煤化工企业应急指挥平台的研究与设计

李俊杰 马春雷 贺海波（中煤陕西榆林能源化工有限公司,陕西省榆林市,719000）



煤化工企业应急指挥平台的研究与设计

李俊杰 马春雷 贺海波
（中煤陕西榆林能源化工有限公司,陕西省榆林市,719000）

摘要针对近年来我国煤化工企业发展逐渐显露出的安全和环保等方面的问题,提出了一套针对煤化工企业突发事件的事前防范和预警、事发时及时应对和处置以及善后管理的智能化应急指挥平台。分析了该平台的建设原则和目标,介绍了该平台的技术架构、建设内容以及“互联网＋”技术在该平台中的应用,最后阐述了该平台的应用效果分析。

关键词煤化工 安全生产 应急指挥平台 物联网 “互联网＋”

中图分类号TD76

文献标识码A

1　煤化工企业应急指挥平台建设的必要性

近年来,一些化工企业接连发生重大安全生产事故,不仅给群众生命和财产造成了巨大损失,且造成了重大污染环境事故。在应急处置过程中屡次暴露出人员专业素质不高、应急体系不健全、没有应急预案、违章作业现象严重和遇险自救或互救不当等现象。这些事故再次表明,一定要高度重视和完善企业应急管理建设工作,提高应急指挥能力,全面提高应急处置水平。因此,建设一套针对煤化工企业突发事件的事前防范和预警的应急指挥平台,是当前我国煤化工企业安全生产管理迫切需要解决的问题。

由于国内外应急管理系统大部分都是针对公共设施和公共安全方面,并不完全适用于煤化工行业,缺乏专业化考虑,国外应急管理系统侧重于灾害的分析,功能又比较单一,很难适应中国的管理现状。本文根据煤化工企业的装置大型化和规模化以及生产过程多样性、复杂性和危险性等特点,坚持问题导向,先行先试,努力形成标准化和可推广的模式,基于“互联网＋”行动计划,运用物联网、可视化、大数据、云计算和移动互联网等先进技术和管理理念,让互联网与工业进行深度融合,充分发挥信息通信技术以及互联网平台在煤化工行业应急指挥领域的作用,建设一套高效和实时决策的智能化煤化工企业应急指挥平台。

2　煤化工企业应急指挥平台建设原则

煤化工企业应急指挥平台立足企业的安全生产、环境和事故风险管理,做到整体规划、逐层分解和分步实施,在平台结构设计上科学合理,在功能设计上充分满足用户需求,平台主要采用如下设计原则:

（1）统筹规划、整合一体的原则。遵照煤化工企业信息化总体规划要求,全面统计危险源分布以及消防（安防）力量分布情况,合理规划应急指挥中心机构、队伍以及物资储备等保障体系信息化管理和调度指挥。

（2）阶段实施、急用先行的原则。采用循序渐进和逐步完善的分阶段实施策略,保证主要和必须业务板块优先建设,使得应急机构、人员和应急体系不断适应并逐步改善。

（3）平战结合、突出预防的原则。考虑将应急日常业务管理与救援指挥相结合,建立平战结合模式,注重日常管理功能,加强危险源及安全隐患的预防管理。

（4）技术先进、功能实用的原则。运用并组合先进的网络通讯技术、物联网技术、安防一体化监测监控技术以及基于地理信息系统的定位和标绘等技术,结合领先的应急救援与安全管理理念,建设高效和稳健的应急指挥综合系统平台。

在此基础上,坚持从设计到实施全过程始终以功能实用性和业务驱动为导向,系统整体做到经济合理,结构、功能和界面做到可视化,操作方便,利于推广应用。设计中充分利用现有的数据和硬件资源,建设中保证各子系统之间的数据资源整合以及充分共享。

