智慧化工園區系統的設計與建設展望

王飛 張峻瑞 葉鑫

摘 要 基于化工園區的行業特性，借助數字技術，提出整體的“1+1+N”智慧系統建設方案，即搭建一個指揮中心、建設一個supOS工業互聯網平臺、集成N個園區APP業務平臺，該方案可實現數據跨系統、業務協同，消除各種“信息孤島”。從智慧環保、智慧安全、智慧應急、智慧能源、封閉管理及政企協同等方面，介紹智慧化工園區的系統設計方案和建設展望。

關鍵詞 supOS工業互聯網平臺 化工園區 APP 信息孤島

中圖分類號 TQ08? ?文獻標識碼 B? ?文章編號 1000?3932（2023）03?0365?06

基金項目：國家重點研發計劃項目——典型流程行業網絡協同制造解決方案與應用示范研究（2019YFB1705805）。

作者簡介：王飛（1988-），工程師，從事智能制造、工業互聯網數字化咨詢、企業數字化轉型等的研究，ictedu168@163.com。

引用本文：王飛，張峻瑞，葉鑫.智慧化工園區系統的設計與建設展望［J］.化工自動化及儀表，2023，50（3）：365-370.

化學工業是我國國民經濟中不可或缺的重要組成部分，是國家的基礎產業和支柱產業［1］。化工園區一般致力于發展石油化工、精細化工、新材料等主導產業，原材料或者半成品大多屬于?；?，且園區內大型裝置眾多、風險極大?；@區內人員比較密集，一旦發生安全事故，將會造成嚴重的損失甚至重大的人員傷亡。因此，化工園區對安全生產領域的智慧化建設需求顯得尤為迫切，化工園區的智慧化建設十分必要。

近年來，“智慧化工園區”試點示范工作的推進，2015年工業和信息化部《智慧化工園區建設指南》的頒布，各省份示范園區智慧化試點的開辟，5G、工業互聯網、云計算等技術的日漸成熟和新一代信息技術與園區的深度融合，加快了化工園區的智慧發展。

基于化工園區綠色轉型、循環發展、智慧高效的建設需求，筆者提出“1+1+N”智慧化工園區系統建設方案。該方案由“一個中心”、“一個平臺”和“N個智慧應用”組成?！耙粋€中心”即園區運營指揮中心，實現跨業務的統一視圖，集園區運行管理、運營監控、智慧調度、協同辦公、輔助決策等于一體，打通業務流，實現跨組織、跨地區的園區信息共享與業務協調；“一個平臺”即園區數字底座supOS工業互聯網平臺，實現智慧物聯、數據運營、可視化、數字孿生等功能，為上層應用提供底層技術支撐；“N個智慧應用”即基于supOS工業互聯網平臺的安全生產、生態環保、應急管理、能源管理、封閉化管理等智慧APP應用，提高園區運營和管理水平，實現園區本質安全與綠色生態發展，為園區綜合管理賦能、專題應用、指揮調度、決策分析、效率提升提供精準數據支撐。

1 智慧化工園區整體架構

筆者提出的智慧化工園區基于“1+1+N”模型建設，其架構如圖1所示。系統采用云計算、工業大數據、工業物聯網工業安全等新技術，全面提升園區的智能感知能力，打造以數據整合為核心的工業互聯平臺，實現園區監管的整體協同和優化，加強園區精細管理和安穩運轉，促進園區綠色發展和卓越運營。智慧化工園區按照“基礎先行、監管優先”的原則分期建設，采用“平臺+應用”的模式進行系統建設。

2 智慧園區業務功能設計

2.1 智慧環保

智慧園區積極融合人工智能、大數據等技術，探索“雙碳”變革創新的新模式，建設智慧環保平臺。智慧環保平臺智慧化管理，利用5G、邊緣計算、視覺檢測、區塊鏈等先進技術采集各種數據，實時監測和遠程監控，杜絕化工企業偷排和超標排放，進一步提高了環境風險防范能力和園區環境的管理水平，實現園區的綠色低碳發展。

如圖2所示，智慧環保平臺的主要功能包括：環保一張圖、園區大氣環境綜合管控、園區水環境綜合管控、危固廢管理、環境預警預報、環保數據報告、環保數據審核、LDAR系統、網格化管理系統、聲環境監測、土壤環境監測。

2.2 智慧安全

安全監管是化工園區重要的建設內容。建立健全應急預案、隱患排查、事故報告等日常監管基礎數據采集機制；在化工園區內全面布署安全視頻監控，對一些重要區域進行可視化監控，提供信息安全保障和突發情況的處理；智慧安全統一管控，逐步建立健全安全生產風險預警應急源頭切斷機制，變事后處置為超前預控，降低化工企業安全生產事故發生率。

如圖3所示，智慧安全平臺的主要功能包括：安全生產知識庫、隱患排查與檢查、在線全覆蓋監控、人員行為管理、作業檢查、設備全生命周期、安全生產臺賬、安全生產事故、危險作業監管、安全風險預警、安全生產行政執法。

2.3 智慧應急

智慧應急平臺核心在于利用信息技術，整合安全、環保、消防等各方面應急資源，建設化工園區統一的應急指揮應用系統，發揮應急響應中心指揮中樞的功能，加強園區應急響應中心建設，強化泄漏、火災、爆炸等事故的應急救援力量，為化工園區提升應急處置能力創造良好的技術環境。

