危化品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)

王滿智

(蘇州城市安全發(fā)展科技研究院有限公司,江蘇 蘇州 215000)

0 引言

危化品在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、經(jīng)營(yíng)、使用、運(yùn)輸?shù)冗^程中,極易發(fā)生泄漏、火災(zāi)、中毒、爆炸等事故[1]。危化品事故具有發(fā)展迅猛、復(fù)雜多樣、危害范圍廣、次生衍生事故多等特點(diǎn),一旦發(fā)生事故,將對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成巨大威脅,對(duì)環(huán)境造成極大破壞[2]。2015—2019年,危化品生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)曾發(fā)生10起重特大事故,導(dǎo)致344人死亡,危化品重特大事故未得到根本遏制。2019年5月,國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室、應(yīng)急管理部印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)意見》(安委辦〔2019〕11號(hào)),要求加快建設(shè)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)危化品企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)預(yù)警,不斷提升危化品安全監(jiān)管的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,有效防范化解重大安全風(fēng)險(xiǎn)。在此背景下,某市應(yīng)急管理部門投資建設(shè)了一套危化品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),將危化品相關(guān)企業(yè)納入統(tǒng)一監(jiān)管。

1 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)業(yè)務(wù)主要涉及加油站、危化品生產(chǎn)企業(yè)、重大危險(xiǎn)源企業(yè)和危化品儲(chǔ)存經(jīng)營(yíng)企業(yè),業(yè)務(wù)流程如圖1所示[3]。該系統(tǒng)利用視頻監(jiān)控分析設(shè)備和物聯(lián)采集設(shè)備對(duì)危化品企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,將異常數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行顯示和統(tǒng)計(jì)分析。視頻智能分析設(shè)備能夠識(shí)別違規(guī)行為或異常信息,并產(chǎn)生預(yù)警信息,同時(shí)將其反饋給相關(guān)企業(yè)及監(jiān)管部門;物聯(lián)設(shè)備設(shè)置報(bào)警閾值,一旦監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)超出閾值,監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)將立即生成預(yù)警信息,并將其反饋給相關(guān)企業(yè)及監(jiān)管部門。企業(yè)可根據(jù)預(yù)警信息進(jìn)行相應(yīng)處置,并在系統(tǒng)中填報(bào)記錄。

圖1 監(jiān)測(cè)預(yù)警業(yè)務(wù)流程

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

總體架構(gòu)分為交互層、應(yīng)用層、支撐層、數(shù)據(jù)層、云資源層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層。

交互層包括展示大屏、PC端、移動(dòng)端和危化品門戶,其中危化品門戶由監(jiān)測(cè)預(yù)警中心統(tǒng)一門戶進(jìn)行開發(fā),統(tǒng)一門戶提供門戶能力復(fù)用,實(shí)現(xiàn)各交互端的快速開發(fā);應(yīng)用層包括監(jiān)測(cè)預(yù)警的各業(yè)務(wù)模塊,由監(jiān)測(cè)預(yù)警中心服務(wù)總線進(jìn)行統(tǒng)一的身份驗(yàn)證、監(jiān)控、負(fù)載均衡;支撐層包括身份認(rèn)證、視頻平臺(tái)服務(wù)、GIS服務(wù)、物聯(lián)設(shè)備接入、算法模型服務(wù)、移動(dòng)支撐等;數(shù)據(jù)層提供本系統(tǒng)需要的各外部單位的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)據(jù)治理后形成資源庫(kù);云資源層包括計(jì)算、存儲(chǔ)和安全等資源;網(wǎng)絡(luò)層主要建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)專線,用于企業(yè)視頻、物聯(lián)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)回傳;感知層包括感知設(shè)備和感知對(duì)象,感知設(shè)備主要有物聯(lián)采集設(shè)備和視頻分析設(shè)備,感知對(duì)象為加油站、重大危險(xiǎn)源企業(yè)、危化品生產(chǎn)企業(yè)、危化品儲(chǔ)存經(jīng)營(yíng)企業(yè)及危化品運(yùn)輸企業(yè)和車輛。

3 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)危化品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的需求,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多個(gè)功能模塊,包括視頻綜合管理、視頻智能分析、物聯(lián)監(jiān)測(cè)監(jiān)控、預(yù)警閉環(huán)處置和視頻巡查等,實(shí)現(xiàn)對(duì)危化品安全風(fēng)險(xiǎn)的全面監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

