化工企业安全生产监管趋势及预警建模设计研究

杨大瀚，邓 悦，张 嵩

（1.辽宁大学公共管理学院，辽宁 沈阳 110136；2.辽宁大学马克思主义学院，辽宁 沈阳 110036；3.辽宁交通投资有限责任公司，辽宁 沈阳 110166）

现代企业管理的信息化、自动化发展已成为一种必然趋势，在化工企业的安全生产监督管理工作中，引进传感器技术、危险源识别技术、数据传输技术、智能预警技术等先进技术，构建安全生产监督系统，将企业的整个生产流程全部纳入监管体系，可提高企业的安全管理效率。一旦出现安全隐患，前端传感器会第一时间识别危险源，并将危险信号反馈给终端计算机，然后发出预警指令，提醒现场生产人员及安全管理人员做出应对策略，最大程度上降低安全事故带来的负面影响。如今，探究安全生产监督系统的设计与实现方案已成为现阶段高危企业提高安全管理水平的重要途径。

1 态势预警评估模型的建立

1.1 系统评估方法的选择

在系统评估中，选择非线性加权函数对系统评估模型进行修正，以提高态势预警结果的可信度。函数式为：

式（1）中的评估指标可分为“可用状态”与“非可用状态”两种形式。若各项指标均满足评价标准，则上式中qi的取值为1；反之，若任何一项指标不满足评价标准，即代表“非可用状态”，这种情况下qi的取值为0。

1.2 基层指标健康度数值的确定

鉴于化工企业生产中存在的安全隐患较多，因此其生产安全态势预警系统的评价模型也呈现出多层次的特点。本文在建立评估模型时，引进了基层指标健康度的概念，用各个层次指标的数值度来代表态势预测系统的安全健康度.

1.3 评价等级的确立

按照评分从高到低的顺序，将评价等级划分为4级，其中[0.9,1.0]为优，[0.75,0.9]为良，[0.6,0.75]为中，[0,0.6]为差。以各车间基本信息、态势分量信息、场所工种信息等作为输入量，然后利用该模型进行态势评估，输出的评估结果可作为化工企业安全生产监管的参考。安全态势评估模型的结构组成如图1所示。

图1 态势评估模型结构图

2 安全生产监督系统的功能设计

整个系统有3个模块组成，分别是安全预警模块、系统管理模块和安全生产管理模块。其中，每个模块下又包含了与安全生产相关的若干单元，例如,安全预警模块中包括了特种设备的安全分析、厂房环境安全分析等；系统管理模块中包含了用户信息管理、厂房信息管理等。具体架构如图2所示。

图2 安全生产监督系统的组成架构

2.1 安全预警模块功能设计

利用前端传感器和危险源识别技术，对生产过程中的安全隐患作出准确识别后，根据其危险程度划分为3个等级，并使用不同颜色的灯进行表示。黄色常亮为预警，表示当前状态接近安全阈值；红色常亮为报警，表示当前状态超过安全阈值，必须尽快采取措施；红色闪烁为报警，表示当前状态远远超出安全阈值，必须立即采取措施。安全态势分析是安全预警模块设计的关键，具体又可分为生产车间的整体安全态势分析、定量安全态势分析、环境安全态势分析等。以环境信息安全态势分析为例，主要利用各类传感器，分别采集厂房内的温度、湿度、辐射等信号，然后与安全值进行对比，接近、超过安全值时分别作出相应的预警。

2.2 安全生产管理模块功能设计

管理模块设计应重点关注“视频监控设计”。将摄像设备安装到生产车间的各个位置，保证摄像范围对车间的全面覆盖，不留监控盲区。视频资料同步传输到控制中心的显示器上，如果生产现场存在违规操作或安全隐患，监控人员能第一时间发现。视频监控系统设计需支持录像的存储、回放，在安全事故发生后可通过观看回放查缺补漏。视频资料最长存储时间为90天，可手动进行清理。

2.3 系统管理模块功能设计

该模块包含的具体功能有：用户信息管理、系统安全管理、数据备份管理等。以厂房信息管理为例，主要设计项目包括：

（1）摄像头位置信息。记录每一台摄像设备的所在位置和覆盖范围，保证在识别危险源后，能根据提供危险源信息的摄像头尽快锁定危险源的位置，为下一步的安全隐患排查和处理提供依据。

（2）特种设备信息。提供特种设备的名称、型号、工况等基本信息，如使用中、维修中、停止使用等。

（3）厂房布局信息。以图像形式展示各个资源点的精准坐标。

2.4 数据库模块功能设计

数据库也是安全生产监管系统的核心组成，除存储数据外，还具有数据分区、调用、备份等功能。以数据命名为例，设计内容包括：

（1）确定命名规则。例如T_XX_YY_ZZ，其中“T”为表头，“XX”为系统名称，“YY”为子系统名称，“ZZ”为业务相关名称。

（2）字段命名规则。采用“首汉字全拼（首字母大写）+其他汉字首字母”的方式组成。数据库的命名方式如表2所示。

表2 数据库命名规则

3 安全生产监督系统的功能实现

3.1 安全预警功能的实现

通过主页面上方的导航菜单，选择“安全预警”模块，进入二级页面，选择“整体安全态势”选项后，管理员可掌握厂房内各个危险源的分布情况。将鼠标放在某个危险点上，显示出该点的状态，以颜色显示，如绿色、黄色、红色等。选择“工房连接”选项，管理员可查看车间各项状态，如温度状态、湿度状态等，在二级页面上还提供了“定员安全态势分析”、“定量安全态势分析”等功能，并且支持管理员以“日期”作为查看指标，了解不同时间段厂房安全状况。

3.2 安全生产管理功能的实现

进入“安全生产管理”系统后，二级页面上提供了“日常检查”、“视频监控”、“特种设备”等选项。选择“视频监控”，可调取远程监控资料，实时监控车间生产状况；或者调取历史记录，查看以往的生产视频；或者选择“人员出入管理”选项，所有出入人员均需要通过刷卡的方式通过门禁。系统判断流程如图3所示，所有未通过验证的人员不得随意出入，从而保障了企业的生产安全。

图3 生产车间人员出入管理系统

3.3 系统管理功能的实现

进入“系统管理”界面后，二级页面上包括用户管理、系统安全管理、数据备份管理等若干功能模块。点击用户管理，跳转至下一级页面，管理员可选择添加、删除用户，或者设置用户权限。对于不具备访问权限的用户，将无法正常登录该系统，从而有效杜绝误操作情形。在数据备份管理中，管理员可选择手动备份或自动备份。如果选择自动备份，还可自行设置备份时间，例如每周进行1次备份。另外，设置数据自动销毁时间，最长为90天，自动删除过期数据，保证存储容量。

4 结语

安全生产是当前化工企业发展管理的重中之重，构建基于危险源识别、视频监控等技术的安全生产监管系统，成为化工企业提高管理水平的一种有效举措。结合企业的生产模式、工作特点，找出对应的危险源，并将其作为重点监控对象。在监测到安全隐患后立即报警，为现场生产人员、安全管理人员留出更多的应急应对事件，从而降低安全事故的负面影响。下一步，要将人工智能、物联网等技术融合到安全生产监管系统中，进一步提高企业安全管理能力。