針對化工園區(qū)封閉管理平臺升級的解決方案

吉明

摘要：本文針對化工園區(qū)封閉管理建設(shè)運(yùn)營過程中存在的各種問題和各類新出需求，為下一步封閉管理平臺的升級提出更高的要求;系統(tǒng)闡述了不同目標(biāo)與園區(qū)封閉管理平臺的關(guān)系，提出了梯級任務(wù)結(jié)構(gòu);在上述分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了新一代園區(qū)封閉管理平臺架構(gòu)設(shè)計(jì);最后，介紹了園區(qū)封閉管理平臺的幾個升級措施。

引言

隨著化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，化工園區(qū)所承受的安全風(fēng)險(xiǎn)越來越大。2019年國家應(yīng)急部發(fā)布《化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)排查治理導(dǎo)則》明確提出園區(qū)封閉管理的相關(guān)要求。在此背景下，目前多數(shù)園區(qū)已初步完成封閉管理，采用的管理手段比較單一、效率低下，無法達(dá)到新形勢下園區(qū)安全管理的要求。新一代封閉園區(qū)管理系統(tǒng)以云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等為代表的信息技術(shù)和智慧應(yīng)用為支撐，使園區(qū)安全管理更便捷高效。

1.目前園區(qū)封閉管理面臨的問題

（1）由于化工產(chǎn)業(yè)布局的具有上下游產(chǎn)品的連貫性、循環(huán)發(fā)展的特性，大量企業(yè)分布于同一區(qū)域集群發(fā)展，沿江沿海大量化工園大多以石化、氯堿等產(chǎn)品為核心布局產(chǎn)業(yè)。園區(qū)具有面積大、企業(yè)多、人員車輛流動多等特點(diǎn)。目前系統(tǒng)由于功能單一，造成管理上的復(fù)雜，效率低下。

（2）很多化工園區(qū)內(nèi)部道路眾多，大量人員、社會車輛與?；奋囕v混行，存在極大的安全隱患，現(xiàn)有系統(tǒng)無法對其進(jìn)行分類管理精確監(jiān)管。

（3）目前大量園區(qū)采用的封閉管理系統(tǒng)均為被動管理，只能處理靜態(tài)數(shù)據(jù)，缺乏主動性，更無法對潛在事件進(jìn)行相關(guān)預(yù)判。

（4）根據(jù)各地頒布的新的監(jiān)管文件看，新形勢下平臺需監(jiān)管的范圍廣，治理能力要求高。封閉管理平臺作為智慧園區(qū)的組成部分，不再是單一的管理平臺，更需要與智慧園區(qū)其他平臺的互動。

（5）新增的大量新型傳感器，交互設(shè)備使得現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法滿足數(shù)據(jù)實(shí)時、大流量傳輸，園區(qū)網(wǎng)絡(luò)需求更健壯、更快的架構(gòu)。

2.新型封閉管理架構(gòu)

智慧園區(qū)建設(shè)總體架構(gòu)分為五層：物聯(lián)感知層、基礎(chǔ)設(shè)施平臺層、數(shù)字平臺層、智慧應(yīng)用層及可視化運(yùn)營中心層。

3.園區(qū)封閉管理升級措施

（1）園區(qū)交通規(guī)劃升級

針對整個園區(qū)進(jìn)行整體的安全戰(zhàn)略規(guī)劃，建立新型安全監(jiān)管制度和措施，統(tǒng)一規(guī)劃，精準(zhǔn)布局產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)園區(qū)現(xiàn)有道路規(guī)劃和“兩重一大”危險(xiǎn)源分布范圍，合理規(guī)劃各類車輛的行駛路線特別是?；奋囕v通道，實(shí)現(xiàn)普通社會車輛與危化品車輛分離行駛，沿途設(shè)立相關(guān)警示標(biāo)志。除此之外結(jié)合園區(qū)相關(guān)道路規(guī)劃，將園區(qū)主要進(jìn)出卡口分為綜合卡口（危險(xiǎn)物品運(yùn)輸、危險(xiǎn)廢物運(yùn)輸、工程和普通等車輛共用卡口）、專用卡口、普通卡口（普通車輛卡口）和應(yīng)急專用卡口，最大限度的減小安全隱患。