3　煤化工企业应急指挥平台建设目标

煤化工企业应急指挥平台采用先进技术手段和管理理念,搭建集成有线调度、无线指挥、视频全面监控、移动指挥、协同会商和决策支持等功能的“连得通、看得见、叫得应”的应急指挥平台,使指挥中心的处警、决策、指挥、协同联动、资源和安全管理等过程更加科学和准确,形成统一指挥、结构合理、反应灵敏、运转高效和保障有力的应急指挥体系,最大程度地提高反应速度,提高企业的应急管理综合能力,最终打造煤化工行业应急指挥的示范标杆。

4　煤化工企业应急指挥平台技术架构及建设内容

4.1平台技术架构

煤化工企业应急指挥平台技术架构分为数据层、服务层和应用业务层,各层之间既相互独立又相互关联,数据层为服务层提供支撑,服务层为应用业务层提供支撑。煤化工企业应急指挥平台技术架构图如图1所示。

图1　煤化工企业应急指挥平台技术架构图

4.2平台建设内容

煤化工企业应急指挥平台主要建设内容包括:搭建消气防和急救等多警合一、应急联动和数据融合的安防一体化集成平台,建设覆盖厂区的无线网络以及气象监测站、有毒有害气体探测装置、三剂及危化品管理等功能模块,实现应急演练、应急日常管理、应急响应、协同会商、信息发布和总结评估等功能,确保应急指挥平台在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置以及善后管理过程中发挥应有作用。

（1）厂区危险源检测。包括罐区重大危险源监控、有毒有害气体泄漏检测、三剂及危化品管理以及气象信息实时监控与监测。

（2）日常管理、应急值守与应急响应。包括应急预案、应急资源、MSDS库、应急事故案例库的查询和更新等管理。整合安防、消气防和急救等报警业务,实现多警合一的联署办公模式。通过应急指挥平台一键式启动相应应急预案,系统启动电子预案流程,提示操作人员按照应急预案流程进行应急处置,并进行应急资源调度。

（3）辅助决策。包括事故模拟、疏散模型以及灭火剂用量计算,依据爆炸、泄漏和火灾3种数学模型计算事件的扩散影响范围,建立事故模型,结合应急集合点和应急疏散路线,给出最优的路径和集合点。

（4）安防一体化应急联动平台。该平台集成了语音通信、扩音对讲、无线对讲、视频监控、门禁、火灾报警、周界防范、GIS、LED大屏、有毒有害气体报警、气象信息、视频会议、单兵、车载终端等系统和设备信息,为应急指挥平台提供应急业务所需的各种数据支撑,并与相关应急状态进行联动和控制。煤化工企业应急联动集成示意图如图2所示。

图2　煤化工企业应急联动集成示意图

（5）地理信息系统。将应急物资、人员车辆、消防及救援队伍、工业电视、环保信息、火灾自动报警信息、可燃气体报警仪和有毒有害气体报警仪等信息与GIS系统集成,实现在指定区域内相关信息的空间分析、数据编辑和专题图生成等相关功能。

（6）厂区无线网络覆盖。利用成熟技术,基于煤化工企业有线网络,在生产区和办公区进行无线基站全覆盖,建立布置合理和运行稳定的无线网络,并充分考虑后续的无线覆盖需求,无线网络应用架构如图3所示。

图3　无线网络应用架构

5　煤化工企业应急指挥平台的技术应用

5.1物联网技术

物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员与物等通过新的方式联系在一起,形成人与物和物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网分为“感、传、知、用”四层,对应着煤化工企业应急指挥平台的现场信息采集、多种通讯方式联合传输信息、智能识别与分析和综合应用。

（1）有毒可燃气体检测。为了提高现场的监测能力,给应急处置人员配备便携式气体检测仪,确保现场的应急响应与指挥能力。在重点泄露区域采用激光探测技术,实现对乙烯罐区域气体泄漏进行实时监控。

（2）气象监测。通过在厂区建设自动气象站,结合气象局已有的雷达和卫星等共同组成气象监测系统,实现对现场降水、气温、气压、风向、风速和湿度等气象信息的实时采集、传输、存储与调用,提高应急现场对于环境的检测能力。

