基于“工業互聯網+”的卷煙廠智慧安全管控平臺建設

傅鵬 劉新 孫曉瑩 賈文強 王海濤

摘要：安全生產是卷煙廠實現高質量發展的重要保障，針對當前青州卷煙廠在安全生產管控方面存在的不足，文章結合《“工業互聯網+安全生產”行動計劃（2021—2023）》的總體思路以及卷煙廠實際，介紹打造卷煙廠智慧安全管控平臺的應用現狀和建設思路，提出構建基于生產安全管控和園區安全管控的“1+2+U”智慧安全管控平臺，實現對企業安全生產管理態勢的全面掌控，以期為當前的卷煙廠安全生產管控平臺建設提供參考。

關鍵詞：工業互聯網；安全生產；智慧安全

中圖分類號：TP18文獻標志碼：A

0 引言

隨著社會的發展、時代進步，工業互聯網為卷煙廠的發展創造了廣泛的空間，同時也對卷煙廠的安全生產管理提出了更高的要求，將“工業互聯網”思維和新一代信息技術應用到卷煙廠的安全生產管理當中，構建全新的智慧安全管控平臺，增強“工業互聯網+安全生產”快速感知、實時監測、超前預警、聯動處置、系統評估等新型能力，實現卷煙廠安全生產從靜態分析向動態感知、事后應急向事前預防、單點防控向全局聯防的轉變，從根本上降低卷煙廠安全事件的發生，為卷煙廠的生產經營提供保障。

1 卷煙廠安全管理應用現狀

當前青州卷煙廠在基礎安全設施配置、現場監控技術、安全信息化產品應用等諸多方面存在不足，導致企業整體安全生產管理的信息化建設水平不高，“人防+技防”的應用程度不足，迫切需要先進的信息化技術全面提高安全生產管理水平。隨著大數據、云計算、區塊鏈、人工智能等前沿技術的高速發展，創新企業安全管理模式，打造數據驅動、人機協同、跨界融合、共創分享的智慧化平安青煙新模式，成為青州卷煙廠安全生產管理面臨的重要課題。

2 卷煙廠智慧安全管控平臺建設思路

2.1 打造安全監控體系

在“工業互聯網+安全生產”的導向下，結合卷煙廠生產實際及安全生產管理需求，通過運用人工智能、物聯網等新一代信息技術，并配套采用智能化安全監控設備、數據采集設備等，從智庫模型、行為準則、規范要求、隱患處理、監管監控、預防治理等多維度構建一體化智慧安全監控體系，實時感知卷煙廠各種場景的風險隱患，夯實安全業務域基礎，打造卷煙廠安全生產護城河。

2.2 提升自動預警能力

依托安全監控體系，充分利用多維傳感、AI人工智能等新技術，對卷煙廠安全生產監測點位信息進行智能分析，實時判斷安全生產相關指標數據及其發展趨勢。當出現異常信息時，自動觸發報警并推送至相關人員進行處置，實現企業生產過程“人、機、料、法、環、測”全場景監管、標準化管理、智能化預警，提升生產事故隱患排查效率 ［1］。

2.3 增強信息共享性

在信息爆炸的時代下，卷煙廠安全生產管理中會產生大量數據信息，因此在建設智慧安全管控平臺時，要遵循數據一體化理念，拉通基于安全業務域形成的流程主線，將生產數據、設備數據、人員數據、環境數據、園區數據等統一管控，實現卷煙廠安全生產管理中各項信息數據的高速共享和交換，充分釋放數據資產的價值 ［2］。

3 基于“工業互聯網+”智慧安全管控平臺設計

3.1 平臺應用架構

智慧安全管控平臺集成視頻監控、出入口管控、車間軌跡管理、園區安保巡更、人員軌跡管理、周界防范、消防監控、門禁管理等系統功能，與工業互聯網智能制造系統、制絲集中控制系統、卷包集中控制系統、能源管控系統、智能物流管控系統等實現完全數據交互。建設廠區大屏監控系統，依托統一數據總線服務，以Web和App等方式實現，實現安全生產全過程中風險可感知、可分析、可預測、可管控。

規劃平臺層級結構，劃分為感知層、數據采集層、平臺服務層、業務應用層和前端交互層。系統架構如圖1所示。

3.1.1 感知層

感知層依托RFID、傳感器等設備提供對廠區人、事、物的智能感知能力，通過感知設備實現對卷煙廠范圍內人員、設備、時空環境、物料等安全生產要素的實時感知。

3.1.2 數據采集層

數據采集層通過4G/5G基站、邊緣網關、無線WiFi等接入設備實現對安全生產要素的實時采集，對生產管控、園區系統進行數據接入與控制的集成，為上層服務提供數據支撐。

3.1.3 平臺服務層

基于業務中臺和數據中臺的應用，對下實現多種物聯設備數據的采集、匯集和處理，對上通過服務總線等形式為業務應用層功能提供數據支撐，支撐水平業務擴展能力。

3.1.4 業務應用層

基于平臺服務層提供的核心數據、服務組件以及開發能力，運用大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等新一代信息技術，構建包含安全監視、消防預警、日常巡檢、隱患管理、安全生產應急管理、安全生產教育管理、安全生產作業管理、職業衛生健康管理等功能應用，為卷煙廠安全管理業務賦能。

