唐钢重大危险源安全监控系统信息化平台建设

张旋，李佳，宋鑫，汪泳

(1.华北理工大学 矿业工程学院,河北 唐山 063000；2.河北钢铁集团唐钢股份有限公司，河北 唐山 063000)



唐钢重大危险源安全监控系统信息化平台建设

张旋1，李佳1，宋鑫1，汪泳2

(1.华北理工大学 矿业工程学院,河北 唐山 063000；2.河北钢铁集团唐钢股份有限公司，河北 唐山 063000)

重大危险源；监控平台；信息采集；应急处理

为了有效防范重大事故的发生，及时处理应急情况和突发事件，提升唐钢安全管理水平，拟建立由现场传感器、集中器、摄像机、工控机、客户端、路由器等硬件装备及安全监控平台、信息发布平台等组成的唐钢重大危险源安全监控系统信息化平台。该平台通过对重大危险源现场视频图像信息和危险源特性参数的采集，经由网络传输到相关业务管理部门，直观地反映现场的相关情况和数据信息，实现重大危险源监测预警功能和应急处置两大功能。

0引言

为了有效防范重大事故的发生，及时处理应急情况和突发事件，提升唐钢安全管理水平，在综合运用仪器仪表、自动控制、计算机技术、网络技术、通讯技术和安全管理等技术基础上，建设唐钢重大危险源安全监控系统信息化平台，该平台通过对重大危险源现场视频图像信息和危险源特性参数的采集，经由网络传输到相关业务管理部门，直观地反映现场的相关情况和数据信息，为重大危险源的安全监控提供现场依据。

根据安全部、自动化公司、炼铁厂、动力厂、计控管理部于2012年12月对唐钢重大危险源调研的情况，在拟建设的项目中，对炼铁厂、动力厂2家单位共14个重大危险源视频信息进行接入，实现安全管理部门对上述重大危险源视频信息的远程可视化和相应的监控和管理。目前，公司重大危险源现有监控设备386个，需要新增监控设备48个。其中包括：锅炉区域视频监控摄像头4个，煤气柜活塞倾斜度自动检测系统3个，锅炉炉膛一氧化碳在线监测系统10个，苯槽液位显示报警系统28个，可燃气体检测探头2个，氧含量检测探头1个。所以，需要增加一套集中的重大危险源安全监控系统信息化平台。

1 唐钢重大危险源安全监管平台结构组成

1.1设计目标

总体上说，该平台主要实现两大功能，即重大危险源监测预警功能和应急处置功能。监测预警功能是综合运用计算机及网络技术，完成对重大危险源现场信息的采集、转化、传输及处理，实现对现场的实时监控及危险预警。应急处置功能是根据预警报警信息，对现场第一时间做出反应，联合应急处置系统进行有效地协调处理，及时将事故隐患消除，将危险控制在萌芽状态，减少事故损失。

1.2系统结构

重大危险源安全监控系统信息化平台整体框架通常可分为4层，系统结构如图1所示。第1层为现场重大危险源的对象过程。第2层为设备传感检测层，首先要通过传感检测、现场总线和机电一体化等技术完成对现场信息的采集转化之后传输到下一层，即自动化监控层。自动化监控层通过智能控制和监控等方法完成上一步信息的处理，之后会做出相应调整或监测预警。第4层是安全应急管理层，主要是在发生状况时启动紧急预案。

图1　系统结构

2 唐钢重大危险源安全监管平台功能

2.1监控预警功能

重大危险源动态监控是危险源安全管理的重要基础工作。通过对重大危险源的不间断动态监控，可以全面掌握其生产、储存以及使用状况，建立重大危险源动态监控数据库，通过动态视频监控，对可燃气体、有毒有害气体的探测和对安全生产关键参数监测，直观、全面、实时地了解重大危险源的运行状况，为预防与控制重大危险源危害的发生，以及对重大危险源事故的应急处理提供重要的信息和技术支持。

固定场所重大危险源，可基于GIS建立固定的安全实时监控系统，将实时采集的监控视频、图像及传感信息展现于电子地图中，方便用户了解危险源的地理位置、周围环境以及实时监控信息。将突发事件的发展过程和针对该事件的处置过程以时间的先后顺序展现。提供技术和其他分析手段的面向各种预警问题辅助决策模块。对事件信息进行分析的基础上，调用有关突发安全生产事件预测预警模型，进行模拟预测。图2所示为监控与预警基础框架。

图2　监控与预警基础框架

2.1.1 参数采集

危险源数据采集装置用于采集重大危险源日常监控和预警系统所需的主要参数，将这些参数进行数据采集与处理，然后将信息传输到计算机中。

2.1.2 日常监控

重大危险源对象大多数时间在安全状况下运行。日常监控是监视重大危险源对象在正常情况下的运行情况及状态，并对其进行实时和历史趋势做一个整体评判。该系统在正常工况下和非正常工况下都具有对危险源对象运行状况及参数的记录显示、报表、结果保存、统计图表等功能。

