水库安全隐患排查治理信息管理系统设计

2013-08-14张泽锋宋立松程海洋方琛亮严云杰

浙江水利科技 2013年1期

张泽锋,宋立松,程海洋,方琛亮,严云杰

(浙江省水利河口研究院,浙江杭州 310020)

1 水库安全概述

水库作为最重要的水利工程之一,是发挥水利保障能力的重要支撑,其安全生产工作一直备受各级政府的重视和关注,国内出台了很多相关的管理办法和制度,如《水库大坝安全管理条例》、《水库工程管理考核标准》等,其中水库的安全检查和隐患排查又是确保水库安全的重要措施和手段。如浙江省2012年开展 “千库万人”大检查活动,对责任制落实情况、工程管理规章制度落实情况、工程建筑物安全情况、闸门启闭机运行情况、防汛准备工作情况、小型水库巡查制度及人员培训情况等进行了大检查,以进一步落实水库安全管理责任制,健全和落实水库安全运行各项规章制度,排查和消除存在的安全隐患,认真解决水库安全管理工作中存在的突出问题和薄弱环节,坚决防范安全事故的发生,确保水库安全度汛。

随着信息技术的发展,水库安全信息化工作已经成为提高水库安全监管效能、创新安全监管手段、提高安全监管的针对性和有效性的重要途径[1-2]。经过多年努力,各地大中型水库安全生产信息化工作取得了一定成效,但从总体来看,水库安全生产信息化建设普遍存在资金投入不足,专业人才奇缺,业务模式不固定,开发需求不明确,顶层设计不足,标准规范缺乏,信息共享不够等问题,严重制约了水库信息化的进一步发展,信息化工作还不能满足当前安全监管工作的需要。为全面贯彻《安全生产法》,落实 “安全第一、预防为主”的方针,加强水库安全生产工作的控制能力和事故预防能力,实现水库安全生产工作从被动防范向源头管理转变,从而提高水库安全生产水平,减少事故发生,保障水库员工及周围群众生命财产安全,保证生产经营活动的顺利进行,建设以隐患排查治理为基础的水库安全隐患排查治理信息系统十分必要和迫切。

2 系统架构

充分利用水库已有的信息资源,依托强大的物联网技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术、地理信息技术、组态图等技术手段,以保证系统的灵活性、可扩展性、可靠性为前提,为水库搭建安全隐患排查管理平台,使水库生产过程中人的不安全行为和物的不安全状态及管理缺陷处于被监测、识别、诊断和干预的状态。用户通过大坝在线监测参数、水情雨情在线监测、工程重点部位动态视频监控和水库巡查人员人工观测,可直观、全面地掌握安全隐患,通过对隐患排查数据、监测信息的分析,可以确定各种信息可能造成的后果,辨明造成伤亡的严重程度,确定是否处于安全状态。一旦有危险,系统自动识别并以多种方式发出报警。系统体系结构见图1,主要由信息采集传输和业务应用层、展现层等组成。其中信息采集传输由感知层(在线监测、人工上报)、网络层组成。前端传感器主要包括对水库各种运行参数和运行环境的监测,比如大坝位移、沉降、渗流等参数和水库水位、水质、水温等运行特征值的实时监测采集,关键部位的视频监视,同时也包括GPS、智能手机等终端的采集。业务应用层是隐患排查管理的核心,包括水库库区的GIS管理、实时监测参数和信息的分析预警,隐患信息的处理等业务。展现层主要提供信息的交互界面。

3 系统功能设计

《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》中,将安全生产事故隐患(以下简称事故隐患)定义为指生产经营单位违反安全生产法律、法规、规章、标准、规程和安全生产管理制度的规定,或者因其他因素在生产经营活动中存在可能导致事故发生的物的危险状态、人的不安全行为和管理上的缺陷。进一步将事故隐患分为一般事故隐患和重大事故隐患:一般事故隐患,是指危害和整改难度较小,发现后能够立即整改排除的隐患;重大事故隐患,是指危害和整改难度较大,应当全部或者局部停产停业,并经过一定时间整改治理方能排除的隐患,或者因外部因素影响致使生产经营单位自身难以排除的隐患。根据上述定义和水库管理的特点及水库管理单位的具体管理现状,可以认为水库安全隐患是指存在比较大的非安全因素,对生产安全存在着比较大的影响,已经处于对安全生产构成圈威胁或已经退出正常运行的状态。如设备设施或仪器仪表已损坏、设备设施有明显缺陷、人员不能正常上班或有明显的不安全行为、管理存在漏洞等。为此,水库安全隐患排查信息管理系统一方面要实现隐患实时和历史信息的综合查询、统计分析等,更主要的是要实现隐患排查的及时快速反馈、隐患事务处理的快速流转、动态跟踪、闭环管理,进而实现预测安全生产走势,为水库安全管理、日常运行决策提供支持。系统功能设计见图2,主要由GIS管理、隐患排查、隐患整改、隐患管理等功能组成。