如圖4所示，智慧應急平臺的主要功能包括：應急資源管理、企業風險指數、政策法規制度、應急預案管理、應急一張圖、應急培訓演練、應急輔助決策、應急指揮。

2.4 智慧能源

智慧能源平臺通過對蒸汽、電力、燃氣、供暖、水等能源的使用情況進行監控，對相關數據進行統計分析，展示園區能源狀況，助力園區實現高質量發展，提升綜合利用率，輔助節能減排。

如圖5所示，智慧能源平臺的主要功能包括：化工設備異常預警、數據實時監測、數據分析、節能診斷、能耗統計分析。

2.5 封閉管理

封閉管理平臺旨在借助新一代信息技術，建成安全、高效、智能、綠色的園區環境，增強園區周界和卡口監控能力，改善園區應急處理與決策能力，提高園區安全管理水平和運行效率，為園區企業、人員和車輛提供安全、高效、智能、生態的交通運輸服務；為園區管理部門和相關企業提供及時、準確、全面和充分的信息支持和信息化決策支持。

如圖6所示，封閉管理平臺的主要功能包括：出入管理、?；吠＼噲?。

2.6 政企協同

政企協同平臺旨在建立管委會、各相關職能部門及企業的協同辦公系統，實現文件收發、信息上報、通知公告、政策法規及產業分析等功能，提高園區的監管能力和服務效率，確保政令暢通，令行禁止，強化企業主體責任的落實，為促進園區經濟發展提供決策支持。

如圖7所示，政企協同辦公系統即機關日常行政辦公工作的信息化支撐系統，通過此系統實現產業集聚，區管委會隨時隨地進行辦公審批與業務處理。

2.7 移動APP

園區移動APP配套Web端應用開發移動端（iphone/ipad/安卓手機），實現隨時隨地查看園區環保、安全監管態勢，在發生應急事件時可通過APP與應急響應中心遠程協同會商。

如圖8所示，移動APP實現了園區政府與企業各種服務流程交互，為園區的企業實現了簡潔、高效、方便的智慧服務。

3 智慧化工園區實施建設與展望

智慧化工園區是基于大數據、5G、物聯網技術，以安監、環保、安防、應急等為一體智慧化綜合平臺，為建好智慧化工園區應當做好以下技術保障：

a. 建設新一代信息基礎設施。信息基礎設施建設是構建智慧化工園區的底座，新一代信息基礎設施要和當前工業互聯網平臺、云計算、大數據平臺、5G寬帶基礎網絡融合，需要使用發展的眼光，科學規劃、變革創新。這樣，園區、企業和個人可以使用安全、高速、便捷的網絡環境。

b. 建設高效協同的園區平臺。在園區建設工業互聯網平臺，結合已有的業務系統和基礎設施，遵循國家、省市、地方的有關標準要求，在科學的指導下，消除“黑盒子”，打造高效協同的智慧應用，實現數據共享、信息共享、資源共享，達到業務協同。

c. 建設安環應急一體化平臺。國家工信部在《關于促進化工園區規范發展指導意見》中提出了“建立安全、環保、應急救援一體化信息管理平臺”的指導意見。安全環保應急一體化平臺通過大數據監測園區安全、環保和應急數據，通過數據分析實現各種潛在風險預警，從而減少各種事故發生，避免園區和企業不必要的經濟損失。同時加強數據整合共享，實現數據融合與共享交換，多角度、多維度展示，提升園區安全環保的智能化、信息化管理水平，提供安全、環保和應急響應的決策支持，及時有效地處置突發事件，提升園區安環應急能力。

4 結束語

在國家大戰略發展背景下，推動化工園區智慧工業園的落實勢在必行，本團隊提出的“1+1+N”模型作為智慧化工園區建設方案指導，能夠賦能智慧化工園區的數字化轉型，有效提高智慧化工園區的信息化和智能化水平，提高化工園區的綜合管理能力。接下來，智慧化工園區需要企業通過科學的發展規劃，不斷完善相關建設方案，把“智慧”融入到園區數字化服務中去，創新服務和管理能力，繼續探索化工園區智慧發展模式，提高智慧化工園區智能化和數字化高質量發展。

參 考 文 獻

［1］ 范文亭.新文科背景下化工行業葡語翻譯人才培養研究［J］.日用化學工業，2022，52（6）：8-9.

（收稿日期：2022-11-15）

Design and Construction Expectation of the Smart System for Chemical Industry Park

WANG Fei， ZHANG Jun?rui， YE Xin

（Bluetron Digital Technology Co.， Ltd.）

Abstract? ?Through considering the industrial features of chemical industry park and with the help of digital technology， a“1+1+N” smart system construction scheme was proposed， namely， building a command center and a supOS industrial Internet platform to integrate N industrial parks APP business platform applications， realize data cross?system and business collaboration and eliminate various“information islands”. In addition， based on the industrial characteristics of the chemical industry park， the design scheme of parks smart system and its construction expectation were described from smart environmental protection， smart safety， smart emergency response， smart energy， closed management， government?enterprise collaboration and so on.

Key words? ?supOS industrial Internet platform， chemical industry park， APP， information isolated island