工业互联网在危险化学品安全生产监管领域的应用

鞠小冬 安丘市应急救援指挥中心

危险化学品具有易燃、易爆、有毒、易腐蚀、高温、高压等特点，在生产、存储、使用、运输过程中都存在很大风险。对危险化学品的保存也需要有固定的保存模式和保存方式，才能够避免危险化学品对人体或产品生产产生危害，引发火灾或有毒物质泄漏。随着我国化学产业的不断发展，危险化学品的生产周期逐渐缩短，应用率也不断提高。而安全是国家重点的关注内容，需要在保证一切安全的前提下进行化学产品生产。因此，对危险化学品进行安全监管是极其必要的，需要在确保安全的基础上才能够进行发展。因此，需要针对危险化学品建立完善的监督体系。我国正处于经济体系转型的关键时期，安全是构建我国大国体系的最重要的指标，需要将安全环保列为重点监管目标，逐步推进我国安全生产模式的持续运转。

一、“工业互联网+安全生产”的重要性

十九届五中全会中针对安全生产作出了重要的战略指示，根据安全生产需要，加大监管力度，提高安全意识，切实将安全作为生产制造业的重要内容，切实保障在安全的前提下，进行生产制造业的发展。同时，在新媒体行业不断发展的今天，互联网技术飞速发展，工业互联网已经成为生产制造业的重要媒介，需要切实坚持国家安全观，将安全意识贯穿于生产制造行业的各个环节，切实提高我国应对各种危机与风险的能力，将安全与发展作为重点监管方向。在危险化学品的生产与使用过程中，将人身安全作为首要关注问题。同时将信息技术与工业危险化学品生产安全管理相结合，以高超的互联网技术和互联网意识，强化对危险化学品的监管能力与监管方案。

二、工业互联网的发展及现状

（一）现状

在产业革命和技术革命飞快发展的今天，工业互联网在此期间发挥了重要作用，以互联网为基础进行的相关知识革命，使得在生产、技术等方面都发生了巨大革新，是在互联网技术与生产制造业基础上，所衍生出的新一代生产服务体系，是在此基础上能够提高生产效率、规划生产体系的新型模式，使得人类、机器、材料三者之间能够产生巨大的联结反应，三者之间相互联结、相互贯通、相互依存，发挥出更大的作用。在我国新经济模式构建的当下，这种工业互联网模式能够最大限度地转变经济发展模式，创造新的利益增长点。与此同时，在工业生产方面，智能技术的运用和未来智能技术的开发，都需要在工业互联网的基础上进行。

（二）趋势

工业互联网逐步打破时空界限，加强核心优势，并且在平台建设、信息传递、数据分析等方面进行通识性研究，切实将5G 通信技术运用在工业互联网中，将先进的计算模式、区块链技术以及人工智能技术与工业互联网相互连接，使得在生产制造过程中，能够提高智能化与机械化能力。其次，在企业方面，企业内部也逐步进行数字化转型，切实构建网络基础模块，实现了在通信设备内的数据实时转化。与此同时，数控速率与网控速率的速度不断提升，并且将所搭建的网络平台覆盖到生产的各个环节中，实现多层次、跨领域的互联网合作。

三、危险化学品安全监管存在的问题

（一）缺少行业管理及发展规划

近年来，我国化工产业不断发展，各中小企业都争相建立化工厂，其中高能耗、高污染、危险系数较高的化工产品工厂屡见不鲜。但是，由于化工行业本身的行业规划与行业定位并不清晰，因此对化工工厂的建立也没有具体的规划方案与管理措施。除此之外，相关工厂的操作人员在化工知识、化工生产安全意识等方面还有待提高，致使一些小型的化工企业面临危险化学品的安全管理问题。并且由于社会经济不断向前发展，所出现的化工企业层出不穷，企业建设模式没有遵循社会的发展规律，扩展趋势过于自主、盲目，并且出现了产能过剩、设备过剩的情况，化工产品的安全，也给相关企业带来极大压力。因此，化工企业缺少良性的行业管理，也未能够制定完整的发展规划，致使大多数企业跟风生产，却没有将危险化学品的安全管理做到位，给企业员工的生命安全带来隐患。

