安全应急管理系统技术研究

魏振生 马姝婧 李继雄 申康玉

(1.中海油信息科技有限公司，天津 300450；2.浙江中控软件技术有限公司，杭州 310053)

安全应急管理系统技术研究

魏振生1马姝婧1李继雄2申康玉2

(1.中海油信息科技有限公司，天津 300450；2.浙江中控软件技术有限公司，杭州 310053)

针对石化行业日益严重的安全管理和事故应急处置问题，提出了一套集成化的企业安全应急管理系统整体解决方案，以安全标准化管理规范为理论框架，覆盖DCS、消防、可燃气体探测、环境污染检测、气象、视频监控及厂区地理信息等系统，实现集成化监控与预警，围绕风险和危险源，主动规划并推动企业安全管理工作，实现健康(H)、安全(S)、环保(E)三大主题的全过程闭环管理。该系统已经在国内各大石化和化工企业广泛应用。

安全应急管理系统 石化企业 应急指挥 风险识别 安全监控 移动应急 数字化预案

由于石化企业存在很多危险源，设备基本都是带压设备，加之生产工艺的复杂性，安全问题在石化企业中尤其需要重视。如何利用现今的技术手段来更合理有效地解决石化企业生产管理中的安全问题，已经引起全社会的关注。

纵观国内外安全应急管理系统的现状可以发现，国外在这一领域起步比我国早，主要起源于20世纪80年代[1]，至今已有几十年的发展历史，目前在一些石化企业中也得到了广泛的应用。而我国的安全应急管理系统起步晚[2]，虽然有部分大型企业重视这方面的研究，但是由于底子薄，操作人员不重视，使得该系统在国内发展缓慢。而现今的安全问题越来越得到重视，员工的生命安全关系到家庭幸福和国家的稳定发展，所以企业急需安全应急管理系统来辅助实现安全生产。

1 研究内容①

安全应急管理系统以安全标准化[3]管理规范为理论框架，覆盖DCS、消防、可燃气体探测、环境污染检测、气象、视频监控及厂区地理信息等系统，实现集成化监控与预警，围绕风险和危险源，主动规划并推动企业进行安全管理工作，实现健康(H)、安全(S)、环保(E)三大主题的全过程闭环管理。

安全应急管理系统可以对企业的整体安全状况进行全方位的实时监测，给安环部门提供及时的预警信息和合理的工作指导，及时发现隐藏的安全风险，提高企业对重大事故风险监控能力[4]的等级，辅助应急响应，降低事故损失，摆脱以人的安全意识为核心的粗放管理模式所造成的事故，实现以标准工作流程驱动的主动安全管理[5]模式，规范企业的安全管理业务。

安全应急管理系统是为生产制造行业提供的安全管理信息化平台，应用领域可支撑企业日常安全业务管理、应急响应和指挥辅助决策，应用规模可支持从单个生产企业到大型集团化企业。

2 系统覆盖业务范围

企业存在3种状态，如图1所示，由于人的不安全行为和物的不安全状态，导致企业由安全态向临界态发展，如不加以控制，则可能导致事故发生，进入应急态。安全应急管理系统应用覆盖企业生产过程的安全态、临界态和应急态对信息系统的应用需求，实现日常安全管理、智能风险识别、应急指挥调度三大业务范围的管理功能。

图1 企业存在的3种状态示意图

3 关键技术

3.1基于GIS动态图形标绘技术

以GIS为平台，开发动态图形标绘技术，实现军标标绘、自定义图形标绘、应急资源标绘及事故态势标绘等功能，为应急协同指挥提供更直观的信息化手段。

3.2基于流媒体技术的多品牌视频设备综合集成

针对目前各种视频系统上层软件不兼容的问题，采用流媒体技术，开发视频综合集成流媒体服务器，将不同厂商的视频信号转换成流媒体分发，解决了由于前端设备不统一造成无法实现集团化集中监控的难题，可基于数字硬盘录像机、网络摄像机及视频服务器等设备加以集成。

3.3跨平台/终端设备的协同指挥技术

针对不同平台/设备开发了协同交互技术，将PC机、手机及平板电脑等设备进行整合。通过手持设备的应用，在协同服务器上进行处理后，实现指挥中心与事发现场的信息实时互动，从而达到协同指挥的目的。

3.4基于TTS技术的语音短信报警

利用TTS(文本转语音)技术，实现将文本信息转换为语音信息的功能，并通过电话系统自动外呼，避免重要信息无法送达和接收不及时的问题出现，填补了应急领域实时通信的一项空白，同时也可作为日常办公业务提醒的辅助工具。系统生产设备异常报警信息产生后，系统会利用TTS服务转换成语音，通过电话同时通知到现场人员手机和办公室固定电话。

