基于全生命周期的危险化学品风险管理系统

杨 棚 陈灿伟 李 成 周苏旭

（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630）

1 引言

我国化工行业正处于高质量发展的关键时期，化工产品在国民经济中扮演着越来越重要的角色，而化工产品中危险化学品又占很大比例[1,2]。近年来，危险化学品行业事故频发，尤其是危险化学品爆炸、泄漏、中毒等事故[3-5]，如2019年江苏响水“3⋅21”特别重大爆炸事故、2019年河南义马气化厂“7⋅19”爆炸事故、2018年四川宜宾恒达科技公司“7⋅12”重大爆炸着火事故等[6,7]，造成了人员伤亡、财产损伤、环境污染等严重后果，危险化学品安全生产一直是各级监管部门工作重点及难点[8]，但是目前对于危险化学品企业的监管系统只注重储存或运输某一环节，缺乏对危险化学品全生命周期的系统管理[9-12]。

本文从危险化学品全生命周期的角度构建了一种危险化学品企业风险管理系统，通过汇聚危险化学品生产、储存、运输等风险要素基础数据、感知数据和共享数据，采用视频监控预警、三维建模、数据智能、事故模拟等技术及应用，对危险化学品生产企业、危化品重点场所进行管控和监测预警，该系统能实现对危险化学品安全生产风险全过程、全链条监管，完善企业风险防范体系、减少管理盲区、提升事故主动防控能力，有效提升危险化学品安全监管的信息化和智能化水平，推动部门监管责任和企业主体责任落实到位。

2 系统总体设计

2.1 系统框架

危化品“全生命周期管理”是采用系统思维针对危化品安全事件而施行的一系列管理，全生命周期管理是一种系统集成的理念，在管理过程中将危化品行业看作一个整体，从整体上对危险化学品进行全生命周期安全管控能够使危化品安全管理更加系统全面，避免危化品安全管理存在漏洞。危化品的生产、储存、运输、经营、使用、废弃物处置等环节构成了全生命周期，通过对危化品不同阶段的监管业务进行分析，得到危化品全流程动态监管业务，具体内容如表1所示。

表1 危化品全流程动态监管业务内容

（1）企业基础信息整理：包括企业基础信息、企业分级分类、工艺信息（包括处理危废的种类及数量）、重大危险源、应急救援物资、进销存数据等；

（2）危险化学品知识图谱及SDS数据：包括化学品基础信息、事故案例、应急资源、法规标准、重大危险源等；

（3）安全风险预警：通过对生产数据的在线动态监测，建立动态风险分析模型，并对风险进行预警，实现分级推送和闭环追踪；

（4）数据分析模型：包括危化品追溯、危化品态势分析、监管异常分析、流量分析、统计分析等；

（5）三维实景融合应用：同步各种生产数据和传感器数据、GIS、三维建模等多种可视化效果，进行精准指挥、对风险监测全量汇聚、对安全态势全程感知；

（6）视频智能预警：对生产区或储存区内违规抽烟、打电话、不戴安全帽等违规行为进行智能识别并预警；

（7）运输信息收集：运输车辆每次运输危险化学品种类、数量等数据信息；

（8）外地运输车辆识别：识别外地运输车辆，分析车辆首次入城、车辆频繁出入、车辆轨迹及车辆落脚点等信息，实现对外地车辆的监管；

（9）本地运输车辆实时监控：得到本地运输车辆的GPS数据，实现对本地危化品运输车辆的实时监控和异常报备等。

2.2 系统框架

危险化学品风险管理系统的框架如图1所示，系统分为数据感知层、通信网络层、业务应用层、终端展示层。

图1 危险化学品风险管理系统框架

（1）基础感知层：用于部署基础的硬件设备，主要包括视频监控、各类传感器（压力、液位、温度、有害气体、可燃气体）等设备。

（2）通信网络层：传输网络支撑各类前端感知采集设备的接入和数据传输，横向主要由互联网或政务网（各政府部门专网）组成。

（3）业务应用层：根据危化品安全管理业务需求，建设危化品安全综合监管、危化品运输车辆安全监管、危化品三维可视化安全管控等子系统，实现对危化品全生命周期的安全管理。其中危化品安全综合监管子系统包括危险化学品基础信息模块、危险化学品安全风险动态监管模块、危险化学品安全风险预警与防控模块；危化品运输车辆安全监管子系统包括外地危险化学品运输车辆动态监控模块和本地危险化学品运输车辆综合监管模块；危化品三维可视化安全管控子系统包括企业三维可视化应用模块。

