危险化学品的信息化、智能化监管

孟岩舟 王 祥 尹 洧高级工程师

(1.上海耀客物联网有限公司，上海 200040；2.北京市化工研究院，北京 100084)

0 引言

危险化学品是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人员、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。在危险化学品名录中，危险化学品分成3大类28小类：物理危险16类，健康危害10类，环境危害2类。在运输装卸、储存保管和使用危险化学品的诸多环节中，其安全性引起人们广泛关注。目前网络、信息技术已遍布各领域，连人们日常生活和出行都离不开网络信息，抗击新冠病毒也离不开信息扫码技术。危险化学品监管也应该做到信息化和智能化。危险化学品监管的信息化以提升危险化学品监管能力为目标，一方面可缓解人力资源不足，另一方面还可提高监管效率，减少安全事故。借助物联网，地理信息化、云计算、大数据等先进技术，建设集成危险化学品运输工具管理系统、危险化学品仓储管理系统、危险化学品查验管理系统和监管场所原有的危险化学品监管信息化平台，形成完整的危险化学品监管物流链信息化底账，实现对危险化学品物流监管关键节点更有效的掌控。

危险化学品在工业生产、科学研究中多有使用，根据《中国危化品运输监管控研究报告》，我国危化品产量仅次于美国，位居世界第二。危险化学品的安全运输、储存和使用事关重大，一旦出现事故，会影响到人们生命安全、国家财产和生态环境。根据中国化学品安全协会公布的资料，在2011-2013年我国共发生危险化学品事故569起，其中运输环节事故193起，占总事故数33.9%。危险化学品运输是值得关注的一个重要环节。我国还有众多高等院校和科研院所，从事教学、科研和基础实验工作，涉及到危险化学品储存和使用问题，也需要对危险化学品进行全程监管，发挥其在科学实验中的应有作用，避免成为事故根源。

1 危险化学品相关规范及标准

危险化学品因其危险性质引起各方面关注，我国对危险化学品的生产、监管有系统的法律、法规、规范及标准，见下表。

表 危险化学品相关法律、法规、规范及标准Tab. Laws, regulations, codes and standards related to hazardous chemicals

以上法律、法规、规范及标准都需要有实质性手段来实施，这就需要加强对危险化学品全过程监管。尤其在相关学科迅速发展的现在，有条件、有能力提升危险化学品监管的力度与水平。

2 信息化、智能化监管

随着经济生产和科学研究的发展，危险化学品在生产、使用、经营、储存、运输等过程中的安全、健康和环境问题日益突出，由此引起的事故也引人注目。2015年8月12日，天津滨海新区天津港瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故，造成多人死伤，并对生态环境造成一定影响，这是一起特别重大的生产安全责任事故，同时也反映出危险化学品的监管漏洞。

2.1 监管现状

由于危险化学品安全监管涉及到多个相关部门，虽然有相应法律法规依据，但迫切需要利用现代信息技术来加强对危险化学品的监督管理。利用现代信息技术可以将监管信息在政府有关部门之间共享，提高政府有关部门的综合监管能力，提高监管水平，有效控制事故发生。危险化学品智能化、信息化监管，是当今比较热门的研究对象，也是多个高等院校硕士生的研究课题。

长期依赖法律法规的主导作用而忽略危险化学品安全技术的研究，使得危险化学品安全管理和安全技术的基础较为薄弱，这也阻碍我国危险化学品安全管理体系的完善。需要深入开展危险化学品应急信息技术的基础研究工作，化学品事故应急预案编制及应急救援、环境修复等技术储备工作，加强行业单位安全合作伙伴关系，加强交流、合作和协调，建立一套集检测、分析、预警、应急处置于一体的完善的应急体系。应充分发挥安全评价和风险管理在新化学物质申报、新农药等新化学品登记、现有危险化学品管理、化学品建设项目影响评价等化学品专项领域中的作用，制定并执行科学可行的质量标准，建立一套完整的符合我国国情的安全评价体系。

2.2 监控技术基础

射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是20世纪40年代由雷达技术衍生而出，是由阅读器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发射出去，阅读器的接受天线接收到来自标签发出的调制信号，经天线调节器传送到信号处理模块，经解调和解码后再将有效信号送至后台主机系统进行处理，主机系统则根据逻辑运算识别标签身份，对不同设定作出相应处理和控制，最终发出指令信号，控制阅读器，来完成不同的读写操作。RFID技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。这项技术已经成功应用在危险化学品监管中。