（二）产业基础薄弱，企业规模小，技术水平低

就我国目前化工企业的现状而言，企业规模较小，企业所生产的化工产品污染性较高，有害化工产品较多，对能源的消耗率也较大。并且化工企业在我国并未形成集聚性产业，生产设备与发达国家相比也较为落后。我国部分小型化工企业在化学品生产的过程中，能耗消耗过大，且化工生产产品的污染性较高，小型企业的内部自控水平较低，企业内部的安全事故管理工作并没有做到位，由此导致小型化工企业内部事故风险率提高。因此，部分企业由于产业基础较为薄弱，对化工产品的管理措施还没有做好，生产技术水平与安全管理水平都无法满足危险化工产品的保护与保存。

（三）设计规范、标准的制定、修订缓慢，进入门槛低

近年来，大大小小的化工企业接连建立，而国家对相关行业的规范与标准制定还未能完善，导致部分企业在化工产品生产过程中，没有进行完善的知识学习，生产人员与操作人员的危险化工产品生产安全意识较低，危险化学品的保存措施学习深度不够。并且由于国家在化工企业方面提出的政策与政策修订，未能够及时反映市场出现的化工企业具体现状，进而使得大部分企业没有严格的标准与规范，对其进行详细指导与规划，使得化工企业的进入门槛低，导致有些企业在生产过程中，没有注意污染、能耗、危险化学品保存等方面的事项，进而导致环境污染加大，企业内部人员防护意识较低，人身安全受到威胁。

（四）危险化学品道路运输事故频发

在危险化学品运输的过程中，运输公司未能谨慎处理危险化学品，未能严厉打击非法运输危险化学品等现象，对承运人和托运人的相关信息登记不全，使运输人员逃避主要责任。同时，在订单处理过程中，也未能够详细记录采购订单与支付订单。运送危险化学品的车辆未能够提前进行相关检查，运输公司对运输车辆的运送时间、运送速度和运送路线未能妥善安排。交通管理部门与相关监管部门对运送危险化学品的车辆未能详细定时地筛查，对车辆的公共安全、安全监测与质量筛检等方面的检查力度还不够。与此同时，运输危险化学品的司机对化学品的危害了解并不全面，致使在运输过程中，对危险化学品的存储管理不到，使得危险化学品无法流入市场。

（五）安全监管不力

目前，由于各行各业对化学品的需求量不断增加，危险化学品的运输量也逐步提高，而相关部门对危险化学品的运输管理还不完善，缺乏专业的监管人员和强有力的监管部门，且危险化学品的安全监管部门与执法部门人员数量也无法满足日益增多的危险化学品运输数量。省级对危险化学品的监察办公室有5～6 个，市级对危险化学品的监察机构有3～4 个，县级对危险化学品的监察机构有1～2 个，因此没有更多的监管人员能够分配出去进行危险化学品安全运输监察工作。

四、工业互联网在危险化学品安全生产监管领域的应用

（一）需求分析

自2006 年起国家相关部门对危险化学品安全生产监督开启互联网监测模式，以工业互联网为基础，在各地进行重大危险源监测与事故预警试点。依托互联网平台，搭建监测危险化学品安全的新体系，切实提高危险化学品的监测预警能力。各企业需要与相关平台进行合作，采集监控视频图像，并为相关平台提供预警数据。政府等相关部门将所收集到的视频图像与预警数据保存至本地，并对所辖区域内的各个化工品生产企业进行实时监控，针对报警阈值、液位、温度、压力、流量、有毒气体、燃料浓度等关键部件的报警数据和参数进行针对性的监测。