（4）终端展示层：主要涉及移动端APP和网站门户，根据使用对象和安全职责的不同，分为政府管理部门用户、企业管理人员用户及企业普通员工用户等。

2.3 系统功能模块

通过对危险化学品不同环节的监管业务进行分析，系统主要包括六大模块，分别是危险化学品基础信息模块、危险化学品安全风险动态监管模块、危险化学品安全风险预警与防控模块、外地危险化学品运输车辆动态监控模块、本地危险化学品运输车辆综合监管模块、企业三维可视化应用模块。各模块的主要功能如下：

（1）危险化学品基础信息模块。采集危化品企业的基础信息，整合汇聚全量危化品数据。主要包括用户注册、综合查询及分析功能等。

（2）危险化学品安全风险动态监管模块。通过企业的基础安全风险信息对企业安全风险评估进行分级；通过重点监管危险化工工艺参数的报警阈值、报警数据和实时数据等安全信息对企业进行动态安全预警；通过监控监测设备设施信息数据对企业前端设备的安全情况进行监管，实现对危化品企业的安全风险动态监管。主要包括：企业安全风险评估分级、监控监测设备设施管理、数据在线监测预警等功能。

（3）危险化学品安全风险预警与防控模块。通过危险化学品全生命周期数据链条管理功能，以某种危险化学品为维度，获取危险化学品在某区域的生产、储存、经营、运输等环节相关风险情况，如某一区域内产量、储存量、目前运输中的量，完善危险化学品全生命周期信息化安全管理的危险化学品跟踪模式，实现危险化学品全生命周期风险管理。主要包括：危险化学品全生命周期风险管理、风险分布图、风险预警和决策支持功能、安全风险评估诊断分级信息展示、企业安全风险和重大危险源信息展示、化学品安全知识图谱及化学品安全技术说明书数据、事故应急支持等功能。

（4）外地危险化学品运输车辆动态监控模块。通过对区域内大型货车图片抓拍数据进行二次分析，识别外地危化品运输车辆。结合车辆行驶安全行为进行分析，建立外地危化品运输车辆安全隐患风险模型，对外地危化品运输车辆进行安全管控，包括危化品车辆图片二次识别、危化品车辆检索、危化品车辆异常检测、重点安全风险车辆关注、危化品车辆分析模型、危化品车辆库管理、外地危化品车辆统计分析等功能。

（5）本地危险化学品运输车辆综合监管模块。综合运用了成熟的传感器技术，移动通信技术，GPS全球定位系统技术和云储存、云计算技术，实现对区域内危化品运输车辆综合监管。包括车辆实时传感监控、车辆异常事件报警、运输区域管理、运输信息查询管理、统计汇总管理、安全监管、应急事故管理等功能。

（6）企业三维可视化应用模块。以倾斜摄影三维实景快速建模、危化品贮存重点场所建筑信息模型（BIM）精细化建模为可视化模型基础，实现全景视觉、全局感知、全程交互、多灾种适用的应急指挥、重点防控、实时监测的应急赋能应用。主要包括高危企业三维模型展示、企业方位图信息管理、视频资源应用、安全风险数据可视化应用、重点区域管理、设备监控管理、应急预案管理等功能。

3 系统的作用与优势

（1）健全应急管理信息化体系。通过综合运用物联网、大数据和云计算等信息化技术建立的危险化学品风险管理系统，可以强化重大危险源的风险分级管控和动态监测预警，有效实现危险化学品安全生产风险全过程、全链条的态势感知，有力提升科学预防、过程管控、综合治理、精准治理水平，危险化学品风险管理系统的建立将进一步完善监管部门的应急管理信息化体系。

（2）开创危险化学品安全生产风险管理新局面。危险化学品安全生产风险管理系统，实现危险化学品生产、储存、使用、经营、运输和废弃处置等全链条监管，并作为提升危险化学品安全生产风险防范化解能力和安全监管能力的有力抓手，从源头上有效降低和遏制重大安全风险，开创危化品安全生产风险管理新局面。

（3）促进危险化学品企业自觉落实主体责任。危险化学品风险管理系统的建立，将打破当前企业普遍存在的安全生产风险管理信息化系统缺失或形同虚设等困境，有利于督促企业加强安全生产基础能力建设，解决安全生产风险防范化解不力、事故隐患发现迟缓、应急处置不及时等问题；有利于通过监测预警手段倒逼企业树立生命至上、安全第一的发展理念，强化企业安全生产第一和风险防范的忧患意识，督促企业主动通过技术手段和管理手段加强安全生产监管，真正落实安全生产主体责任。

4 结语

本文提出了一种危险化学品全生命周期风险管理系统，通过对危险化学品生产经营活动的全流程的数据监控采集，实现隐患排查和风险防控信息化，不仅能有效提高危化企业的本质安全水平，还能实现监管部门对危险化学品企业的全方位监管，进而促进我国危险化学品行业安全可持续发展。