2.3 监管技术的研究及应用

杨飞龙等设计一种基于无线射频识别(RFID)技术的危险化学品库智能仓储管理监控系统，该系统结合无线传感网络技术和超级电容无线充电技术，以LabVIEW编写上位机虚拟仪器(Vinual Instrument，VI)程序，并操控整个系统，采用步进电机精确定位技术，将RFID读写模块精确地运送到目标位置，再通过RFID模块读取镶嵌于化学品包装的RFID电子标签信息，或将新数据写入系统，最后将化学品存储状态发送至上位机中。测试结果显示，该系统在稳定性和能耗等方面均能满足预期的指标要求，可应用于危险化学品仓库的日常监管工作中。韦晓凯等将RFID技术应用于危险化学品运输过程监管之中，通过RFID系统对危险化学品运输工具所携带的电子标签自动识别，实现对危险化学品运输全过程自动监管，得以提高危险化学品运输效率和安全性，从而减少事故发生。何柳等针对高校实验室多渠道购买不易管理、危险品闲置浪费、调剂渠道不畅等问题进行分析，提出依托电子商务平台管理高校危险化学品模式，介绍该平台的特点和使用要求，为高校实验室实施和推广危险化学品规范管理模式提供借鉴和启示。赵倩结合运用云计算、物联网、GIS等多项先进科学技术，设计实现危化品物流监控预警的控制平台，利用物联网技术采集融合传输危险化学品物流储运设备的地理位置信息、运行状态特征、危化品所处环境参数，分析运输车辆运行路线安全、驾驶员操作状态，对危化品物流进行实时监控，分析总结产生危化品物流事故的特征因素的参数阈值，平台监测到相应参数达到临界阈值时，可按照预先设定的预警决策方案自动发出报警信号，并分级采取合理的处理决策方案。郭凌等提出源于无线电传感技术、卫星定位技术、地理信息系统、无线通信、无线射频识别等技术的危险化学品物流预警平台，实现对危化品物流车辆实时监控预警，以GIS为基础的信息系统平台，以传感网络为数据源，以GNSS作为空间定位手段，数据库为数据存储和管理平台，以移动通讯网络或北斗短报文为无线数据传输方式，以安全管理、数据挖掘、模型预测为研究方法，同时集成终端自控系统，安全分析与管理系统、报警预警系统。其中无线传感网络技术、射频识别技术、无线通信技术、卫星定位技术、GPS技术、信息融合技术等都是支撑物联网进一步深入发展的关键性技术。吴彦杰等通过基于物联网的危化品运输车辆的云计算管理平台系统，建立智能车联感知前端、智能车联云平台和智能车连应用平台，构建统一的智能车联管控系统，实现“感/传、云/管、端/用”的有机结合，充分利用GPS/北斗导航、物联网、云计算、大数据、移动互联网及机器视觉和人工智能的相关技术成果，搭建架构全程动态监控的智能车联管控系统，为实时监控危险品运输全管理提供安全、可靠的解决方案。王兴红以危险化学品重大危险源安全监管系统的设计与实现为研究目标，运用先进的声音、视频、光感、温度、压力、烟感和RFID等多种物联网技术，连续实时监控危化品各环节安全运行状况，实现主动式、精细化、智能化的安全监管，大大提高了安全监管效率。钱其沛等针对危险化学品仓库强安全、低风险、高效管理的要求，结合远程摄像、Wi-Fi、蓝牙、RFID、传感器(温湿度、气体)及小车巡检等相关技术，构建危化品仓库的监控和巡检系统，该系统可以记录危化品信息，对危化品仓库气体环境及温湿度参数进行远程监测，实现无人小车的巡检，并运用摄像头拍摄周围环境的影像至电脑端，具有交互式和创新性。

2.4 推行信息化、智能化建议

随着经济生产和科学研究的可持续发展，危险化学品的应用将会越来越广泛，和人类生活、作业的交集也会越来越密集，虽然国家对危险化学品的生产、流通、采购及使用环节都有严格法律规范，但目前多数危险化学品的管理及使用单位还在用传统手段监管，大量依赖主观自觉，缺少有效的信息化、智能化管理手段，给监管部门带来极大不便，影响监管效率，也容易酿成安全事故。结合现有监管力量及科技技术手段，提出如下建议：

(1)建设监管技术应用平台，共享信息。危险化学品的安全监管涉及到多个相关部门，如交通、公安、质检、安全监管等，人员配置又相对不足。可通过平台达到企业信息、管理信息、运输车辆信息、人员信息等数据共享，提高监管、执法效率。

(2)利用现有研究成果，及早发现隐患，降低风险。利用传感器、无人机、无线传输、远程监测等技术，快速发现隐患，及时排除，降低事故发生的概率。

(3)提高专业人员的安全意识水平。通过平台和手机终端随时了解行业事故案例分析和相关知识普及，使培训教育更生动、更灵活，有利于专业人员安全意识的提升。

3 结论

采用先进的信息化、智能化技术全过程监管危险化学品已迫在眉睫，同时科学研究已经证明，基于物联网、大数据、GIS以及云计算等技术建设集成危险化学品管理系统，可以实现危险化学品生产运输、储存使用、报废回收全生命周期的安全管控。新技术的运用及监管平台的推广有助于提升危险化学品行业的整体安全水平。