浅谈安全生产风险监测预警系统的建设

乔 鹏

(山西省信息产业技术研究院有限公司，山西 太原 030012)

1 绪论

为了贯彻落实习近平总书记关于应急管理、安全生产系列重要论述，提升各级应急管理部门安全生产事故预防和应急管理能力，各省市均将高危企业安全生产风险监测预警系统的建设提上了议事日程。安全生产风险监测预警系统依托企业现有的生产系统，将煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等行业企业的关键参量数据和视频数据实时传入平台并进行数据分析，可在各级应急管理部门调度中心实现实时数据查看、历史数据查看、危险短信报警提示、事故数据分析等功能，实现危险预测预警。构建层次分明、责任清晰的技术体系，实现属地企业危险源视频和各类参数报警信息集中的监控管理和预警；实现企业危险源各类预警信息统计分析和管理。完成各级政府对上述行业企业安全生产监测预警需求，加强企业安全生产监控水平，落实企业安全主体责任，有效加强各级应急管理部门与各类生产经营单位的联系，加强纵向与上下级应急管理部门、横向与行业监管部门安全生产监管信息资源的互联共享。有力提升安全监管效率，降低监管成本，提升监管效能，加强安全生产过程的监管监察，掌控危险源安全生产动态，完善信息资源管理工作机制，为政府重点监管、精准执法、科学施策提供支撑，有效遏制重特大事故发生[1]。

2 系统设计

2.1 系统架构

安全生产风险监测预警系统利用数据采集设备，依托专线网络或互联网+VPN模式采集煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等企业的在线监控监测等数据，依托企业基础信息管理模块和煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等多行业信息管理模块，构建安全生产风险监测预警系统。

针对企业用户，系统提供相应的B/S客户端功能及界面，主要完成企业风险源申报、报警处置信息上报、企业数据展示、信息公告和情况反馈等。在监测预警部分，需要实现风险源辨识、评估、建档及申报流程，接收通知和反馈信息等。在应急准备部分，实现企业用户知识案例共享功能。

应急管理部门通过安全生产风险监测预警系统，实时监测企业生产区、库区及值班监控室等重点部位的视频图像、监测报警数据，指导各级监管执法人员有针对性地开展执法检查。通过在线巡查、监管反馈，实现风险预警信息消除的闭环处置[2]。

2.2 网络架构及硬件部署

安全生产风险监测预警系统严格按照相关政策、文件与法律法规进行设计开发。其网络结构示意图如图1所示。

图1 网络结构示意图

在企业部署物联网采集设备，接入企业现有信息系统数据标准化数据，遵循集约化、轻量级、可持续的设计原则，物联网采集设备重要功能要求如下：

1) 物联网采集设备部署在企业前端，作为企业信息感知节点，采集企业工艺参数数据。

2) 物联网采集设备采用数据网关，确保数据的单向传输，保证企业工控系统以及生产网的安全。

3) 物联网采集设备配备多种通信接口，如以太网口、RS232、RS485，满足不同企业、不同系统的通信要求。物联网采集设备支持多种标准通信协议，包括OPC、Modbus等协议。

4) 物联网采集设备数据采集频率到达秒级，可根据需要自定义数据上报频率，默认数据上报频率为分钟级。

5) 物联网采集设备设置采集每项数据的报警阈值，可设置高位报警和低位报警阈值，超过阈值自动向系统发送报警信息。

6) 物联网采集设备每一次采集数据时判断是否产生报警，只在报警状态发生改变(即报警产生和报警消除)时，上报报警报文。可设置报警的窗口期，窗口期中不判断报警状态。

7) 物联网采集设备支持数据量程变换功能，统一采集数据量程，保证与企业生产系统数据一致。

8) 物联网采集设备支持断点续传，设备断网后缓存上报报文，检测网络正常后按报文顺序重新上传。

9) 物联网采集设备支持报文加密传输，是否加密可以根据需要选择，保证企业数据信息安全。

2.3 应用功能设计

安全生产风险监测预警系统设计如下10大功能，如图2所示。

图2 系统应用功能

系统重点关注煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等多行业企业宏观情况，全面掌握煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等多行业企业风险动态监测预警情况，系统自动推送预警信息，并通过系统及时获取预警的研判情况，为及时有效防范重大安全风险提供数据支撑。利用高风险危险源评估准则，评估梳理出可能造成10人以上死亡或重大损失的危险源或企业。通过风险预警模型实时监测风险变化情况，并进行实时动态预警，结合重大事故风险点计算结果，分别研判煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹、冶金和有色金属等行业重点监测点实时生产数据的动态报警信息，计算动态实时风险预警值，确定预警等级，实施风险预警[3]。

