煤化工智能安全环保信息一体化系统建设探索与研究

许冬涛，徐海东，陈振宇，李新贵，田 馨

(国家能源集团宁夏煤业公司，宁夏 银川 750001)

随着煤制烯烃、煤制油等新型煤化工企业的迅速兴起，安全信息技术煤化工生产中的地位就越来越重要。煤制油化工行业生产单位自控水平基本达到国内先进水平，但信息化水平参差不齐，信息系统建设各自为政，业务覆盖范围大小不一，安全环保信息系统数据交互不畅通。基于“两化深度融合，精益安全要效益”的思路，煤制油化工单位有必要利用互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，建成一个“纵向贯通、横向集成、运转高效、安全可靠”的智能安全环保信息一体化应用平台，体现“大数据、可共享、智能化”的特征，达到国内先进水平。据以上实际情况，建立智能安全环保信息一体化，实现安全管控系统从零散到联动，从自动到智能的跨越式发展。提供安全工作的事前防范、事中处理、事后分析的信息化手段，对各类安全事件做到预知、预判、预防、预警和有效处置，同时将关键的业务指标放在一个统一的界面中呈现给一线操作者、管理人员和决策者，完成统计图表的数据钻取和挖掘、切片，实现对信息综合研判分析、综合数据分析、综合预测预警和多系统联动，全方位支撑日常运营管理和领导决策。

1 系统建设目标研究

1.1 以“联动”为核心建设合成作战平台

本着平战结合的原则，智能安全环保信息一体化系统建设从生产安全数据采集、存储和整合入手，但落脚于对紧急突发事件的信息支持，为处置过程、指挥调度流程以及应急救援提供可靠、完整的信息资源支撑，充分发挥数据整合和再现能力，协助平时监测和战时保障工作。确保应急指挥工作顺利进行。

1.2 以“数据”为基础搭建底层数据应用

系统在完成基础数据资源整合的基础上进行数据分析与挖掘，最终为决策者快速提供切实可行的应急指挥方案建议。

1.3 以“共享”为目的实现数据资源共享

未来随着各项工作的精细化和精益化，必然涉及到不同系统数据的同步和共享，因此建立统一的数据标准尤为重要。智能安全环保信息一体化系统涉及的监测监控数据应包括各类传感器采集的信息、视频数据信息、文本、图片等。在此基础上应支持第三方数据集成，从而实现信息共享。

1.4 以“快捷”为目标联动多个平台终端

智能安全环保信息一体化系统应充分考虑到未来“随时随地”安全监测的趋势，系统设计之应遵循“一套逻辑和数据、多终端支持”的思路，统一控制用户对系统的访问，将原本分散在管理网和工控网的分散异构的监测监控系统整合起来。系统应具备可伸缩的体系结构和组件化的整体设计，支持多种开放性标准。

1.5 以“实战”为根本建设实用应用平台

信息采集、联动和分析的根本目的都是为了支撑日常管理和应急处置“实战”。因此系统的设计、建设及未来的运营维护中都应牢固植根于对一线安全业务的支持。在保证对实战的支撑和系统合理化之间求取平衡。从而达到实战、演练、日常管理相互融合统一的目标。

2 关键技术应用研究

2.1 计算虚拟化

智能安全环保信息一体化系统平台应具备开放兼容、稳定可靠、弹性扩展和安全高效的云平台，提供可持续发展、安全可控的云平台基础架构。

2.2 存储虚拟化

应采用分布式云平台存储架构，利用搭建的分布式块存储为虚拟机提供存储资源，可以很好的保证虚拟机数据的性能和可靠性。

2.3 工业控制系统信息安全

建设中应着重考虑系统的全局信息安全防护，对数据中心采用边界防护技术，保证工业控制网与办公网之间的隔离。

2.4 大数据平台

大数据平台应选用先进的分布式计算架构，实现从数据采集、清洗、分析计算到可视化的完整流程。

2.5 AI引擎

AI引擎选用系统忙闲时分机制，AI引擎应支持云化部署，实现计算资源的最大化实现对复杂业务自动化/半自动化处理。

3 系统架构研究

智能安全环保信息一体化系统的建设在满足各子系统功能的基础上，寻求内部各子系统之间、与外部其它智能化系统之间的有效结合。总体上以音视频处理、大数据技术和人工智能技术为依托，实现对视频监控系统(含CCTV)、入侵报警系统、火灾报警系统、有毒可燃气报警系统、门禁系统等各子系统在平时的综合管理和控制，以及在战时(应急)的综合调度和指挥，见图1。

图1 系统架构图

4 系统建设内容研究

智能安全环保信息一体化系统实现对有毒可燃气、环境监测、在线水质监测、火灾报警、工业视频监控等数据的实时接入，一方面通过标准API对外提供脱敏后的数据服务，一方面与视频监控子系统等联动，基于大数据分析技术和数据可视化描绘现网态势，另一方面实现数据分层、分区域、分等级的持久化存储。

图2 系统内容研究

5 项目成果应用前景

煤化工企业智能安全环保信息一体化平台对煤化工企业安全生产管理意义重大，平台建设项目实施后，一方面满足煤化工企业日常安全动态监管、重大危险源实时在线监管、应急救援指挥有序调度和高效处置，全面提高煤化工企业安全生产事故的整体应急处置能力，减少人员伤亡和财产损失；另一方面，能够充分整合利用现有的网络资源、通讯设备及数据资源，纵向构建分级的互联互通的安全生产平台；横向与视频监控、视频会议及企业数据业务系统融合，实现语音、视频和数据整体联动，为提升安全生产应急管理能力和有效应对各类安全生产事故救援能力提供领先的安全科技支撑。