（3）人员和车辆定位。实现对人员和急救车辆的实时监控,结合地理信息等系统一目了然地了解现场人员的分布情况,实现应急资源的高效调度指挥,避免造成二次伤害情况的发生。

5.2移动互联网技术

移动互联网是一种通过智能移动终端、采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业务,包含终端、软件和应用3个层面。近两年来,移动互联网技术及应用发展得如火如荼,各行业都在应用移动互联网技术来提高业务的便捷性。通过物联网将各种资源有效地连接在一起,为应急指挥提供支撑。

本平台建设中考虑给现场应急处置人员配备单兵作战设备和防爆车载等专用智能终端,利用厂区无线网络技术,实时汇集智能终端的各种数据,对整个应急处置过程进行监督,进行应急处置机构之间以及指挥人员与现场处置人员之间的信息互动,利用安防联动平台上的集成信息,通过防爆对讲手机、火灾报警喇叭、扩音对讲广播以及短信提醒等手段及时预警并进行自救指导,实现对人员和车辆的可视化移动应急指挥调度,使得相关部门对应急突发事件的情况了解更加全面、对突发事件的反应更加迅速、对相关人员之间的协调更加充分、决策更加有依据。

5.3大数据技术

煤化工企业应急指挥平台在一定程度上就像一个数据集成平台,要集成HSE管理系统、生产营运系统、实时数据库系统、工业电视系统、环境监测系统以及现场气象等与事件相关的大量信息,同时也会产生海量的、多源的和异构的应急数据。可以利用大数据技术进行抽取、清洗、聚类和分析,结合突发事件的属性,采取不同的属性相似度计算、搜寻案例库、进行事件衍生后果预判、参考历史处置方案、动态智能地调整并生成事件处置过程,根据应急流程适配不同的应急服务。

大数据的核心就是预测,煤化工企业应急指挥平台提供应急指挥智能决策功能,针对突发事故,结合事件设备的设备参数、危险化学品、气象条件（温度、风向、风力、压力、湿度）以及应急集合点等条件建立事故模型,给出最优的应急疏散路径和集合点,并对水量和灭火剂用量进行预计估算,为决策人员提供数据支持。

5.4三维可视化技术

日常演练是应急指挥工作中非常重要的环节,煤化工企业创新应急培训和应急演练的方法和手段,依托三维建模与仿真培训技术建设化工项目三维应急演练培训系统。系统通过厂区三维模型和预置应急预案,实现单人、多人及综合演练等多种桌面应急演练培训,提高演练效果并大幅降低演练成本,同时弥补常规应急演练准备时间长、耗费大、演练方式少以及参与人员有限等不足,提高应急响应速度与应急处置能力。

6　煤化工企业应急指挥平台应用效果分析

煤化工企业应急指挥平台采用先进的技术手段和管理理念,搭建起一套“连得通、看得见、叫得应”的应急指挥平台,保证管理人员能够准确、快速、高效和有序地对紧急事故进行处理,最大限度地保护员工生命安全、减少国家财产损失和环境破坏。

（1）实现三警合一,统一处置接警信息。日常报警分为两种,一是自动报警,二是电话报警。现场有毒有害、环境监测、可燃气体报警仪或烟感自动报警器报警后,平台自动同步报警信息,在应急指挥中心第一时间进行声光报警,同时应急指挥中心大屏幕上显示报警点位置、当前气象数据以及气体浓度等数据。一旦遇到危险报警情况,报警人员可拨打安防、消气防、急救报警电话的任意一个号码就可接入到统一的接警席位,由应急调度人员统一处置接警信息。

（2）快速判断事故地点和事故内容。通过应急指挥平台中的电话号码、报警信息并结合厂区的危险源监控和视频监控等数据,煤化工企业应急指挥中心可以快速判断事故地点和事故内容。

（3）实时进行人员定位查询。应急指挥中心在获取详细生产区域内人员数量和位置信息后,根据接警信息自动生成事故快报,并通过短信或网络对各生产中心领导、安建环保部、公司总调度室以及公司领导进行信息推送。