4 研究内容

安全应急管理系统的集成应用主要包括：综合安全监控、协同应急指挥、日常安全监督、智能风险识别和安全应急管理基础平台，如图2所示。

综合安全监控的功能具体如下：

a. 监控信息集成，提供包括关键生产数据、火灾、可燃气体泄漏、排污、消防设施、关键应急物资、厂界污染因子、施工作业和非法闯入在内的实时信息监控与报警功能；

b. 重大危险源动态跟踪，全面掌握重大危险源的生产、储存和使用状况；

c. 人员动态跟踪，集成生产区人员的基本信息、健康信息、资质信息和作业信息，实时跟踪重要区域人员分布情况，为应急指挥决策提供准确依据，减少事故人员伤亡；

图2 系统集成应用架构示意图

d. GIS[6]软件平台，绘制、存储并显示全厂的地图信息，以图形方式展示关键区域、装置、设备、应急资源及危险源等信息。

协同应急指挥的功能具体如下：

a. 应急指挥辅助决策。为企业的事故应急指挥提供了一个高效完善的信息化平台，完成从应急预案启动、应急指挥、应急处置及救援等全过程的信息管理；对应急指挥系统内外组织或单位进行任务分派或请求，并跟踪其响应；根据态势发展，协调应急工作并跟踪执行。对事件信息和执行信息进行采集、处理和传递；为决策者提供事件处理进展、态势等信息，辅助决策。为满足应急状态下对事故处置过程中各类信息的直观展示和操作便利性，系统支持一机多屏的操作模式。

b. 应急资源管理。将参与应急活动的人力、物力、财力、信息和技术资源按应急资源需求的空间、时间分布进行管理，以按时按量满足应急处置与救援[7]对应急资源的需求。

c. 短信通信平台。作为企业的移动信息平台，可发布应急信息、调度指挥指令等，还可以与应用系统和语音电话系统接口，为日常工作业务提供信息传递通道。

d. 移动应急指挥。满足现场指挥人员的应用需求，采用便携式设计，捆绑手持电脑、手机、音频采集、视频采集、无线网络及GPS定位等核心模块，实现现场指挥人员与应急管理信息系统平台的互动，让安全掌控在手。

e. 综合应急通信调度平台。实现应急指挥中心与生产现场的融合通信，包括语音通话、视频会商、视频监控、集群对讲、气象监控及资料共享等核心应用。

日常安全监督的功能具体如下：

a. 安全业务管理。以风险和危险源[8]为核心，指导企业对检查措施、整改措施、个人防护措施、管理措施、技术措施、教育措施及应急预案等进行标准化管理，真正防患于未然。

b. 企业安全信息发布。作为企业安全管理信息的窗口，展示包括法规、管理制度、培训计划和培训信息、化学品的防护和风险评估的结果及企业的安全工作现状等，方便企业员工了解和下载相关的安全法规、制度、知识及管理信息等，为企业构建一个完整的安全信息知识库。

智能风险识别是根据危险源数字化表征和信息采集系统的数据，对工艺和设备问题引起的异常工况风险进行识别，通过复合报警关联分析、软测量分析和工艺机理分析，实现对异常工况的监测、识别和预警。主要应用对象包括：石化装置风险识别、旋转类设备风险识别、管道管线风险识别和阀门风险识别。

安全应急管理基础平台负责各个应用系统的信息集成，规范信息，对应急管理的各个层次的应用系统提供信息支撑，是整个应用系统的IT支撑平台，上至ERP相关管理数据源头，下至DCS/PLC现场数据的汇聚，将企业的各个层次信息有效联系在一起。

5 系统应用

5.1应急管理信息系统

某石化公司的应急管理信息系统项目，是该公司HSE部为了实现总部和下属公司的应急管理过程的信息化和智能化，减少下属各公司的重复投资并达到整合资源的目的，而统一规划建设的一套应急项目。该项目应用于该石化公司集团总部及其下属的16家公司。

本项目的主要建设内容包括：生产设施和应急资料库子系统、重大危险源动态跟踪子系统、灾害天气预警子系统、人员动态跟踪子系统、应急通信和短信子系统、综合安全监控子系统、应急指挥子系统及应急管理基础平台等的设计、开发和实施部署。

应急管理信息系统实施后带来以下收益：

a. 完成应急指挥中心、应急管理信息系统和应急预案数字化建设，基本形成该公司完整的应急响应体系；

b. 为集团、地区公司、专业公司建立三级应急管理信息平台，充分发挥现有信息系统资源优势，通过信息化手段促进应急管理机制的进一步完善；

c. 通过应急项目实施，梳理现有应急资源信息、应急预案信息，进一步提升各专业公司和集团的整体应急能力。

应急管理信息系统在该石化公司实施后的应用效果明显，实现了企业多方面能力的提升，如图3所示。

图3 应用效果示意图

可视化安全监控能力提升。集成DCS关键数据、消防报警、可燃气体监测、环保监测及气象监测等实时数据信息，基于厂区地图展现危险源、消防设施、应急装备、现场作业及人员分布等，为集团级企业整合分公司生产现场视频监控，实现企业全方位的安全监控，并提供及时报警信息。