图2 系统功能设计图

3.1 隐患排查

根据水库的具体特点和相关管理制度,水库安全隐患数据,一是来源于在线监测数据,如图像监视、大坝监测、水雨情监测等。二是来源于巡查员在巡查过程中,手持终端采集的巡查数据,它由智能手持终端硬件、系统软件、手持终端应用软件等组成。对水库实时监测数据,直接从已建的监测数据库中提取相关信息进行汇集分析,对巡查数据通过PDA、智能手机等采集终端上报。巡查数据是监测数据的有效补充,通过PDA数据上报模块能及时将信息上传,借助地理信息系统综合有效管理水库运行情况及对安全指标的可视化,方便用户和领导决策层查阅并进行相应处理。

3.2 隐患监视预警

(1)安全隐患空间分布监视。通过电子地图,能够对全区的道路、河流、水系、政府单位、标志性建筑等信息进行地名查询以及定位。结合水库库区图和实体照片,对水库大坝进行三维建模,在此模型上展示大坝安全参数监测的分布和状态。通过库区三维图可以便捷、直观地查看各监测对象的实时状况。当巡查人员发现新的隐患点时,在地图上实时标记隐患点位置并展示隐患内容。

(2)实时监测分析。用户通过该系统可快速定位到所须监测的对象,查看它的各个安全参数 (如位移、沉降、杨压力、水位等)的实时测量值,分析是否存在隐患,支持分时分段进行数据统计、监控状态走向分析等功能。监管人员通过该系统,可以获得水库内各个监测点发生报警的频率、一段时间内数据变化趋势等信息(见图3),使监管更具有针对性。

图3 实时监测数据分析图

(3)视频在线监控。用户可以通过该系统,在一定的安全认证的前提下,实时查看水库隐患、危险源的现场画面(见图4),降低往返现场进行巡检的工作强度,提高监管工作效率。

图4 视频监视图

(4)安全预警。根据水库运行状况及隐患排查治理情况,运用一定的安全生产预测预警技术[3-4],如LEC风险评价法、MES评价法等方法,建立体现水库安全生产状况及发展趋势的预警指数系统,对水库安全运行状况进行定性、半定量或定量的分析评估。当有报警发生时,系统会根据预先设置的报警条件进行自动分类分级报警,报警方式有现场声光报警、短信报警、邮件报警、系统信息报警等。

3.3 隐患整改管理[5]

事故隐患管理功能主要是帮助水库对生产中的物质不安全状态、人的不安全行为及安全管理不规范等事故隐患进行登记,以便水库安全管理负责人能够全面、动态、及时掌握企业的各种事故隐患信息,提出隐患整改措施,以预防事故的发生。事故隐患整改主要内容包括:名称、类别、等级、上报时间、事故后果、整改资金来源及其保障措施、整改目标、整改完成时间、隐患评估和分析报告,包括事故隐患统计分析。提供重大事故隐患报告书,重大事故隐患整改报告书,重大事故隐患整改验收报告书的打印功能。

(1)隐患录入复核。隐患信息一般是从在线监测数据库或PDA上报信息数据库中自动提取,同时也提供人工录入界面。隐患信息主要包括隐患部门,排查地点,隐患内容,排查人员,排查班次,排查时间,备注,选择是否现场整改,选择复查或自查。隐患内容是从隐患标准库中检索 (见图5),隐患信息可对应1条或者多条危险源信息。选择排查地点,点复查按钮,可以查看该地点待复查的隐患信息,选择具体的隐患信息,填写复查意见。点新增隐患申请按钮,可以添加该隐患库中不存在的隐患标准信息,经过安全员把信息补充完整,再经过局里审核通过,就成为标准隐患,进入标准隐患库,下次就可以使用了。

图5 隐患信息录入与复核图

(2)隐患发布整改。当隐患录入后可以查看隐患信息,点击发布提交,发布隐患,可以发布到责任部门,职能部门,分管领导,根据隐患级别,自动产生隐患处理意见或人工修改输入(见图6),点击整改反馈,填写整改信息,确定隐患已整改;选择逾期未整改或者复查未完成隐患,点击分级流程处理,进行处理,短息提醒分管领导,此隐患级别自动升级到高一级别。选择愈期未整改等异常信息,点击异常处理流程,进行处理。

图6 隐患整改排除图

(3)应急处置预案。用户可事先将水库内的应急预案录入该系统,当发生与应急预案相符的报警条件时,系统会自动调出应急预案,水库领导依据应急预案开展应急指挥工作。

3.4 隐患台账管理

自动生成水库安全隐患管理台账,对水库安全工作人员日常进行安全检查资料进行管理,包括日常检查记录、设备维护记录等。对水库安全生产隐患进行记录,包括隐患记录、隐患整改记录、事故隐患整改审查验收等。对水库安全生产事故进行记录,建立水库事故案例数据库,以便于归档、查询、分析,为更好地防范安全隐患提供经验教训。对水库安全工作月报检查资料进行管理,包括安全检查资料录入、维护和统计查询等功能。可以查看历史隐患信息(见图7),点击条件查询按钮,可以多条件查询隐患信息,选择具体某条隐患,然后点击查看明细按钮,查看具体隐患信息。