化工企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管趨勢及預(yù)警建模設(shè)計研究

楊大瀚，鄧 悅，張 嵩

（1.遼寧大學(xué)公共管理學(xué)院，遼寧 沈陽 110136；2.遼寧大學(xué)馬克思主義學(xué)院，遼寧 沈陽 110036；3.遼寧交通投資有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110166）

現(xiàn)代企業(yè)管理的信息化、自動化發(fā)展已成為一種必然趨勢，在化工企業(yè)的安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作中，引進(jìn)傳感器技術(shù)、危險源識別技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、智能預(yù)警技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建安全生產(chǎn)監(jiān)督系統(tǒng)，將企業(yè)的整個生產(chǎn)流程全部納入監(jiān)管體系，可提高企業(yè)的安全管理效率。一旦出現(xiàn)安全隱患，前端傳感器會第一時間識別危險源，并將危險信號反饋給終端計算機(jī)，然后發(fā)出預(yù)警指令，提醒現(xiàn)場生產(chǎn)人員及安全管理人員做出應(yīng)對策略，最大程度上降低安全事故帶來的負(fù)面影響。如今，探究安全生產(chǎn)監(jiān)督系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方案已成為現(xiàn)階段高危企業(yè)提高安全管理水平的重要途徑。

1 態(tài)勢預(yù)警評估模型的建立

1.1 系統(tǒng)評估方法的選擇

在系統(tǒng)評估中，選擇非線性加權(quán)函數(shù)對系統(tǒng)評估模型進(jìn)行修正，以提高態(tài)勢預(yù)警結(jié)果的可信度。函數(shù)式為：

式（1）中的評估指標(biāo)可分為“可用狀態(tài)”與“非可用狀態(tài)”兩種形式。若各項指標(biāo)均滿足評價標(biāo)準(zhǔn)，則上式中qi的取值為1；反之，若任何一項指標(biāo)不滿足評價標(biāo)準(zhǔn)，即代表“非可用狀態(tài)”，這種情況下qi的取值為0。

1.2 基層指標(biāo)健康度數(shù)值的確定

鑒于化工企業(yè)生產(chǎn)中存在的安全隱患較多，因此其生產(chǎn)安全態(tài)勢預(yù)警系統(tǒng)的評價模型也呈現(xiàn)出多層次的特點(diǎn)。本文在建立評估模型時，引進(jìn)了基層指標(biāo)健康度的概念，用各個層次指標(biāo)的數(shù)值度來代表態(tài)勢預(yù)測系統(tǒng)的安全健康度.

1.3 評價等級的確立

按照評分從高到低的順序，將評價等級劃分為4級，其中[0.9,1.0]為優(yōu)，[0.75,0.9]為良，[0.6,0.75]為中，[0,0.6]為差。以各車間基本信息、態(tài)勢分量信息、場所工種信息等作為輸入量，然后利用該模型進(jìn)行態(tài)勢評估，輸出的評估結(jié)果可作為化工企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管的參考。安全態(tài)勢評估模型的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1 態(tài)勢評估模型結(jié)構(gòu)圖

2 安全生產(chǎn)監(jiān)督系統(tǒng)的功能設(shè)計

整個系統(tǒng)有3個模塊組成，分別是安全預(yù)警模塊、系統(tǒng)管理模塊和安全生產(chǎn)管理模塊。其中，每個模塊下又包含了與安全生產(chǎn)相關(guān)的若干單元，例如,安全預(yù)警模塊中包括了特種設(shè)備的安全分析、廠房環(huán)境安全分析等；系統(tǒng)管理模塊中包含了用戶信息管理、廠房信息管理等。具體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 安全生產(chǎn)監(jiān)督系統(tǒng)的組成架構(gòu)

2.1 安全預(yù)警模塊功能設(shè)計

利用前端傳感器和危險源識別技術(shù)，對生產(chǎn)過程中的安全隱患作出準(zhǔn)確識別后，根據(jù)其危險程度劃分為3個等級，并使用不同顏色的燈進(jìn)行表示。黃色常亮為預(yù)警，表示當(dāng)前狀態(tài)接近安全閾值；紅色常亮為報警，表示當(dāng)前狀態(tài)超過安全閾值，必須盡快采取措施；紅色閃爍為報警，表示當(dāng)前狀態(tài)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出安全閾值，必須立即采取措施。安全態(tài)勢分析是安全預(yù)警模塊設(shè)計的關(guān)鍵，具體又可分為生產(chǎn)車間的整體安全態(tài)勢分析、定量安全態(tài)勢分析、環(huán)境安全態(tài)勢分析等。以環(huán)境信息安全態(tài)勢分析為例，主要利用各類傳感器，分別采集廠房內(nèi)的溫度、濕度、輻射等信號，然后與安全值進(jìn)行對比，接近、超過安全值時分別作出相應(yīng)的預(yù)警。

2.2 安全生產(chǎn)管理模塊功能設(shè)計

管理模塊設(shè)計應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注“視頻監(jiān)控設(shè)計”。將攝像設(shè)備安裝到生產(chǎn)車間的各個位置，保證攝像范圍對車間的全面覆蓋，不留監(jiān)控盲區(qū)。視頻資料同步傳輸?shù)娇刂浦行牡娘@示器上，如果生產(chǎn)現(xiàn)場存在違規(guī)操作或安全隱患，監(jiān)控人員能第一時間發(fā)現(xiàn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計需支持錄像的存儲、回放，在安全事故發(fā)生后可通過觀看回放查缺補(bǔ)漏。視頻資料最長存儲時間為90天，可手動進(jìn)行清理。

