智慧化工园区安全生产应急管理平台设计与研究

周天墨



智慧化工园区安全生产应急管理平台设计与研究

周天墨

（国家安全生产监督管理总局信息研究院，北京 100029）

为了满足化工园区日常生产监管与监测监控数据充分高效地服务于园区安全生产、应急管理、可视化展示与应急指挥辅助决策等需求，提出“分布采集、集中管理、按需服务”的总体架构模式，并设计逻辑架构、功能体系及混合云大数据平台，进而构建智慧化工园区安全生产应急管理平台。结果表明：平台包含安全监管子系统、监测监控子系统子系统、应急管理子系统、综合服务子系统等应用系统，在统一的框架下，具有良好的交互性与兼容性，可实现多源异构监测监管数据“采、洗、算、调”的一体化服务，为化工园区日常监管与战时指挥提供数据管理与智能分析服务，对于充分规划、配置、发挥园区资源，监管监控园区安全状态，辅助园区应急救援等具有重要意义。

园区；安全生产；应急管理；平台

0 引言

随着《关于进一步加强化工园区安全管理的指导意见》(安委办〔2012〕37号）、《关于促进化工园区规范发展的指导意见》(工信部原[2015]433号）、《中国制造2025》(国发[2015]28号）、《国务院办公厅关于推进城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造的指导意见》国办发[2017]77号等文件的相继出台，对推进信息技术与制造生产业深度融合，以创新为驱动力促进数字化网络化智能化发展，强化园区应急保障能力建设等方面提出了更高层级的要求。

在此背景下，化工园区作为推进企业“两化”深度融合及转型升级，是形成集群协同效应的重要载体和发展模式。经过多年摸索[1-3]，我国的化工园区建设已沿着高科技、新领域、综合性强的方向发展，但仍普遍存在信息化水平良莠不齐、风险辨识与应急管控敏锐度较低、园区综合服务与管理效能有待提升、对社会公众信息透明度和更新时效不高等问题，渐渐不能满足化工园区的实际发展需求，尤其是面对突发事件时不能快速提供科学有效的应对措施与调整策略。此外，当前信息化建设主要集中在园区物流管理[4-5]、安防[6-7]、环境监测[8]、应急理论体系研究[9]等方面，鲜少有适合大型化工园区安全生产与应急管理的综合平台。而这两者作为园区管理的重要业务，从业务流程及管控方面均具有直接关联性，需要进行整体考虑而非分而治之。因此，亟需构建一个综合信息平台，对化工园区的日常管理、应急响应、公众交流等进行统筹管理。

本文将基于物联网、云服务、大数据分析、GIS[10-15]等技术，按照安全生产与应急管理的实际业务流程进行设计，在提升信息可靠性与安全性的前提下，通过信息化手段提升园区管理的智能化水平。为加快园区管理效能与应急响应水平的提升，切实解决入园企业最迫切的本质性诉求、提供有价值的服务，促进入园企业落实安全生产主体责任，提升园区风险预警与应急指挥能力，增强与公众交流互动方面提供支持。

1 系统总体介绍

1.1 建设思路

本平台基于多项信息化技术，在解决日常管理、监督执法、应急指挥、社会舆情等多类别数据的获取与管理、分散数据串联、单点信息更新全系统广播与共享、高精度隐患信息识别与分析等关键问题的基础上，以“监测发现隐患、综合分析问题、视频验证危险点、智能匹配应急方案”为主线，构建适应大型化工园区高效安全的一体化信息系统，着重解决安全生产与监管监察、风险预警与应急指挥、日常运行与社会舆情走向等问题。通过互联网、无线网络及电子政务外网，在安全运营体系和标准规范体系的支撑下，各级用户按照权限访问系统，实现“管委会、企业、执法人员、公众”四类用户的一体化管控。

