工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究

鄭睿 楊棚 周蘇旭 李成

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510630）

1 引言

工貿(mào)行業(yè)包括冶金、有色、建材、機(jī)械、輕工、紡織、煙草、商貿(mào)八大類，是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在促進(jìn)就業(yè)、滿足人民生活需求方面發(fā)揮著重要的作用[1-2]。但同時，工貿(mào)行業(yè)安全生產(chǎn)事故頻發(fā)，為社會安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了負(fù)面影響。就2020年而言，廣東省工貿(mào)行業(yè)共發(fā)生安全生產(chǎn)事故244起，造成224人死亡，事故總量居全國第一[3]。工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)存在企業(yè)安全基礎(chǔ)薄弱、監(jiān)管內(nèi)容不夠全面和監(jiān)管方式單一等問題，對工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)的監(jiān)管一直都是安全監(jiān)管部門的難點(diǎn)與重點(diǎn)，傳統(tǒng)監(jiān)管方式難以有效防范和化解工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)的重大安全風(fēng)險[4-5]。因此，如何提升工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)監(jiān)管能力，有效降低工貿(mào)行業(yè)事故風(fēng)險，是目前各級政府的難點(diǎn)問題。

為全面提升工貿(mào)行業(yè)信息化安全監(jiān)管水平，本文提出用一種工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可從各級層面監(jiān)測預(yù)警工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)的風(fēng)險，實現(xiàn)工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)安全生產(chǎn)數(shù)字化管理，提升省市縣各級應(yīng)急管理部門對工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)的安全生產(chǎn)監(jiān)管能力和企業(yè)自身安全生產(chǎn)監(jiān)測預(yù)警能力，進(jìn)而有效防范化解工貿(mào)行業(yè)安全風(fēng)險。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)由表現(xiàn)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層組成，具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

基礎(chǔ)層主要包括各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備、傳感器等設(shè)備；數(shù)據(jù)層主要是從工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)感知到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后形成的各類主題庫和專題庫；應(yīng)用層主要包括用于事前、事中、事后和日常管理的不同子系統(tǒng)；表現(xiàn)層為各類終端設(shè)備（手機(jī)、電腦、IPAD）、瀏覽器。

3 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)主要功能

本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要如下：

（1）在三維GIS平臺上，匯聚工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)各類安全數(shù)據(jù)，實現(xiàn)工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)三維可視化；

（2）通過遙感和在線監(jiān)測設(shè)備采集工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)風(fēng)險關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)隱患險情；

（3）綜合工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)預(yù)警指標(biāo)體系和預(yù)警模型，對工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行風(fēng)險研判分析，并精準(zhǔn)預(yù)警風(fēng)險；

（4）建立應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)，實現(xiàn)基于GIS的數(shù)據(jù)展示及應(yīng)急調(diào)度指揮。

3.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析

本系統(tǒng)以企業(yè)安全生產(chǎn)事故預(yù)防業(yè)務(wù)為主，在企業(yè)安全生產(chǎn)事故預(yù)防業(yè)務(wù)領(lǐng)域，本系統(tǒng)模塊貫徹企業(yè)安全生產(chǎn)事故管理各個階段的四個方面工作：一是生產(chǎn)事故發(fā)生前（事前）監(jiān)測預(yù)警工作；二是生產(chǎn)事故剛發(fā)生時視頻監(jiān)控及一體化監(jiān)測（事發(fā)）工作；三是生產(chǎn)事故發(fā)生后（事中）的應(yīng)急指揮救援工作；四是移動化辦公及日常管理（涉及部分事后內(nèi)容）工作。具體業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 業(yè)務(wù)流程圖

（1）事前監(jiān)測預(yù)警

企業(yè)安全生產(chǎn)事故監(jiān)測預(yù)警業(yè)務(wù)重點(diǎn)在于企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施和區(qū)域的溫度、濕度、壓力、可燃?xì)鉂舛?、有毒有害氣體濃度、粉塵濃度等實時監(jiān)測信息，結(jié)合企業(yè)風(fēng)險評價等級模型，生成工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)風(fēng)險預(yù)報信息和監(jiān)測實況信息，為生產(chǎn)事故的預(yù)防、生產(chǎn)事故救援提供決策信息服務(wù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要來自氣象局實時的氣象數(shù)據(jù)和感知平臺實時監(jiān)測實況數(shù)據(jù)。