2.3 系統(tǒng)管理模塊功能設(shè)計

該模塊包含的具體功能有：用戶信息管理、系統(tǒng)安全管理、數(shù)據(jù)備份管理等。以廠房信息管理為例，主要設(shè)計項目包括：

（1）攝像頭位置信息。記錄每一臺攝像設(shè)備的所在位置和覆蓋范圍，保證在識別危險源后，能根據(jù)提供危險源信息的攝像頭盡快鎖定危險源的位置，為下一步的安全隱患排查和處理提供依據(jù)。

（2）特種設(shè)備信息。提供特種設(shè)備的名稱、型號、工況等基本信息，如使用中、維修中、停止使用等。

（3）廠房布局信息。以圖像形式展示各個資源點(diǎn)的精準(zhǔn)坐標(biāo)。

2.4 數(shù)據(jù)庫模塊功能設(shè)計

數(shù)據(jù)庫也是安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)的核心組成，除存儲數(shù)據(jù)外，還具有數(shù)據(jù)分區(qū)、調(diào)用、備份等功能。以數(shù)據(jù)命名為例，設(shè)計內(nèi)容包括：

（1）確定命名規(guī)則。例如T_XX_YY_ZZ，其中“T”為表頭，“XX”為系統(tǒng)名稱，“YY”為子系統(tǒng)名稱，“ZZ”為業(yè)務(wù)相關(guān)名稱。

（2）字段命名規(guī)則。采用“首漢字全拼（首字母大寫）+其他漢字首字母”的方式組成。數(shù)據(jù)庫的命名方式如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)庫命名規(guī)則

3 安全生產(chǎn)監(jiān)督系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

3.1 安全預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)

通過主頁面上方的導(dǎo)航菜單，選擇“安全預(yù)警”模塊，進(jìn)入二級頁面，選擇“整體安全態(tài)勢”選項后，管理員可掌握廠房內(nèi)各個危險源的分布情況。將鼠標(biāo)放在某個危險點(diǎn)上，顯示出該點(diǎn)的狀態(tài)，以顏色顯示，如綠色、黃色、紅色等。選擇“工房連接”選項，管理員可查看車間各項狀態(tài)，如溫度狀態(tài)、濕度狀態(tài)等，在二級頁面上還提供了“定員安全態(tài)勢分析”、“定量安全態(tài)勢分析”等功能，并且支持管理員以“日期”作為查看指標(biāo)，了解不同時間段廠房安全狀況。

3.2 安全生產(chǎn)管理功能的實(shí)現(xiàn)

進(jìn)入“安全生產(chǎn)管理”系統(tǒng)后，二級頁面上提供了“日常檢查”、“視頻監(jiān)控”、“特種設(shè)備”等選項。選擇“視頻監(jiān)控”，可調(diào)取遠(yuǎn)程監(jiān)控資料，實(shí)時監(jiān)控車間生產(chǎn)狀況；或者調(diào)取歷史記錄，查看以往的生產(chǎn)視頻；或者選擇“人員出入管理”選項，所有出入人員均需要通過刷卡的方式通過門禁。系統(tǒng)判斷流程如圖3所示，所有未通過驗證的人員不得隨意出入，從而保障了企業(yè)的生產(chǎn)安全。

圖3 生產(chǎn)車間人員出入管理系統(tǒng)

3.3 系統(tǒng)管理功能的實(shí)現(xiàn)

進(jìn)入“系統(tǒng)管理”界面后，二級頁面上包括用戶管理、系統(tǒng)安全管理、數(shù)據(jù)備份管理等若干功能模塊。點(diǎn)擊用戶管理，跳轉(zhuǎn)至下一級頁面，管理員可選擇添加、刪除用戶，或者設(shè)置用戶權(quán)限。對于不具備訪問權(quán)限的用戶，將無法正常登錄該系統(tǒng)，從而有效杜絕誤操作情形。在數(shù)據(jù)備份管理中，管理員可選擇手動備份或自動備份。如果選擇自動備份，還可自行設(shè)置備份時間，例如每周進(jìn)行1次備份。另外，設(shè)置數(shù)據(jù)自動銷毀時間，最長為90天，自動刪除過期數(shù)據(jù)，保證存儲容量。

4 結(jié)語

安全生產(chǎn)是當(dāng)前化工企業(yè)發(fā)展管理的重中之重，構(gòu)建基于危險源識別、視頻監(jiān)控等技術(shù)的安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)，成為化工企業(yè)提高管理水平的一種有效舉措。結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)模式、工作特點(diǎn)，找出對應(yīng)的危險源，并將其作為重點(diǎn)監(jiān)控對象。在監(jiān)測到安全隱患后立即報警，為現(xiàn)場生產(chǎn)人員、安全管理人員留出更多的應(yīng)急應(yīng)對事件，從而降低安全事故的負(fù)面影響。下一步，要將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合到安全生產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)中，進(jìn)一步提高企業(yè)安全管理能力。