3.1 視頻綜合管理

視頻綜合管理平臺(tái)提供“視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接入”和“視頻解析”2大能力,最大支持50 000路視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接入、支持200路視頻解析。本系統(tǒng)已接入全市203家加油站、44家危化品生產(chǎn)企業(yè)、4家重大危險(xiǎn)源企業(yè)和15家危化品儲(chǔ)存經(jīng)營(yíng)企業(yè)。視頻綜合管理平臺(tái)除了提供實(shí)時(shí)監(jiān)控、電子地圖、電視墻、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能外,還提供多級(jí)多域管理、逐級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)和外域轉(zhuǎn)發(fā)等高級(jí)功能,以實(shí)現(xiàn)各級(jí)政府部門或社會(huì)機(jī)構(gòu)間的視頻共享和聯(lián)網(wǎng)[4]。在應(yīng)用場(chǎng)景上,各企業(yè)通過視頻管理云組件接入監(jiān)控設(shè)備,該系統(tǒng)對(duì)接視頻管理云組件后,相關(guān)管理人員登錄系統(tǒng),即可查看各企業(yè)的實(shí)況或錄像。

視頻綜合管理平臺(tái)支持開放SDK開發(fā)包、API接口及算法接口適配包,供各種外圍系統(tǒng)豐富業(yè)務(wù)應(yīng)用,以滿足客戶需求。此外,該平臺(tái)采用開放式架構(gòu)設(shè)計(jì),支持業(yè)界通用標(biāo)準(zhǔn)、ONVIF協(xié)議和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28181。

3.2 視頻智能分析

視頻智能分析是指利用人工智能技術(shù)對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行分析和理解的過程。對(duì)于加油站,視頻智能分析功能主要包括人員使用手機(jī)、抽煙、物品占用通道、車輛違停、穩(wěn)油未滿15 min、卸油人員離崗、油機(jī)未打開側(cè)蓋檢查和拉斷油管等8種情況;對(duì)于重大危險(xiǎn)源企業(yè),視頻智能分析功能包括廠區(qū)消防通道占用、未佩戴防護(hù)口罩、未佩戴安全帽、值班人員離崗等4種情況;對(duì)于危化品生產(chǎn)企業(yè),視頻智能分析功能包括廠區(qū)大門口消防通道被占用、倉(cāng)庫(kù)主要通道被占用、工作人員未佩戴防護(hù)口罩、生產(chǎn)車間內(nèi)人員接打手機(jī)、值班室人員離崗等5種情況。

3.3 物聯(lián)監(jiān)測(cè)監(jiān)控

物聯(lián)監(jiān)測(cè)監(jiān)控是指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)企業(yè)的設(shè)備、設(shè)施、環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制的過程[5]。通過物聯(lián)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)采集各種數(shù)據(jù),例如溫度、濕度、壓力、位置等,隨后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行目刂葡到y(tǒng)進(jìn)行分析、處理和決策。該系統(tǒng)已采集全市86家加油站物聯(lián)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),主要包括區(qū)域入侵雷達(dá)、靜電報(bào)警儀、油機(jī)切斷閥、潛油泵切斷閥、可燃?xì)怏w報(bào)警器、液位儀和無線警鈴等8種;采集26家危化品生產(chǎn)企業(yè)氣體探測(cè)器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);采集4家重大危險(xiǎn)源企業(yè)液位、組分、溫度、壓力等物聯(lián)監(jiān)測(cè)信息,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)在線感知。

3.4 預(yù)警閉環(huán)處置

預(yù)警閉環(huán)處理模塊包括預(yù)警信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸、信息準(zhǔn)確分析、預(yù)警級(jí)別確定、預(yù)警信息發(fā)布、應(yīng)急處置方案制定、預(yù)警處置、處置結(jié)果反饋等環(huán)節(jié)。預(yù)警閉環(huán)處置功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)危化品安全風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)監(jiān)測(cè)和處置,提高了系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)能力和預(yù)防控制能力。

3.5 視頻巡查

視頻巡查模塊包含全屏觀看、一鍵切換、自動(dòng)切換、追溯保存等功能。建立技術(shù)指南,規(guī)范企業(yè)視頻監(jiān)控設(shè)備的性能、安裝位置、數(shù)量以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能等,以確保重點(diǎn)場(chǎng)所得到全面覆蓋,實(shí)現(xiàn)視頻連接的快速、穩(wěn)定、流暢。視頻巡查功能改變了以往監(jiān)管重度依賴人力的模式,對(duì)于距離較遠(yuǎn)的企業(yè),可以通過視頻巡查實(shí)時(shí)查看和調(diào)閱企業(yè)重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)環(huán)節(jié)及重點(diǎn)作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)情況,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并督促企業(yè)整改。