（2）視頻監(jiān)控及一體化監(jiān)測

智能視頻監(jiān)控重點(diǎn)實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)區(qū)域的實時監(jiān)控。一旦在攝像機(jī)有效監(jiān)控范圍內(nèi)發(fā)生不安全行為或狀態(tài)，即產(chǎn)生隱患，相關(guān)應(yīng)急管理部門能夠在第一時間掌握該信息，為高效精準(zhǔn)的救援工作奠定基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要來自企業(yè)部署的各類視頻監(jiān)控視頻攝像機(jī)，包括企業(yè)常規(guī)的視頻監(jiān)控攝像機(jī)及智能AI識別視頻監(jiān)控攝像機(jī)。一體化監(jiān)測重點(diǎn)在于通過接入各類“天空地”數(shù)據(jù)，為隱患排查、風(fēng)險防控等災(zāi)害預(yù)防管理和事故救援工作提供數(shù)據(jù)支撐，同時打通監(jiān)測預(yù)警及指揮救援工作的中間環(huán)節(jié)。一體化監(jiān)測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來自衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測數(shù)據(jù)（人工巡檢、視頻監(jiān)控報警）和無人機(jī)掃描監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（3）事中應(yīng)急指揮救援

企業(yè)生產(chǎn)事故發(fā)生后，應(yīng)急輔助決策子系統(tǒng)提供各類型數(shù)據(jù)支撐，包括各類企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)、實時視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和周邊救援隊伍、應(yīng)急力量等應(yīng)急專題數(shù)據(jù)。三維實景融合可視化實現(xiàn)對事故救援過程中重點(diǎn)數(shù)據(jù)和指揮調(diào)度動態(tài)的重點(diǎn)展示，幫助應(yīng)急指揮人員能夠直觀、快速、全面掌握相關(guān)事故動態(tài)，輔助應(yīng)急指揮人員快速做出決策。

（4）移動化辦公及綜合管理

移動化辦公是指在事故發(fā)生時，部分工作人員可能因工作需要沒有在辦公室內(nèi)，因此需要將事故相關(guān)信息、氣象信息推送至工作人員移動終端設(shè)備，強(qiáng)化移動化辦公能力。綜合管理主要實現(xiàn)包括文獻(xiàn)管理、歷史事故統(tǒng)計、應(yīng)急機(jī)構(gòu)、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急物資等日常管理和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)庫、應(yīng)急救援隊伍信息等信息管理、培訓(xùn)與考核。

3.3 系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用層主要包括用于風(fēng)險前的感知數(shù)據(jù)預(yù)警、“空天地”一體化監(jiān)測和AI分析視頻識別等子系統(tǒng)；用于事中的三維實景融合可視化、應(yīng)急輔助決策、風(fēng)險研判和分級子系統(tǒng)；用于日常管理的綜合管理、移動終端應(yīng)用。各子系統(tǒng)包含的具體應(yīng)用如下：

（1）感知數(shù)據(jù)預(yù)警子系統(tǒng)包括工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)感知設(shè)備在線預(yù)警、預(yù)警信息推送、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及監(jiān)測設(shè)備設(shè)施管理等應(yīng)用，主要實現(xiàn)企業(yè)前端感知設(shè)備的在線預(yù)警、預(yù)警信息的推送、監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析及感知設(shè)備的管理等業(yè)務(wù)。

（2）“空天地”一體化監(jiān)測子系統(tǒng)包括空天監(jiān)測和在線巡查等應(yīng)用，主要是基于高分辨率航天、航空遙感數(shù)據(jù)，利用非現(xiàn)場監(jiān)管方式，應(yīng)用遙感分析、信息提取、識別監(jiān)測等技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)疑似目標(biāo)，通過任務(wù)管理分發(fā)現(xiàn)場監(jiān)管人員，到達(dá)目標(biāo)所在地進(jìn)行信息采集、現(xiàn)場取證和分析判斷，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時回傳。

（3）AI分析視頻識別子系統(tǒng)包括人的不安全行為分析和物的不安全狀態(tài)分析等應(yīng)用，主要是用于對企業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拍攝的畫面進(jìn)行AI分析，將識別出的人不安全行為和物不安全狀態(tài)自動報警，實現(xiàn)風(fēng)險隱患的智能排查和主動推送，有力支撐安全監(jiān)管人員快速掌握現(xiàn)狀、準(zhǔn)確判斷和決策。

（4）三維實景融合可視化子系統(tǒng)包括企業(yè)三維模型展示、企業(yè)方位圖信息、視頻資源應(yīng)用、安全風(fēng)險數(shù)據(jù)可視化等應(yīng)用，主要提供用于鳥瞰視角、傾斜視角、第一人稱視角、伴隨視角等視角下工礦重點(diǎn)企業(yè)的三維實景地圖及視頻資源，以滿足發(fā)生事故時管理人員指揮調(diào)度時實時直觀掌握前方事故救援工作開展情況。