2.1.3 预警系统

预警系统的主要作用是当被实时监测的危险源对象的某一参数超出正常值的界限，并使之向事故生成方向转化时，预警系统一方面会给出声、光或语言报警信息，指导人员随后根据预警模型决策显示排除故障的操作步骤，正确、迅速恢复正常工况，同时发出应急控制指令以采取相应的措施，防止事态进一步扩大。

2.1.4 地图显示

危险源在地图显示功能是将被监控设备运行状态实时信息、历史数据信息、地理位置信息等集成一体。可实现对危险源预警监控，并可对重大危险源实时和历史的各种指标数据进行综合比较，还可结合地图有效地进行监控。

2.2预警模型分析与故障诊断

2.2.1 预警分析

预警模型分析评价对象，它包括危险源监控预警模型文档建立和预警信号识别两大部分。图3所示为比较分析评价业务流程。

图3　比照分析评价业务流程

2.2.2故障诊断

故障诊断是在确定监测设备已发生异常的基础上需要人工干预对异常设备进行处理，提取故障特征，识别设备状态并排除故障。

图4　故障诊断与状态监测流程

2.3应急处置

应急救援系统的应急响应程序包括接警、响应级别确定、应急启动、救援行动、应急恢复和应急结束等。

2.3.1接警与响应级别确定

在收到事故报警的信息后,根据一定的工作程序,首先系统会对报警情况做出初步的判断来确定响应是否启动的级别。事故经过判断，若级别未达到启动应急救援体系的最低响应级别,则响应关闭。

2.3.2 应急启动

在应急响应级别得到确定之后,按照响应级别启动与之相应的应急程序。例如：工作现场出现有害气体或高温预警→应急中心收到报警→工作人员到达现场→成立现场指挥部→启动信息与通讯网络→通知调配救援所需要的应急队伍和物资与装备等。

2.3.3救援行动

工作人员到达事故现场后,立即展开事故侦测、现场警戒、人员疏散及救助、工程抢险等工作。专家组在对事故进行了科学的分析之后,为救援提供有效的建议和技术支持。如果事态超出响应级别,得不到有效控制，应迅速向应急中心请求实施更高级别的应急备案。

2.3.4应急恢复

救援行动结束以后,进入临时应急恢复阶段。该阶段主要的内容包括：现场清理、人员清点和撤离、警戒解除、善后处理以及事故调查等。

2.3.5动作结束

应急结束执行应急关闭程序并由事故总指挥宣布应急结束。图5所示为应急处置流程。

图5　应急处置流程

3 系统调试部分界面模型

图6、图7和图8所示为部分系统调试界面。

图7　视频监控操作界面

图8　危险源趋势分析界面

4 结论

拟创建的唐钢重大危险源安全监控平台有望实现以下功能：

(1)在不影响唐钢机械设备的安全性能且保证了成产率条件下，可以测试系统的安全性；

(2)在发生断电或某个环节发生故障时仍能保持所需的安全完整性；

(3)对于所有的存在事故率的环节的安全相关功能都规定了最大响应时间；

(4)若中央控制室或现场工作人员复位不及时，系统可以实现自动应急切断；

(5)应急切断和紧急关机阀的工作状态和手动控制功能可在中央控制室显示或操作，可关闭所有联动和人控动作；

(6)所有预警一旦发出，无论是否采取应急处理都将会保存数据，确保下一次预警发出的精确性；

(7)可在中央控制室内启动任何应急关断操作，具备高可靠性，且该系统界面基于人机可视友好交互的原则设计完成。

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[6]康荣学.基于GIS的重大危险源安全监测预警系统研究与开发[J].中国安全生产科学技术.2010,(6).

Construction of Information Platform of Safety Monitoring System of Major Hazard Source of Tangshan Iron and Steel Group

ZHANG Xuan1, LI Jia1, SONG Xin1,WANG Yong2

(College of Mining Engineering, North China University of Since and Technology,Tangshan Hebei 063000, China;Tangshan Iron and Steel Group, Tangshan Hebei 063000, China)

major hazard source; monitoring platform; information collection; contingency processing

In order to effectively prevent major accidents, the timely processing of emergency situations and emergencies, to enhance the level of safety management of Tangshan Iron and steel company, intends to establish the field sensors, concentrator, camera, computer, client, routers and other hardware equipment and security monitoring platform, information release platform consisting of Tangshan Iron and steel company of major hazard source safety monitoring information system platform. The platform through the acquisition of major dangerous source live video image information and hazard characteristic parameters, via a transport network to related departments, directly reflect the site of relevant information and data information, functions of major hazard monitoring and early warning and emergency response.

2095-2716(2016)03-0001-08

TF088+.3

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