術，打開了垂直應用領域的結合點，是技術創新的繼續，對技術應用提出了更高的要求，不僅要掌握信息技術，更重要的是行業應用，對大數據深挖應用任重道遠。”

參考文獻：

[1]趙志強，苯乙烯生產中生成聚合物的原因分析及對策[J].石化技術，2002，9（4）：224-227.

[2]黃友根，苯乙烯中TBC含量與阻聚效果研究[J].蘭化科技，1998（6）：68.

作者簡介：

朱瑋（1980- ），男，漢族，本科學歷，高級經理，中級工程師。