（5）應(yīng)急輔助決策子系統(tǒng)包括預(yù)警一張圖、智能分析及態(tài)勢分析與決策服務(wù)等應(yīng)用，主要用于在發(fā)生以上風(fēng)險事件時，提升管理人員對事故救援的決策支撐能力，為快速完成搶險救災(zāi)提供必要的保障能力，并推動應(yīng)急處置向事前預(yù)防轉(zhuǎn)變，提升應(yīng)急處置的科學(xué)性、精準(zhǔn)性和快速響應(yīng)能力。

（6）風(fēng)險研判和分級子系統(tǒng)包括企業(yè)隱患排查、行業(yè)風(fēng)險指標(biāo)體系管理、風(fēng)險分析預(yù)警及評判、異常報警信息關(guān)聯(lián)分析、風(fēng)險定級審核、風(fēng)險信息發(fā)布、風(fēng)險分析結(jié)果呈現(xiàn)等應(yīng)用，主要用于得到企業(yè)在不同業(yè)務(wù)流程下的風(fēng)險狀態(tài)、風(fēng)險分析結(jié)果，并對異常風(fēng)險信息進(jìn)行報警。

（7）綜合管理子系統(tǒng)包括日常管理、企業(yè)隱患排查標(biāo)準(zhǔn)、歷史事故統(tǒng)計分析等應(yīng)用，主要實現(xiàn)企業(yè)日常業(yè)務(wù)管理、日常安全檢查、事故統(tǒng)計、應(yīng)急物資管理、應(yīng)急預(yù)案管理等業(yè)務(wù)。

（8）移動端應(yīng)用包括企業(yè)端APP和政府端APP，主要滿足政府管理人員對企業(yè)生產(chǎn)活動監(jiān)測預(yù)警和企業(yè)人員對企業(yè)生產(chǎn)活動信息上報及審批的辦公需要，提升基層工作人員工作效率。

3.4 數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡(luò)傳輸

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程：首先通過接入國家部委、省應(yīng)急管理廳、其它省直（地市）部門、行業(yè)單位及互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)資源，利用政務(wù)信息資源共享平臺交換能力，將數(shù)據(jù)歸集到應(yīng)急大數(shù)據(jù)資源池中的原始庫。然后利用數(shù)據(jù)治理平臺治理能力配合數(shù)據(jù)治理機(jī)制，經(jīng)過清洗、轉(zhuǎn)換、去重、補(bǔ)全、關(guān)聯(lián)、標(biāo)識等數(shù)據(jù)處理形成主題庫、專題庫等，并將數(shù)據(jù)同步匯聚。經(jīng)過數(shù)據(jù)治理后形成工貿(mào)行業(yè)有限空間企業(yè)風(fēng)險監(jiān)測及預(yù)警專題庫、冶金有色企業(yè)風(fēng)險監(jiān)測及預(yù)警專題庫、涉氨制冷企業(yè)風(fēng)險監(jiān)測及預(yù)警專題庫、粉塵涉爆企業(yè)風(fēng)險監(jiān)測及預(yù)警專題庫四大專題庫，最后將這些專題庫的數(shù)據(jù)服務(wù)于上層業(yè)務(wù)的綜合應(yīng)用。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑：首先將具備AI識別功能的前端攝像機(jī)、溫度、濕度、可燃?xì)怏w、有毒有害氣體、壓力等監(jiān)測傳感器等監(jiān)控、監(jiān)測數(shù)據(jù)通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)回傳匯聚到工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，企業(yè)管理部門或管理人員通過互聯(lián)網(wǎng)直接登錄即可查看；其次互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器也可通過對接網(wǎng)關(guān)進(jìn)入政務(wù)外網(wǎng)實現(xiàn)與各級應(yīng)急管理部門的互聯(lián)互通和視頻數(shù)據(jù)的共享，同時支持應(yīng)急管理部對前端監(jiān)控攝像機(jī)的實時調(diào)閱和監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢；最后企業(yè)端報送平臺和移動端應(yīng)用獲取的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)信號回傳，再返回到工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。具體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑

4 結(jié)語

本文提出了一種信息化系統(tǒng)來應(yīng)對工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)監(jiān)管難、預(yù)警難的問題，該系統(tǒng)能實現(xiàn)對工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)安全風(fēng)險監(jiān)測、預(yù)警及輔助決策等功能，能有效提升工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)的本質(zhì)安全水平，提高應(yīng)急管理部門對工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)的監(jiān)管能力和工貿(mào)重點(diǎn)企業(yè)的自身安全管理水平，有效降低事故發(fā)生的可能性。