（2）分級、分類管控升級措施

依據(jù)“分類控制、分級管理、分步實(shí)施相結(jié)合”原則，對于進(jìn)出園區(qū)的不同管理對象，根據(jù)其各自特點(diǎn)及可能危及園區(qū)安全的影響程度，采用不同的管理手段進(jìn)行分類控制;對園區(qū)的不同生產(chǎn)區(qū)域，根據(jù)其各自安全風(fēng)險(xiǎn)以及建設(shè)進(jìn)度，采取不同的管理手段進(jìn)行分級管理;根據(jù)園區(qū)相關(guān)建成企業(yè)的自身?xiàng)l件、相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度和搬遷進(jìn)度，逐步完善建成整個園區(qū)的封閉管理。園區(qū)可設(shè)置為：a）核心控制區(qū)，b）關(guān)鍵控制區(qū)，c）一般控制區(qū)。以管控區(qū)為基礎(chǔ)單位，將企業(yè)、設(shè)備與管控區(qū)進(jìn)行綁定，由于人員、車輛關(guān)聯(lián)在企業(yè)，劃定管控區(qū)-企業(yè)-人員、管控區(qū)-企業(yè)-車輛關(guān)系，根據(jù)園區(qū)要求，設(shè)定園區(qū)權(quán)限管理制度。以物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為基礎(chǔ)，結(jié)合分級、分類需求，實(shí)現(xiàn)管控區(qū)邊界分割，依據(jù)園區(qū)管理要求，制定針對性防護(hù)措施，運(yùn)用感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)園區(qū)分級、智能預(yù)警發(fā)布、應(yīng)急管理。

（3）園區(qū)物聯(lián)感知升級

目前現(xiàn)有多數(shù)園區(qū)設(shè)施防控等級較低，園區(qū)管理手段單一的情況。建立全面安全防護(hù)體系，在園區(qū)已批復(fù)邊界建立物理防護(hù)設(shè)施，形成實(shí)體防護(hù)措施。在實(shí)體圍欄上方安裝電子圍欄防入侵系統(tǒng)，并輔以周界監(jiān)控?cái)z像機(jī)和報(bào)警裝置，打造物防與技防相結(jié)合的防護(hù)體系。從而杜絕未經(jīng)授權(quán)的非法穿越，入侵等行為。在園區(qū)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域打造由視頻虛擬圍墻組成的防入侵系統(tǒng)，形成園區(qū)的多道防護(hù)。園區(qū)內(nèi)部改變過去單一治安監(jiān)控的情況，增加大量專用設(shè)備，對車輛狀態(tài)，行駛路線，人員違規(guī)聚集，非法停留，火災(zāi)、重大危險(xiǎn)源/設(shè)施狀態(tài)等進(jìn)行感知。重點(diǎn)防控區(qū)域及邊界除安防設(shè)施外，增加環(huán)境感知設(shè)備（VOCs污染指標(biāo)、氣象要素）等，可以更客觀的評估園區(qū)整體安全狀態(tài)。

（4）對?；奋囕v的管控升級

由于化工園區(qū)每日有大量?；奋嚰拔U車輛進(jìn)出園區(qū)，原有監(jiān)管系統(tǒng)均為在園區(qū)卡口處對車輛進(jìn)行登記放入，未做到對車輛的實(shí)時監(jiān)管。對此建立多平臺（企業(yè)、物流、園區(qū)），多層次且閉環(huán)的管理措施：（?；啡雸@遠(yuǎn)程登記、卡口區(qū)域訂單核實(shí)、發(fā)放GPS設(shè)備、路線規(guī)劃、車輛定位違規(guī)監(jiān)測、卸載監(jiān)督、歸還GPS設(shè)備離開園區(qū)）。整個系統(tǒng)存在大量的動態(tài)數(shù)據(jù)，在車輛運(yùn)行時利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時顯示車輛信息在指揮大屏上，確保車輛合規(guī)運(yùn)營。

園區(qū)通過物流公司管理貨物運(yùn)單，結(jié)合貨物出入辦理業(yè)務(wù)，管控貨物運(yùn)輸，與停車場管理系統(tǒng)形成有效聯(lián)動，建成統(tǒng)一的物流監(jiān)控平臺。

（5）人員、普通車輛管理升級措施

化工園區(qū)人員、車輛管理在道閘設(shè)備上應(yīng)用人臉AI識別技術(shù)，車牌識別技術(shù)并在此技術(shù)上，進(jìn)行優(yōu)化和完善，從三個維度展開：信息完善、定位信息接入、黑名單管理。結(jié)合分級管控、智能預(yù)警發(fā)布、邊界防護(hù)等功能升級需要，及智慧園區(qū)平臺的對接要求，需要對企業(yè)信息、人員信息的字段、權(quán)限及其他操作功能進(jìn)行完善，保證后續(xù)系統(tǒng)與智慧園區(qū)平臺能夠無障礙對接。接入企業(yè)五位一體系統(tǒng)，將核心控制區(qū)企業(yè)二道門人員信息接入封閉管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人員定位實(shí)時監(jiān)控，人員軌跡有跡可循。接入第三方（公安、政府等）平臺人員數(shù)據(jù)，支持新增或?qū)牍δ埽O(shè)置人員黑名單，管理禁入信息。