4 系統(tǒng)部署

4.1 感知對(duì)象

(1)加油站感知對(duì)象。

加油站接入油罐區(qū)和作業(yè)區(qū)的感知數(shù)據(jù),同時(shí)接入卸油作業(yè)區(qū)、加油作業(yè)區(qū)、出入口等區(qū)域的視頻監(jiān)控,以實(shí)現(xiàn)可視化智能監(jiān)控。

(2)危化品生產(chǎn)企業(yè)感知對(duì)象。

危化品生產(chǎn)企業(yè)接入生產(chǎn)區(qū)域、倉(cāng)庫(kù)及儲(chǔ)罐區(qū)可燃?xì)怏w探測(cè)器的感知數(shù)據(jù),同時(shí)接入企業(yè)值班室、倉(cāng)庫(kù)等重點(diǎn)區(qū)域視頻監(jiān)控,以實(shí)現(xiàn)可視化智能監(jiān)控。

(3)重大危險(xiǎn)源企業(yè)感知對(duì)象。

重大危險(xiǎn)源企業(yè)接入危化品重大危險(xiǎn)源儲(chǔ)存單元的物聯(lián)監(jiān)測(cè)感知數(shù)據(jù),同時(shí)接入重大危險(xiǎn)源企業(yè)儲(chǔ)罐區(qū)和裝卸場(chǎng)所的視頻監(jiān)控,以實(shí)現(xiàn)可視化智能監(jiān)控。

(4)危化品儲(chǔ)存經(jīng)營(yíng)企業(yè)感知對(duì)象。

危化品儲(chǔ)存經(jīng)營(yíng)企業(yè)接入企業(yè)值班室、倉(cāng)庫(kù)、裝卸區(qū)、分裝區(qū)、大門口等重點(diǎn)區(qū)域的視頻監(jiān)控,以實(shí)現(xiàn)可視化智能監(jiān)控。

4.2 前端設(shè)備

視頻設(shè)備和物聯(lián)采集設(shè)備等感知設(shè)備由企業(yè)自建,視頻分析設(shè)備由政府相關(guān)部門承擔(dān)相應(yīng)的設(shè)備費(fèi)用。危化品儲(chǔ)存經(jīng)營(yíng)企業(yè)、加油站、危化品生產(chǎn)企業(yè)須對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行改造以滿足監(jiān)測(cè)預(yù)警的要求。視頻分析設(shè)備使用AI算法,通過預(yù)設(shè)不同AI分析模型,分析發(fā)掘人的行為特征,并對(duì)其進(jìn)行分析和識(shí)別,上報(bào)識(shí)別結(jié)果。根據(jù)試點(diǎn)企業(yè)的視頻監(jiān)控實(shí)際情況,視頻分析設(shè)備將適配相應(yīng)的行為識(shí)別分析能力。主要前端設(shè)備及功能參數(shù)如表1所示。

表1 主要前端設(shè)備及功能參數(shù)

4.3 網(wǎng)絡(luò)資源

該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源終端側(cè)由企業(yè)進(jìn)行整改保障,云平臺(tái)側(cè)則利用互聯(lián)網(wǎng)專線。為保障本系統(tǒng)正常運(yùn)行,配備如表2所示的網(wǎng)絡(luò)資源。

表2 網(wǎng)絡(luò)資源

5 結(jié)語

危化品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng),改變了傳統(tǒng)監(jiān)管方式難以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取危化品各環(huán)節(jié)感知數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀,提升了應(yīng)急管理部門及危化品企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)感知和監(jiān)測(cè)預(yù)警能力,增強(qiáng)了應(yīng)急管理部門安全管理效能,提高了企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平,同時(shí)促進(jìn)了社會(huì)公眾安全意識(shí)的提升。

(1)提升了政府及危化品企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)感知和監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。

通過接入危化品企業(yè)監(jiān)控視頻,實(shí)現(xiàn)了視頻智能分析和物聯(lián)監(jiān)測(cè)信息動(dòng)態(tài)預(yù)警功能,并實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控實(shí)時(shí)化、安全管理可視化、監(jiān)測(cè)預(yù)警智能化以及風(fēng)險(xiǎn)管控動(dòng)態(tài)化,為政府精準(zhǔn)指導(dǎo)企業(yè)有效管控和化解安全風(fēng)險(xiǎn)提供了信息化支撐。

(2)視頻智能分析的運(yùn)用促進(jìn)了社會(huì)公眾安全意識(shí)的提升。

通過對(duì)加油站智能分析功能推廣運(yùn)用,該系統(tǒng)能夠全天候?qū)崟r(shí)對(duì)社會(huì)群眾在加油過程中的不安全行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警,并及時(shí)推送至加油站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理,提升了加油站現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平,有效促進(jìn)了社會(huì)公眾安全意識(shí)的提升。