通过各子系统的建设和应用，提升业务数据与安全生产监管数据的可信度，实现系统全部数据的不可篡改性与快速更新。及时发现、报告、分析隐患点，并在突发事件发生时，依据当前事件信息与类似案例自动关联，形成应急决策支撑报告，切实提升园区管委会对化工园区突发事件的应对与处理能力。促进园区建设“基础设施智能化、公共服务便捷化、生产管理一体化、资源利用绿色化、产业发展智能化”等目标的实现。

1.2 总体框架

智慧化工园区安全生产应急管理平台依据“分布采集、集中管理、按需服务”的模式开展设计与研发。“分布采集”是指基于云服务技术构建混合云大数据平台，按照数据属性与权限，分为公有云和私有云两部分，记录生产及监管环节中的各类数据，为信息溯源与核对提供基础。“集中管理”是指基于混合云大数据平台，结合物联网等技术构建统一的园区管理基础支撑系统，为平台各应用系统的运行，提供基础性服务。“按需服务”是指在分布数据与应用服务的基础上，通过web应用和移动应用两种应用模式，面向不同用户的需求，分别构建安全监管子系统、监测监控子系统子系统、应急管理子系统、综合服务子系统等应用系统，为平台获取数据、综合分析及对外服务提供服务。

1.3 技术路线

系统采用B/S架构和C/S架构相结合的模型，即应急一张图可视化应用系统、情景构建决策支持系统采用B/S架构；管委会端、企业端、救援队用户等通过Web浏览器访问应用系统；支撑组件主要采用C/S架构。采用Java、HTML5编程语言实现，通过ArcGIS Server for Flex完成系统地理信息相关功能的开发。数据存储采用公有云和私有云相结合的混合云架构，可进行跨平台、跨部门操作，并对不同的应用终端进行自适应处理。

1.4 逻辑架构

平台自下向上依据“五层两体系”的思路构建平台逻辑架构，如图1所示。

（1）综合展现层：面向各级用户，通过综合信息门户全方位、多维度、多视角支撑智慧化工园区综合管理与服务业务的展示与应用。

（2）业务应用层：包括安全监管、监测监控、应急管理、综合管理等部分，是平台业务应用的核心环节，基于底层数据与应用支撑，通过web端和各类移动终端等多类别访问途径，为各级用户提供符合实际工作流程的日常管理、信息分析、综合研判、决策辅助支持服务。

图1 逻辑架构图

（3）应用支撑层：为保证平台使用的通用性与兼容性，集成多类别中间件与基础支撑、地理信息服务、安全信息支撑等服务，包括单点登录、数据目录与查询服务、地理服务等等。此外，分为电子政务外网应用支撑和互联网服务应用支撑两部分。电子政务外网应用支撑主要是指基于政务数据的共享对接需求，实现面向政务系统的数据交换共享，互联网服务支撑主要基于互联网为各企业提供在线应用服务。

（4）数据资源层：主要用于存储园区日常管理、企业安全生产、安全防范、能源监测、基础设施监控等多类别安全生产与业务管理数据，为平台各子系统的正常运行、与外部系统的数据交换、公众服务等提供支撑。

（5）基础支撑层：提供保证系统运行所必备的软硬件环境，为数据采集、管理、业务系统运行等提供基础支撑。

（6）标准规范体系：遵循国家电子政务有关标准、行业要求等各类信息化标准规范，为各平台内部数据采集管理，平台之间及系统外部数据信息交换和共享提供技术规范。

（7）安全运维保障体系：为保证平台运行提供统一的安全认证、运行管理、维护管理等服务。

2 平台功能

智慧化工园区安全生产应急管理平台(如图2所示）具体包括安全监管子系统、监测监控子系统、应急管理子系统、综合服务子系统等4个系统。

2.1 安全监管子系统

安全监管子系统是实现监管部门与园区内企业信息联动、资源整合、信息共享的综合监管信息平台。通过其完成对园区公共安全、企业日常安全管理、高危工艺、重大危险源管理与风险分级管控，并为安全事故的预测预警及发生事故后的应急联动提供数据支持，实现监管部门之间的资源整合和业务协同，落实企业安全生产主体责任和政府部门安全监管责任。