預(yù)警及應(yīng)急指揮措施升級

本系統(tǒng)利用視頻監(jiān)控設(shè)備、感知終端、移動終端等終端設(shè)備收集數(shù)據(jù)，運(yùn)用AI、算法模型等技術(shù)，對視頻進(jìn)行自動智能分析，通過智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)對園區(qū)運(yùn)行異常情況實(shí)時發(fā)出預(yù)警，及時報(bào)告可疑事件的發(fā)生，并對提取出來的事件信息和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，從而達(dá)到實(shí)時報(bào)警和有效視頻檢索的目的，在緊急情況下結(jié)合物流公司及園區(qū)的預(yù)警預(yù)案，可以同時提供語音、集群對講等多種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。結(jié)合智慧園區(qū)-智慧應(yīng)急模塊建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，結(jié)合GIS應(yīng)用支撐，實(shí)現(xiàn)可視化集中監(jiān)測，綜合管理園區(qū)和物流公司的應(yīng)急預(yù)案，為園區(qū)應(yīng)急分析、決策提供信息助力和設(shè)備輔助。也可通過園區(qū)LED大屏、應(yīng)急廣播系統(tǒng)發(fā)布相關(guān)信息提示。

（6）平臺服務(wù)升級措施

基礎(chǔ)數(shù)字平臺提供對象模型建模、大數(shù)據(jù)分析和人工智能應(yīng)用、場景化分析服務(wù)、智慧決策和分析服務(wù)等功能，以集成化、數(shù)字化、智能化手段解決園區(qū)安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等綜合問題，打造服務(wù)于企業(yè)、賦能于工業(yè)的智慧大腦。支持控制系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)接入、異構(gòu)信息系統(tǒng)的集成、流媒體數(shù)據(jù)的接入、智慧園區(qū)多元數(shù)據(jù)接入等。同時為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)能力。實(shí)現(xiàn)了動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的融合，并且將進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算得到的全局優(yōu)化參數(shù)傳遞給感知與控制層的物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)。新平臺提升如下功能：（1）開放的數(shù)據(jù)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、存儲服務(wù)和安全服務(wù)，降低基礎(chǔ)服務(wù)的技術(shù)門檻和開發(fā)成本。（2）提供大數(shù)據(jù)集成、分析、挖掘和可視化展示的一整套IT工具集和模板庫。（3）提供云、企、端的統(tǒng)一架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能APP和數(shù)據(jù)的快速遷移。

（7）園區(qū)一張圖升級措施

園區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)三維建模通過無人機(jī)傾斜攝影和單體化建模，建立CIM數(shù)據(jù)底座。再通過三維CIM引擎，在園區(qū)CIM數(shù)據(jù)底座基礎(chǔ)上，融合相關(guān)數(shù)據(jù)信息、視頻信息、位置信息等內(nèi)容，形成資源管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享交換、業(yè)務(wù)管理等應(yīng)用。

在數(shù)字孿生化工園區(qū)中，對于園區(qū)地上的每個裝置、每個儲罐、每個設(shè)施甚至每個部件都能查詢到其相應(yīng)的屬性信息，并且在此基礎(chǔ)上，疊加園區(qū)運(yùn)行的IOT數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等內(nèi)容，形成園區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用專題圖，為園區(qū)智慧化管理賦能。

利用園區(qū)數(shù)字孿生平臺，通過虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動治理，智能定義一切等運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)園區(qū)全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實(shí)時化和可視化、園區(qū)運(yùn)行管理協(xié)同化智能化，形成物理維度上的實(shí)體園區(qū)和信息維度上的虛擬園區(qū)同生共存、虛實(shí)交融的化工園區(qū)發(fā)展全新模式。

4.結(jié)束語

化工園區(qū)在以云計(jì)算、人工智能、5G等為代表的新一代信息技術(shù)和智慧應(yīng)用的新形勢下，對傳統(tǒng)園區(qū)封閉管理進(jìn)行升級改造勢在必行。兼容化工園區(qū)已有的基礎(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)人、物、系統(tǒng)之間智慧連接與高效互動，從而對園區(qū)安全、環(huán)保、應(yīng)急、公共服務(wù)等多種需求即時做出即時、高效響應(yīng)，形成具備高活力的園區(qū)發(fā)展態(tài)勢。