推進(jìn)特種設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

黃曉虎

近年來(lái)，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)和電子工業(yè)及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，很多產(chǎn)業(yè)化高新科技應(yīng)用基本與世界保持同步，尤其是特種設(shè)備行業(yè)的電梯、起重機(jī)械等機(jī)電類設(shè)備制造業(yè)，已經(jīng)擁有世界一流制造和控制技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是特種設(shè)備安全與節(jié)能監(jiān)管信息化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

“特種設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)”（簡(jiǎn)稱“特聯(lián)網(wǎng)”）建設(shè)是特種設(shè)備安全監(jiān)管信息化工作的新制高點(diǎn)，一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、有效的“特聯(lián)網(wǎng)”必將大幅降低特種設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)，減少特種設(shè)備事故造成的災(zāi)害，使特種設(shè)備成為現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活的得力幫手，徹底解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行政管理資源之間越發(fā)突出的矛盾，節(jié)省大量應(yīng)付突發(fā)事故的人力物力，使城市更加安全高效。

“特聯(lián)網(wǎng)”關(guān)鍵技術(shù)

應(yīng)用方向和前景

雖然現(xiàn)代特種設(shè)備的日常運(yùn)行與控制大多已不同程度地采用了自控制技術(shù)，但因其并未按照安全與節(jié)能監(jiān)管的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，尚不具備設(shè)備運(yùn)行安全與節(jié)能監(jiān)管方面的特殊和技術(shù)能力。這些必須另行提升的技術(shù)能力，需要采用專門的技術(shù)裝置，以最大程度地減少人為因素干擾并快速進(jìn)行自動(dòng)故障判斷、危險(xiǎn)預(yù)估和預(yù)警。有些特種設(shè)備的極危險(xiǎn)部件，都應(yīng)當(dāng)?shù)玫阶詣?dòng)系統(tǒng)的有效監(jiān)控。這些專門的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制系統(tǒng)，成為特種設(shè)備安全運(yùn)行的第三方保障。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也可為現(xiàn)代特種設(shè)備技術(shù)檢驗(yàn)提供幫助，如：科研機(jī)構(gòu)正在研發(fā)的埋地壓力容器剩余壽命連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就可以代替常規(guī)檢驗(yàn)手段，及時(shí)精確地偵測(cè)壓力容器的剩余使用壽命;應(yīng)用于電梯和起重機(jī)械的第三方監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可隨時(shí)偵測(cè)設(shè)備故障和危險(xiǎn)，為檢驗(yàn)和維護(hù)保養(yǎng)提供幫助;采用移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)壓力容器充裝與運(yùn)輸過程的全運(yùn)程監(jiān)管，為技術(shù)檢驗(yàn)提供連續(xù)可追溯的設(shè)備運(yùn)行過程信息，使檢驗(yàn)更方便和精確;鍋爐等特種設(shè)備的節(jié)能監(jiān)測(cè)，早就開始采用現(xiàn)代傳感器、通信和自動(dòng)化控制技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為該類設(shè)備的低成本和高效率網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程集約監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備群能耗與效率平衡控制提供了更為可行的應(yīng)用方向。

“特聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)方法

承壓類特種設(shè)備（包括鍋爐和固定壓力容器裝置）

承壓類特種設(shè)備（包括鍋爐和固定壓力容器裝置）的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可突出第三方故障預(yù)警：通過在重大危險(xiǎn)類承壓設(shè)備原有的自動(dòng)化運(yùn)行控制系統(tǒng)中，加裝基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三方運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)示系統(tǒng)，可有效壓縮承壓類特種設(shè)備應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，落實(shí)應(yīng)急體制各方責(zé)任，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

移動(dòng)壓力容器（汽車罐車）

移動(dòng)壓力容器（汽車罐車）的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，可突出充裝環(huán)節(jié)控制和運(yùn)輸過程監(jiān)管：通過在充裝站加裝第三方門禁、充裝管理系統(tǒng)，或者在車輛上加裝司乘控制、罐車狀態(tài)監(jiān)示與衛(wèi)星跟蹤裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)壓力容器的全運(yùn)程監(jiān)管，有效規(guī)范危險(xiǎn)物質(zhì)運(yùn)輸環(huán)節(jié);有效抑制由道路運(yùn)輸事故引發(fā)的移動(dòng)壓力容器火災(zāi)和罐體泄漏引發(fā)的次生環(huán)境災(zāi)害。該系統(tǒng)可基于我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，更加安全可靠。

氣瓶電子標(biāo)簽技術(shù)

在全國(guó)多個(gè)城市實(shí)踐多年的氣瓶電子標(biāo)簽技術(shù)，雖然也是有效的“特聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用技術(shù)，但在具體實(shí)踐中已經(jīng)出現(xiàn)諸如標(biāo)簽丟失和破損更新量巨大等問題。推廣受到技術(shù)本身的制約，極有必要采用抗破損性更強(qiáng)，更適用于民用液化石油氣鋼瓶使用環(huán)境的強(qiáng)附著技術(shù)加以補(bǔ)充。目前，國(guó)家質(zhì)檢總局委托中國(guó)特檢協(xié)會(huì)研制的CRID氣瓶標(biāo)識(shí)技術(shù)，已經(jīng)兼具防偽、抗焚燒、打磨等超強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力，可與原有的電子標(biāo)簽復(fù)用，達(dá)成最佳管理效果。