3.1.5 前端交互層

前端交互層通過PC、移動手機、工業平板、現場一體機、電子看板、監控大屏等終端提供交互服務。

3.2 平臺關鍵技術

3.2.1 微服務技術

平臺總體設計采用微服務技術架構模式，對業務功能進行整體規劃與設計，實現分布式應用服務監控、配置、日志、權限等的統一管理，對應用的開發、部署、監控、運維等進行全面技術支持。該架構模式與編程語言、存儲技術無關，與物理設備的部署要求不緊密，方便后期功能增加擴展。

3.2.2 多維感知技術

綜合利用物聯網、RFID、無線傳感等技術，依托有線、無線、移動互聯網等現代通信手段，將分散的火災報警控制主機、電氣火災監控設備、煙感探測器等設備建立網絡連接，實現對廠區相關設備設施安全要素的快速感知，對重要、重點數據進行實時監測，通過先進、可靠的智能分析過程，對可能會出現的不安全狀況進行超前預警，同時將其信號接入平臺PC端、移動終端等，將物聯設備發出的預警事件實時推送給相關的服務或應用［3］。

3.2.3 視頻監控聯動技術

基于智慧安全管控平臺可視聯動需求，平臺接入各種攝像頭、脈沖圍欄等視頻監控報警設備，深度融合機器視覺智能算法、熱成像等技術，實現園區周界報警與視頻監控系統的聯動，自動保存攝像頭告警前后部分時段的視頻［4］，對事件主動預警，通過實時分析，將報警信息傳到安全管控平臺，為應急指揮、入侵告警等功能實現提供支持，提升視頻監控的數字化、智能化水平。

3.2.4 多維數據融合處理技術

依托人工智能算法、視頻圖像處理等技術，通過對視頻圖像的濾波、修復、增強、去均值、除標準差等相關操作，智能提取關鍵信息并進行多維度整合。依托廠級工業大數據平臺，針對不同來源的動態數據和應用特點，實現大規模數據清洗、數據挖掘等低延遲的處理，以API的形式為BI報表、數據駕駛艙等上層應用提供全方位的數據查詢與分析服務［5］，實現智慧安全管理業務的聚集、聯動及數據的立體全方位展示。

3.3 平臺功能應用

智慧安全管控的功能設計是基于數字化管理、網絡化協同、智能化管控提升目標，通過集成技術實現數據和功能的互聯互通，打造數據驅動、人機協同、跨界融合、共創分享的智慧化平安青煙新模式。

系統總體架構為“1+2+U”模式，初步包含：1為智慧工廠門戶管控平臺；2為生產安全管控模塊（初步規劃6個子模塊）、園區安全管控模塊（初步規劃5個子模塊）；U為3個模塊無限擴展，實現智慧工廠管控的持續更新和完善；各模塊間互聯互通，實時共享；模塊內實行分級、分層控制。

其中，生產安全管控模塊初步包括智能消防、智能安防、智能設備設施（偏重安全相關數據、使用年限、狀態預警等）、智能用電、智能健康（職業衛生）、智能管理（責任制、雙機制、培訓、創新、應急、相關方、危化品、危險作業管控和安全生產評價預警等），具備快速感知、實時監測、超前預警、聯動處置和系統評估的能力。

園區安全管控初步包括智能訪客管理、智能周界管理、智能人員軌跡管理、智能車輛軌跡管理和智能停車場管理等，具備人員、車輛的快速識別和跟蹤、智能導入及預警、人員情緒和權限管理等功能。

4 結語

青州卷煙廠智慧安全管控平臺依托《“工業互聯網+安全生產”行動計劃（2021—2023）》，以解決人的不安全行為、物的不安全狀態、環境的不安全因素、管理上的缺陷為目標，運用大數據、云計算、移動互聯網、人工智能等前沿技術，貫通、整合智能制造工業互聯網系統、制絲集中控制系統、卷包集中控制系統、能源管控系統、智能物流管控系統、安防視頻監控系統、一卡通系統、消防控制系統等，實現數據和功能的互聯互通，探索構建基于“工業互聯網+安全生產”的智慧安全管控平臺，為當前卷煙廠基于“工業互聯網+”的安全生產管控平臺建設提供探索性參考。

參考文獻

［1］孫為民，尤君祖.基于管控一體化的卷煙廠智慧安全管理信息系統建設分析［J］.電子世界，2020（10）：73-74.

［2］陜朝陽，江逸斐，吳晨瑞.智能化卷煙廠的工業互聯網建設［J］.智能建筑，2020（11）：13-15.

［3］胡萬宏，高亮.煙草行業消安防智能一體化平臺設計應用探討［J］.武漢理工大學學報，2021（6）：218-223.

［4］夏治學.基于“互聯網+”的化工企業安全生產管理方法探討［J］.化工管理，2019（1）：64-65.

［5］門嘉平.工業互聯網安全態勢感知平臺的搭建策略［J］.網絡安全技術與應用，2020（5）：113-114.

（編輯 傅金睿）