日常安全监督能力提升。基于日常安全管理业务流程，从安全检查、隐患管理、作业管理、培训演练及职业健康等方面展开，降低企业安全风险。

敏捷应急响应能力提升。在出现应急事件的时候能够快速响应，系统能够根据当前事件类型和势态情况给出相应的信息，指导指挥人员有效地进行指挥决策，最大限度地保障人员安全，控制事故影响，降低事故损失。

风险识别预警能力提升。针对石化企业典型的生产装置、旋转类设备、管道管线及阀门等重要设备，建立风险评估模型，辅助企业进行风险预测预警并判断重大危害事故的影响。

5.2综合防灾系统

综合防灾系统在企业内部形成一个集实时监测、风险预测、事故处理和安全管理于一体的安全中心，能有效地对企业整体安全状况进行全方位的实时监测，给安环部门提供及时的报警信息和合理的工作指导，发现隐藏的安全风险，将安全隐患消灭在萌芽状态，提高了企业对重大事故风险监控的能力等级，将以人为中心的安全管理模式转变为以流程和事件驱动的主动安全管理模式，使企业的安全管理工作真正实现标准化、信息化和智能化，为企业的安全生产保驾护航。

在某化工企业进行综合防灾系统的建设，使该公司的安全管理业务有了明显提升，具体如下：

a. 通过预测能在事故发生前发现事故隐患；

b. 监控“补救措施”的执行过程，将事故消灭在隐患阶段，提高重大事故风险监控能力；

c. 有条理地进行事故处理，防止事故扩大，减少事故损失；

d. 在安全管理系统支持下，依法进行安全管理，防止人为失误。

6 结束语

针对安全应急管理系统进行的研究，通过GIS技术、多品牌流媒体平台整合技术、协同指挥平台及TTS语音短信报警等技术手段，实现了对于企业的危险源，安全应急进行合理化的管理，最大限度地降低企业生产的安全隐患，为企业的生产保驾护航。安全应急管理系统的应用模块，可以根据不同企业实现定制化的开发，这样就可以覆盖单个生产企业到大型集团化的企业，具有广阔的应用前景。

[1] 李湖生.美国企业应急预案及其对我国的启示[J].中国安全生产科学技术,2014,10(11):65～70.

[2] 吴晓涛.中国突发事件应急预案研究现状与展望[J].管理学刊,2014,27(1): 70～74.

[3] 汪元辉.安全系统工程[M].天津:天津大学出版社,1999.

[4] 刘铁民.应急体系建设与应急预案编制[M].北京:企业管理出版社,2004:2～10.

[5] 范维澄,袁宏永.我国应急平台建设现状分析及对策[J].信息化建设,2006,(9):14～17.

[6] 贾萍,刘聚海,王远.基于云计算及物联网的GIS综述[J].国土资源信息化,2012,(6):11～14.

[7] 叶继红,黄长生.基于蚁群算法的石化项目应急路径规划研究[J].工业安全与环保,2012,38(9):63～65.

[8] 甘心孟,沈裴敏.安全科学技术导论[M].北京:气象出版社,2000:167～169.

StudyonTechnologyforSafetyEmergencyManagementSystem

WEI Zhen-sheng1, MA Shu-jing1, LI Ji-xiong2,SHEN Kang-yu2

(1.CNOOCInformationTechnologyLimited，Tianjin300450,China；2.ZhejiangSUPCONSoftwareTechnologyCo.,Ltd.,Hangzhou310053,China)

Aiming at the matters bothering safety management and accident emergency disposal increasingly in petrochemical industry, the integrated safety emergency management system for enterprises was proposed, which takes standardized management as the theoretical framework to cover DCS system, fire-fighting system, combustible gas detection system, environmental pollution detection system, meteorological system, video monitoring system and the geographic information system of the factory area so as to realize integrated monitoring and early warning and to have risks and hazards considered to plan and promote enterprise safety management so that HSE closed-loop management can be realized. This system enjoys wide application in both petrochemical and chemical industries at home and abroad.

safety emergency management system, petrochemical industry, emergency command, risk identification, safety monitoring, mobile emergency planning, digital response plan

2016-04-25(修改稿)

国家“863”计划项目——基于物联网工业控制系统的风险智能识别与安全应急技术与系统(2014AA041805)

TH862+.7

B

1000-3932(2016)07-0768-04