危險(xiǎn)工業(yè)原料管道

北京、上海、南京、沈陽(yáng)等大型城市，都是我國(guó)比較早實(shí)現(xiàn)近代化和現(xiàn)代化的城市，工業(yè)發(fā)展歷史悠久，城市埋地管網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，尤其上海、南京、沈陽(yáng)等城市，重、輕化工業(yè)發(fā)達(dá)，這幾個(gè)城市用于化工生產(chǎn)的危險(xiǎn)工業(yè)原料管道總公里數(shù)累加起來(lái)幾乎占全國(guó)工業(yè)管道的近1/3。另外，近年房地產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，大量原有工業(yè)用地逐步成為房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目，有些廢棄的地下管網(wǎng)圖紙資料遺失，有些則更是未經(jīng)處置就已經(jīng)被覆蓋在樓宇和道路甚至地鐵隧道下，成為潛在危險(xiǎn)源，為安全監(jiān)管和事故預(yù)防工作帶來(lái)一定困難。

為解決這一問題，有必要研究采用目前國(guó)際上最為先進(jìn)的3D地表雷達(dá)進(jìn)行常規(guī)和施工前探測(cè)，并開始建立全國(guó)性的埋地工業(yè)管道動(dòng)態(tài)圖形數(shù)據(jù)庫(kù);已經(jīng)探明的管道，可比照南京、廣州等城市做法，建設(shè)具有物聯(lián)網(wǎng)管理功能的埋地管道電子識(shí)別標(biāo)志網(wǎng)，保障建設(shè)施工安全和城市運(yùn)行安全。

機(jī)電一體化特種設(shè)備

目前我國(guó)機(jī)電一體化特種設(shè)備的“疑似”物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)不乏案例，但大多是由傳統(tǒng)傳感器技術(shù)和通信技術(shù)“攢”接而成，沒有抓住機(jī)電一體化設(shè)備故障與事故的普遍和關(guān)鍵成因，有些所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更只是重復(fù)了設(shè)備本身自有的控制能力，只是機(jī)械地通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了第三方監(jiān)示，對(duì)機(jī)電類設(shè)備最易出現(xiàn)問題的機(jī)械結(jié)構(gòu)失效和崩潰鮮有應(yīng)對(duì)措施。

機(jī)械結(jié)構(gòu)失效和損毀是造成重大災(zāi)難性事故的罪魁禍?zhǔn)?，一個(gè)關(guān)鍵部位的地腳螺釘或連接螺栓被拉斷，就可導(dǎo)致整個(gè)滾梯支撐系統(tǒng)失穩(wěn)。在此狀態(tài)下，這些設(shè)備自帶的安全裝置既不可能偵測(cè)出故障，更不可能發(fā)出預(yù)警。針對(duì)此類事故，科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)研發(fā)出一種基于遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)（無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)）的低成本金屬結(jié)構(gòu)件（可控制螺栓、拉撐、支撐和鉸鏈等結(jié)構(gòu)）監(jiān)控標(biāo)簽，以及基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全天候監(jiān)控系統(tǒng)，目前已經(jīng)在江蘇和北京等地進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)。

“特聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)的組織原則

因“特聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)涉及特種設(shè)備本體的技術(shù)改造，質(zhì)檢總局應(yīng)組織專家與法律界，認(rèn)真研究并明確其法律關(guān)系，在立法上做足功課。

要特別明確，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是特種設(shè)備信息化建設(shè)的組成部分，是信息化建設(shè)的技術(shù)手段和覆蓋范圍的延伸;全國(guó)必須在國(guó)家質(zhì)檢總局領(lǐng)導(dǎo)下，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一工作平臺(tái)和規(guī)范技術(shù)設(shè)備。

根據(jù)我國(guó)不同地域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度，尤其物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需要巨大資金和高素質(zhì)人才支持的現(xiàn)實(shí)考慮，建議優(yōu)先在網(wǎng)絡(luò)資源和資金充裕的北、東、南沿海和西南地區(qū)，建設(shè)多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和示范中心，起到技術(shù)輻射和產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用。

“特聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)應(yīng)用的“門檻”和“退出”機(jī)制十分重要。應(yīng)用于特種設(shè)備安全的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，必須獲得權(quán)威機(jī)構(gòu)的評(píng)定，這個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)可以比照鑒定評(píng)審機(jī)構(gòu)設(shè)置和運(yùn)作方法，要具備特種設(shè)備安全評(píng)價(jià)資質(zhì)，以及對(duì)各種涉及特種設(shè)備安全物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行權(quán)威試驗(yàn)與驗(yàn)證的技術(shù)能力，并要承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。

（本文由中國(guó)特種設(shè)備安全與節(jié)能促進(jìn)會(huì)推薦）

編輯 ? 韓 穎endprint