1) 风险态势动态研判

采集危险源数据，建立不同层次的态势热力图，分析不同热力图之间的关系，进行重点监管行业风险态势动态研判、重点监管工业园区风险态势动态研判，共同为安全监管提供支持。

2) 事故案例支持

整合企业信息、“两重点一重大”信息、企业视频监控，基于GIS地图定位事故发生位置，同时还应通过视频监控回放、历史数据、历史案例，为事故分析提供数据支持。

3) 风险综合分析

按市(县、区)、重点监管行业、重点监管企业、危险源等维度等实现综合分析，量化分级监管指标及其变化情况，对各市、县安全监管情况进行综合排名，监督市、县做好日常监管和执法检查，并为督促企业落实主体责任提供分析依据。

4) 风险分布

集成煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等多行业企业分布数据以及危险源在线监测监控等数据，按行政区域、重点监管区域、重点监管行业等多层级，穿透展示企业和危险源分布情况，获取企业和危险源基本信息及动态监测信息。

5) 动态预警

根据危险源的固有危险度，结合危险源的控制措施、实时报警信息等信息，动态调整危险源的风险度，实时做出风险预警。综合构建煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等行业企业重点监管区域的动态风险云图，可实现重点监管危险源风险预警、重点监管工业园区动态预警、高危企业风险动态预警。

6) 监督反馈

根据各级预警推送触发机制，以行政手段向企业及各级监管部门通报预警情况。监管部门根据预警信息进行重点监管。设置企业风险白名单功能，企业因区域网络调整等原因需提前在系统内填写提交加入白名单申请书，管理部门可掌握本区域内已加入白名单的企业，对长时间存在于白名单的企业进行监管。

7) 趋势分析

结合大数据人工智能算法，分析和挖掘不同数据之间的关系和趋势，按区县、园区、企业等对各危险源的危险状态进行分析。综合危险品的生产、储存经营、使用等相关信息，汇总辖区内的历史数据，分析特定场景的企业及危险源风险度变化，对风险未来趋势进行预测和企业分布提出合理化建议。

8) 在线巡查

实现数据接入自动巡查，自动判断设备连接状态及数据稳定性，监督企业提升数据接入稳定性。基于风险预警级别，自动为各级监管部门推送辖区内风险预警周报、月报等报告，为各级监管部门精准监管、精准执法提供数据支撑。

9) 安全风险研判与承诺

依据应急管理部门关于全面实施煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等多行业企业安全风险相关文件的要求，建设此功能模块。建设内容主要包括：企业安全承诺填报、安全风险等级研判、安全承诺公告牌、承诺统计等功能。

10) 事故应急支持

整合企业信息、应急资源、应急处置信息以及企业视频监控，基于GIS地图定位事故发生厂区位置，提供厂区周边应急资源和处置方案；基于厂区生产平面图，提供事故发生点周边视频、生产数据监控点的实时监控信息，为事故现场应急指挥提供决策支撑。

3 总结

围绕安全生产监管部门业务需求，依托安全监测相关技术，以企业危险源及其他高风险场所为重点，建立企业安全生产风险监测预警系统，积极推进安全监管领域技术应用，系统实现以下几个目标：

1) 建立层次分明、责任清晰的技术监管体系

建立层次分明、责任清晰的煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等企业监测预警技术体系,通过数据采集系统实现企业危险源关键设施、设备安全参数、视频信号、报警信息的数据采集和传输。通过监测预警系统实现属地煤矿、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹等企业危险源视频和各类参数报警信息集中监控管理和预警；实现危险源各类预警信息统计分析和管理；同时也可以随时访问企业危险源现场实时信息。

2) 提高企业自身安全生产管理能力与水平

通过在企业危险源及其他高风险场所应用安全监测技术，督促企业全面落实自身主体责任，加强对重点场所、危险部位安全生产设施的安全监控，通过传感器技术、视频监控技术达到企业预测预警能力，切实提高企业安全生产风险控制和预防能力，提升企业安全水平。

3) 提高政府的安全生产监管水平和预测预警能力

加快应用安全监测技术，改造传统应急管理的模式，实现监管部门对生产经营单位常规风险及危险点动态信息的实时监控，为指导执法计划的制定、执法检查的实施，提供全面、及时、准确的信息服务，降低执法成本，实现高效精确执法。通过安全监测技术的应用，及时获取关键危险点的实时动态信息数据，做到科学快速预测预警，合理指挥决策，提高应急反应能力；利用传感信号，还原事故现场各类信息，为事故现场调查处理提供信息和依据。丰富安全生产指标体系，提高安全生产监管预测预警能力。