基于“工业互联网+”的卷烟厂智慧安全管控平台建设

傅鹏 刘新 孙晓莹 贾文强 王海涛

摘要：安全生产是卷烟厂实现高质量发展的重要保障，针对当前青州卷烟厂在安全生产管控方面存在的不足，文章结合《“工业互联网+安全生产”行动计划（2021—2023）》的总体思路以及卷烟厂实际，介绍打造卷烟厂智慧安全管控平台的应用现状和建设思路，提出构建基于生产安全管控和园区安全管控的“1+2+U”智慧安全管控平台，实现对企业安全生产管理态势的全面掌控，以期为当前的卷烟厂安全生产管控平台建设提供参考。

关键词：工业互联网；安全生产；智慧安全

中图分类号：TP18文献标志码：A

0 引言

随着社会的发展、时代进步，工业互联网为卷烟厂的发展创造了广泛的空间，同时也对卷烟厂的安全生产管理提出了更高的要求，将“工业互联网”思维和新一代信息技术应用到卷烟厂的安全生产管理当中，构建全新的智慧安全管控平台，增强“工业互联网+安全生产”快速感知、实时监测、超前预警、联动处置、系统评估等新型能力，实现卷烟厂安全生产从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的转变，从根本上降低卷烟厂安全事件的发生，为卷烟厂的生产经营提供保障。

1 卷烟厂安全管理应用现状

当前青州卷烟厂在基础安全设施配置、现场监控技术、安全信息化产品应用等诸多方面存在不足，导致企业整体安全生产管理的信息化建设水平不高，“人防+技防”的应用程度不足，迫切需要先进的信息化技术全面提高安全生产管理水平。随着大数据、云计算、区块链、人工智能等前沿技术的高速发展，创新企业安全管理模式，打造数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的智慧化平安青烟新模式，成为青州卷烟厂安全生产管理面临的重要课题。

2 卷烟厂智慧安全管控平台建设思路

2.1 打造安全监控体系

在“工业互联网+安全生产”的导向下，结合卷烟厂生产实际及安全生产管理需求，通过运用人工智能、物联网等新一代信息技术，并配套采用智能化安全监控设备、数据采集设备等，从智库模型、行为准则、规范要求、隐患处理、监管监控、预防治理等多维度构建一体化智慧安全监控体系，实时感知卷烟厂各种场景的风险隐患，夯实安全业务域基础，打造卷烟厂安全生产护城河。

2.2 提升自动预警能力

依托安全监控体系，充分利用多维传感、AI人工智能等新技术，对卷烟厂安全生产监测点位信息进行智能分析，实时判断安全生产相关指标数据及其发展趋势。当出现异常信息时，自动触发报警并推送至相关人员进行处置，实现企业生产过程“人、机、料、法、環、测”全场景监管、标准化管理、智能化预警，提升生产事故隐患排查效率 ［1］。

2.3 增强信息共享性

在信息爆炸的时代下，卷烟厂安全生产管理中会产生大量数据信息，因此在建设智慧安全管控平台时，要遵循数据一体化理念，拉通基于安全业务域形成的流程主线，将生产数据、设备数据、人员数据、环境数据、园区数据等统一管控，实现卷烟厂安全生产管理中各项信息数据的高速共享和交换，充分释放数据资产的价值 ［2］。

3 基于“工业互联网+”智慧安全管控平台设计

3.1 平台应用架构

智慧安全管控平台集成视频监控、出入口管控、车间轨迹管理、园区安保巡更、人员轨迹管理、周界防范、消防监控、门禁管理等系统功能，与工业互联网智能制造系统、制丝集中控制系统、卷包集中控制系统、能源管控系统、智能物流管控系统等实现完全数据交互。建设厂区大屏监控系统，依托统一数据总线服务，以Web和App等方式实现，实现安全生产全过程中风险可感知、可分析、可预测、可管控。

规划平台层级结构，划分为感知层、数据采集层、平台服务层、业务应用层和前端交互层。系统架构如图1所示。

3.1.1 感知层

感知层依托RFID、传感器等设备提供对厂区人、事、物的智能感知能力，通过感知设备实现对卷烟厂范围内人员、设备、时空环境、物料等安全生产要素的实时感知。

3.1.2 数据采集层

数据采集层通过4G/5G基站、边缘网关、无线WiFi等接入设备实现对安全生产要素的实时采集，对生产管控、园区系统进行数据接入与控制的集成，为上层服务提供数据支撑。

3.1.3 平台服务层

基于业务中台和数据中台的应用，对下实现多种物联设备数据的采集、汇集和处理，对上通过服务总线等形式为业务应用层功能提供数据支撑，支撑水平业务扩展能力。

3.1.4 业务应用层

基于平台服务层提供的核心数据、服务组件以及开发能力，运用大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新一代信息技术，构建包含安全监视、消防预警、日常巡检、隐患管理、安全生产应急管理、安全生产教育管理、安全生产作业管理、职业卫生健康管理等功能应用，为卷烟厂安全管理业务赋能。