（4）高效启动应急预案。应急指挥中心确认事故基本信息后快速生成事故快报,自动推送给相关系统及人员,并一键式启动相应应急预案,系统启动电子预案流程,提示操作人员按照预案流程进行逐级应急汇报和应急处置。

（5）智能辅助决策。平台将结合现场环境监测信息、气象信息和事故信息,模拟计算疏散线路,联动公共广播和短信通知等系统,指导应急指挥中心统一下发集合点和应急疏散路线,并给出最优的路径和集合点。

（6）安防一体化联动。煤化工企业应急指挥中心根据应急预案,通过安防一体化联动平台联动公共广播、门禁、LED大屏、安防/工业电视、SIS等系统,并进行相关控制操作。

（7）实时监测疏散情况及监控指标。煤化工企业应急指挥中心和领导通过平台可以实时监测人员疏散情况及监控指标状态,如到达指定区域的人员动态计数、集合的人数和未集合的人数、集合点环境状态、设备状态以及环境监测各个指标。

（8）应急资源调度。应急指挥中心根据现场应急情况,指派救援车辆、人员以及应急物资的调度和实时跟踪,并可以根据预案流程和应急预案的等级与市政府、市消防支队、市应急办、市安监局、市公安、市医院以及周边兄弟企业等单位进行应急资源调度,做好各种应急支援与保障。

（9）实现自动事故评估。煤化工企业应急指挥平台能够实现事故评估总结并进行管理归档,与应急救援过程中的音频、视频、文字和图片等进行关联并产生事后评估报告,安建环部和应急指挥中心等相关单位可利用平台进行查询、统计、学习和经验总结。

参考文献:

［1］彭海涛.化工企业安全生产管理存在的问题及对策分析［J］.化工管理,2015（5）

［2］李丰.煤化工生产安全管理问题研究［D］.内蒙古大学,2014

［3］侯福忠.浅析煤化工企业安全事故及防控措施［J］.化工管理,2013（22）

［4］张建平,柴洪静.数字化矿山综合调度指挥平台研究［J］.中国煤炭,2011（10）

［5］张子良.石油石化行业应急管理系统设计及建设［J］.自动化博览,2010（7）

［6］慕永明.石化企业应急指挥系统的开发［J］.炼油与化工,2014（3）

［7］苗成林,孙丽艳,杨力等.煤矿企业突发事件应急能力影响因素实证分析［J］.中国安全科学学报, 2014（1）

［8］王雪莉,卢才武,顾清华等.无线定位技术及其在地下矿山中的应用［J］.金属矿山,2009（4）

［9］王兆国,王辉,王坤.物联网技术在消防应急领域的应用前景分析［J］.中国应急救援,2015（3）

［10］吴兵,华明国,倪英杰.基于WebGIS的煤矿应急救援管理指挥系统研究［J］.中国煤炭,2012（9）

［11］金永飞,邓军,文虎.矿山救援可视化指挥系统的模型研究［J］.中国煤炭,2007（5）

（责任编辑路 强）

Research and design of emergency command platform of coal chemical industry enterprise

Li Junjie,Ma Chunlei,He Haibo
（China Coal Shaanxi Yulin Energy and Chemical Co.,Ltd.,Yulin,Shaanxi 719000,China）

AbstractAiming at the safety and environmental protection problems and other issues existed in the process of coal chemical industry enterprise development,a set of intelligent emergency command platform in coal chemical industry enterprise was proposed,which was able to control and pre-warn beforehand,reply and dispose during the emergencies,and handle the aftermath of the emergencies.The construction principle and target of the platform were analyzed,the technical framework and construction content as well as the application of the platform in Internet Plus technology were introduced,and the application effect analysis of the platform was elaboratedin the end.

Key wordscoal chemical industry,safety production,emergency command platform,Internet of Things,Internet Plus

作者简介:李俊杰（1966－）,男,辽宁建平人,高级工程师,现任中煤陕西榆林能源化工有限公司副总经理,主要从事化工行业仪表维护、技术管理、信息化建设以及经营管理等方面的工作。