2.2 监测监控子系统

依托企业与园区构建的视频监控和气体监测设备，综合运用二、三维GIS，实现数据与视频的可视化展示，满足管委会日常管理的需要，主要包括环境监测、能源监测、管廊管线管理、设备监管和园区安防等功能。

2.3 应急管理子系统

按照“平战结合”的原则建立，通过其实现应急初始响应，辅助完成事件接报与信息上传下达，以及物资、专家、预案、救援队伍、避难场所、应急仓库等资源的整体管控调配。利用一键式指挥功能，可显示事件预案、过往事故数据、事故类型与严重程度，以及以往典型事件发生地的地理信息、部署情况等，并提供多种联络与信息传递模式，方便快捷地进行指挥调度，进一步提升应急处置能力，辅助将事故损失将至最低。此外，模拟演练模块基于三维GIS与虚拟现实技术，生成动画进行推演。构建适合应急救援演习的多媒体数据库，从而实现直观再现显示场景的目标，使参与人员快速了解事故发生情况、人员调动情况、车辆行驶情况及部门单位联动情况等信息，实现集信息、技术、设备及人员于一体的及时、高效、准确传输的应急演习系统，进而提高演练效果。

图2 功能体系

2.4 综合服务子系统

该系统是园区对外及业务办理的窗口，集成一张图门户网站、公众服务、社会监督、舆情分析和移动应用功能。可实现各类资源的统筹管理和互通共享，并依据不同专题要素进行可视化组织，实现在同一场景下业务操作流程化、安全信息全景化、决策支撑边界化等目标，为园区管委会、入园企业、社会公众信息查询与事务办理等提供便捷化的窗口。

3 结论

（1）本文提出并设计了“分布采集、集中管理、按需服务”模式的智慧化工园区安全生产应急管理平台。以 GIS 作为信息综合展示平台，将日常生产、安全监管、园区运行安全监控、应急管理等功能融为一体，实现园区、企业、执法人员、公众等多级用户管理，做到四大子系统互联互通，为化工园区日常监管与战时指挥提供数据管理与智能分析服务，并为不断优化园区应急指挥体系，提升应急处置能力提供支持。

（2）在统一的框架下，采用混合云数据共享管理模式，将零散分布于各入园企业、园区管委会及相关部门的分散、多源、异构空间数据、监测监控数据以及安全生产数据等统一集成、快速清洗，实现及时掌握园区日常生产运行状态，发现异常情况的目标，为各子系统的正常运行提供“采、洗、算、调”一体化的多维信息服务。

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Study on Safety Production and Emergency Management Platform of Chemical Industrial Park

ZHOU Tian-mo

(National Institute of Occupational Safety, Beijing 100029, China)

In order to meet the requirement of safety production supervision, management of the chemical industrial park's monitoring data, visualization, emergency management and decision-making, the mode of "distributed acquisition, uniform management and on-demand service " was put forward to build system architectural pattern. Design the logical structure, function architecture and Hybrid cloud big data platform, and then Safety Production and Emergency Management Platform of Chemical Industrial Park was built. The results showed that the function system included safety production supervision system, monitoring system, emergency management system and integrated services system. The four systems were practical under the uniform framework and in good interactivity and compatibility. In this platform can realized the integrated service of "collection, washing, calculation and adjustment" of multi-source heterogeneous monitoring and supervision data. It played an important role in planning and disposing resources and had great significance to supervise and monitor the safety state of the park and assist the emergency rescue.

Chemical industrial park; Safety production; Emergency management; Platform

TP311. 52

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.12.010

国家自然科学基金项目(批准号：61302163)

周天墨(1989-)，女，工程师，主要研究方向为地图学与地理信息系统。

周天墨. 智慧化工园区安全生产应急管理平台设计与研究[J]. 软件，2018，39（12）：40-43