3.1.5 前端交互层

前端交互层通过PC、移动手机、工业平板、现场一体机、电子看板、监控大屏等终端提供交互服务。

3.2 平台关键技术

3.2.1 微服务技术

平台总体设计采用微服务技术架构模式，对业务功能进行整体规划与设计，实现分布式应用服务监控、配置、日志、权限等的统一管理，对应用的开发、部署、监控、运维等进行全面技术支持。该架构模式与编程语言、存储技术无关，与物理设备的部署要求不紧密，方便后期功能增加扩展。

3.2.2 多维感知技术

综合利用物联网、RFID、无线传感等技术，依托有线、无线、移动互联网等现代通信手段，将分散的火灾报警控制主机、电气火灾监控设备、烟感探测器等设备建立网络连接，实现对厂区相关设备设施安全要素的快速感知，对重要、重点数据进行实时监测，通过先进、可靠的智能分析过程，对可能会出现的不安全状况进行超前预警，同时将其信号接入平台PC端、移动终端等，将物联设备发出的预警事件实时推送给相关的服务或应用［3］。

3.2.3 视频监控联动技术

基于智慧安全管控平台可视联动需求，平台接入各种摄像头、脉冲围栏等视频监控报警设备，深度融合机器视觉智能算法、热成像等技术，实现园区周界报警与视频监控系统的联动，自动保存攝像头告警前后部分时段的视频［4］，对事件主动预警，通过实时分析，将报警信息传到安全管控平台，为应急指挥、入侵告警等功能实现提供支持，提升视频监控的数字化、智能化水平。

3.2.4 多维数据融合处理技术

依托人工智能算法、视频图像处理等技术，通过对视频图像的滤波、修复、增强、去均值、除标准差等相关操作，智能提取关键信息并进行多维度整合。依托厂级工业大数据平台，针对不同来源的动态数据和应用特点，实现大规模数据清洗、数据挖掘等低延迟的处理，以API的形式为BI报表、数据驾驶舱等上层应用提供全方位的数据查询与分析服务［5］，实现智慧安全管理业务的聚集、联动及数据的立体全方位展示。

3.3 平台功能应用

智慧安全管控的功能设计是基于数字化管理、网络化协同、智能化管控提升目标，通过集成技术实现数据和功能的互联互通，打造数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的智慧化平安青烟新模式。

系统总体架构为“1+2+U”模式，初步包含：1为智慧工厂门户管控平台；2为生产安全管控模块（初步规划6个子模块）、园区安全管控模块（初步规划5个子模块）；U为3个模块无限扩展，实现智慧工厂管控的持续更新和完善；各模块间互联互通，实时共享；模块内实行分级、分层控制。

其中，生产安全管控模块初步包括智能消防、智能安防、智能设备设施（偏重安全相关数据、使用年限、状态预警等）、智能用电、智能健康（职业卫生）、智能管理（责任制、双机制、培训、创新、应急、相关方、危化品、危险作业管控和安全生产评价预警等），具备快速感知、实时监测、超前预警、联动处置和系统评估的能力。

园区安全管控初步包括智能访客管理、智能周界管理、智能人员轨迹管理、智能车辆轨迹管理和智能停车场管理等，具备人员、车辆的快速识别和跟踪、智能导入及预警、人员情绪和权限管理等功能。

4 结语

青州卷烟厂智慧安全管控平台依托《“工业互联网+安全生产”行动计划（2021—2023）》，以解决人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素、管理上的缺陷为目标，运用大数据、云计算、移动互联网、人工智能等前沿技术，贯通、整合智能制造工业互联网系统、制丝集中控制系统、卷包集中控制系统、能源管控系统、智能物流管控系统、安防视频监控系统、一卡通系统、消防控制系统等，实现数据和功能的互联互通，探索构建基于“工业互联网+安全生产”的智慧安全管控平台，为当前卷烟厂基于“工业互联网+”的安全生产管控平台建设提供探索性参考。

参考文献

［1］孙为民，尤君祖.基于管控一体化的卷烟厂智慧安全管理信息系统建设分析［J］.电子世界，2020（10）：73-74.

［2］陕朝阳，江逸斐，吴晨瑞.智能化卷烟厂的工业互联网建设［J］.智能建筑，2020（11）：13-15.

［3］胡万宏，高亮.烟草行业消安防智能一体化平台设计应用探讨［J］.武汉理工大学学报，2021（6）：218-223.

［4］夏治学.基于“互联网+”的化工企业安全生产管理方法探讨［J］.化工管理，2019（1）：64-65.

［5］门嘉平.工业互联网安全态势感知平台的搭建策略［J］.网络安全技术与应用，2020（5）：113-114.

（编辑 傅金睿）