（二）网络技术及其应用

就目前企业技术水平与信息水平而言，两者之间的差距并不明显。在企业中，通常以DCS、PLC、SIS 等系统为基础，进行自动感应器装置，以获取预警实时监控信息。部分企业以SCADA 和MES 为基础，以相对独立的传感器系统，构建信息实时收集自动感应体系。信息设备的应用，需要根据企业自身的状况进行选择，对信息交互要求更高的企业，可以选择传感器更为灵敏、自动感应装置较强的系统接口，并根据企业自身的发展情况和实际感应器与自动感应装置的使用情况，对内部接口、外部网络接、应用层协议进行选择。在此过程中，工业以太网和现场总线是较为常见的网络通信技术。将其应用到工业互联网中，对有害化学产品进行实时监测，能够起到有效收集数据、提高局域网内信息交互灵敏度的作用。

（三）现场总线

部分企业在使用现场总线的过程中，未安装输出接口的设备，必须通过硬件接口的方式进行转接。在4～20mA的通讯信号下，采取硬件接线采集散射温度传感器和气体浓度的模拟输出的方式，完成工业互联网现场总线的安装程序，以接入其他输出设备。并通过安装信号分配器的方式，对原有信号进行分离，使相关的数据采集设备能够接收到所分离的信号信息。并以开关信号输入接口的方式，对报警状态下的信号进行智能识别。

（四）软件界面

在工业互联网模式下，对企业危险化学品进行监测，可以利用软件界面，以DCS 和SIS 系统为基础进行数据采集。通过软件接口和企业信息系统实现信息交互共享，以达到对危险化学品监测的目的，切实提高危险化学品的安全保障，以智能化的信息系统覆盖危险化学品安全保护的各个环节，对相关数据进行实时采集。并以OPC和OPCUA 两种体系为基础，进行制造自动化系统与过程控制，实现软件与公司信息系统的连接与嵌入。

（五）公司外部网络

对危险化学品进行实时监测，主要是为了收集相关数据与视频影像资料，将其作为监测依据，达到安全监测的目的。这就对数据采集设备与检测预警系统提出了更高要求，针对其数据传输速度、影像视频的清晰程度与预警接收信号的速率提出了更高要求。服务机房、监控中心主要进行视频、影像资料与数据采集，并掌握油罐、仓库、生产单元等地方的情况，切实保障危险化学品的安全。在此基础上，需要提升公司外部网络宽带速率、信息数据与影像资料的传输频率，实现以工业互联网为基础，保障危险化学品安全的监测体系。

（六）建立监测预警体系

危险化学品在运输与工厂建立的过程中，就需要对其进行严格监控。这就需要各省、市、县、区加强监测力度，优化监测手段，更新监测系统，并对其监测预警系统作出优化与完善，使信息预警功能朝着智能化方向发展。并基于传统SaaS、PAAS 和IAAs 三层服务，提升系统预警能力。以工业互联网体系为基础，进行工业数据的收集、采纳、分析，并引入人工智能等高科技手段。强化监测体系内部的智能反应，不仅需要对数据信息进行及时的收集与采纳，对数据进行分析并提出预警，同时还需要进行闭环控制，在系统作出预警的同时，针对出现的紧急情况，系统自动作出制动措施。各地区根据目前现有的基础设施、数据收集能力、应急管理方案、电子政务监督体系等具体情况，进行“互联网+”的创设，将工业互联网与危险化学品的安全相联系，构架坚实的安全监测体系，为各级监管机构提供更有力的危险化学品安全监测信息支持。

五、结语

危险化学品的生产、运输与使用，都是需要接受各级监管部门进行监测的，目的是保障人身安全，使各企业能够在政策指令的规范下，进行危险化学品的生产。这对提高生产企业安全性，提高危险化学品的生产质量具有决定性意义。将工业互联网作为监测体系，对危险化学品进行实时监测与数据收集，能够最大程度上保障危险化学品在生产、运输、使用过程中的安全性。因此，需要推进工业互联网的技术化发展，使之能够对危险化学品的安全保障作出更大贡献。