智慧化工園區(qū)解決方案探討及建議

＊麻強 王懷金 付響龍 余永紅 劉松千 廖玉珍

（成都國化環(huán)?？萍加邢薰?四川 610000）

引言

在我國經(jīng)濟發(fā)展由高速度發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展時期，化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要性進(jìn)一步凸顯，國家大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，園區(qū)作為化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要承載體，對產(chǎn)業(yè)優(yōu)化與轉(zhuǎn)型升級有著重要價值。在此背景下，本文對智慧園區(qū)解決方案的探討和研究，也就具備重要理論意義和現(xiàn)實價值。

1.智慧園區(qū)建設(shè)的系統(tǒng)架構(gòu)分析

本文以遵義市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目為研究對象，探究化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)的整個系統(tǒng)架構(gòu)過程，本項目投資總規(guī)模10.5億元，項目占地面積31.8平方千米，旨在通過智慧園區(qū)建設(shè)打造以第三代化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)為基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)，集研發(fā)、科技、制造多功能的化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)，圖1即為該智慧園區(qū)架構(gòu)設(shè)計示意。在此過程中，由于第三代化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)對信息化的重視度不足，園區(qū)建設(shè)后實際運營和未來智慧化發(fā)展的契合程度不高，存在無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體驗差、運營數(shù)據(jù)聯(lián)動分析不強、數(shù)據(jù)挖掘不夠和信息化人才團隊缺失等問題，故有必要對其進(jìn)行優(yōu)化，將第四代化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)打造成為更符合未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要一環(huán)。在對該項目智慧園區(qū)進(jìn)行總體架構(gòu)設(shè)計時，主要結(jié)合現(xiàn)階段化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)架構(gòu)應(yīng)用前沿技術(shù)，統(tǒng)籌了解創(chuàng)新應(yīng)用產(chǎn)業(yè)園區(qū)信息化現(xiàn)狀，整合遵義市工業(yè)科技創(chuàng)新項目現(xiàn)有資源，著重強化該創(chuàng)新科技服務(wù)中心項目的系統(tǒng)構(gòu)建和業(yè)務(wù)推廣，同時兼顧該科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目的數(shù)據(jù)收集、處理、上傳和實現(xiàn)數(shù)據(jù)潛在價值的最大化挖掘。該智慧園區(qū)架構(gòu)可分為基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層、應(yīng)用層和展示層四大部分內(nèi)容?；A(chǔ)層作為化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)的最底層基礎(chǔ)部分，主要涵蓋該項目應(yīng)用過程中的化工企業(yè)的各類硬件設(shè)施、輔助設(shè)施、數(shù)據(jù)服務(wù)、總線和管理服務(wù)中心等，涵蓋科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目所有數(shù)據(jù)的收集與處理、匯總和傳遞。平臺層則作為化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)的重要技術(shù)支撐，起到連接上層應(yīng)用層和下層基礎(chǔ)設(shè)施層的承前啟后作用，對化工產(chǎn)業(yè)下沉數(shù)據(jù)信息進(jìn)行引導(dǎo)、分析、處理和傳遞、交換，對上層不同應(yīng)用系統(tǒng)之間智能化功能或自動化條件的滿足提供支持，主要由數(shù)字底板構(gòu)成，基于建筑信息模型和地理信息系統(tǒng)構(gòu)建全數(shù)字化的虛擬園區(qū)。應(yīng)用層則是智慧園區(qū)建設(shè)過程中化工企業(yè)日常運營和管理的各項智能化目標(biāo)實現(xiàn)的重要載體，主要實現(xiàn)資源數(shù)據(jù)管理、設(shè)備設(shè)施管理、安全防范管理、能源資源管理和協(xié)同辦公管理等，還包括智慧園區(qū)全體日常運營項目中各種需求的滿足。展現(xiàn)層作為創(chuàng)新科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)內(nèi)各種管理功能和服務(wù)功能的入口指引和展現(xiàn)方式，通過移動終端、pc端、信息平臺或園區(qū)運營中心等，實現(xiàn)面向客戶和幫助客戶體驗的各類數(shù)據(jù)接口的融合，展現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)的良好形象。

圖1 智慧園區(qū)架構(gòu)設(shè)計

2.智慧園區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)分析

(1)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)，主要利用傳感器設(shè)備、RFID技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息體系約定協(xié)議，獲取化工企業(yè)不同類型的數(shù)據(jù)參數(shù)信息，進(jìn)而匯總智慧園區(qū)內(nèi)各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和信息業(yè)務(wù)，利用計算機網(wǎng)絡(luò)體系連接于某一控制中心，實現(xiàn)信息交互和處理，為化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)內(nèi)信息控制打下扎實基礎(chǔ)。在此過程中，傳感技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)主要實現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)不同產(chǎn)業(yè)和不同個人數(shù)據(jù)信息的智能化加工、識別、最終定位等，而RFID技術(shù)則進(jìn)一步增強互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知控制能力，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)中的應(yīng)用效果。

(2)面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)

面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)，通過其模型組件實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)平臺之間的處理交互，將化工企業(yè)各類微小數(shù)據(jù)融于智慧園區(qū)建設(shè)進(jìn)程，根據(jù)客戶需求開發(fā)不同類型應(yīng)用，該技術(shù)獨立于智慧園區(qū)服務(wù)的硬件平臺和操作系統(tǒng)，采取獨立和耦合技術(shù)支撐其系統(tǒng)架構(gòu)。在此過程中，面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)，能夠?qū)⒅T多微型云服務(wù)有效結(jié)合，利用網(wǎng)絡(luò)對松散耦合數(shù)據(jù)參數(shù)的分布式部署與靈活應(yīng)用，借助園區(qū)和不同企業(yè)之間服務(wù)總線的連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享。

(3)云計算技術(shù)

云計算技術(shù)主要具備計算和存儲功能，能夠利用其高性能、高靈活度以及虛擬化優(yōu)勢，快速實現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)內(nèi)部系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的快速部署和業(yè)務(wù)升級。在此過程中，云計算平臺的數(shù)據(jù)信息采集利用面向服務(wù)的架構(gòu)體系，為用戶提供統(tǒng)一的數(shù)字化平臺，便于化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)管理者對各類型應(yīng)用服務(wù)的開發(fā)，從而實現(xiàn)智慧園區(qū)的高效管理、權(quán)限管理和安全管理。

(4)信息安全

信息安全是化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)的重中之重，智慧園區(qū)所具備的較強開放性、較高密度信息集合與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容開放等諸多特質(zhì)，導(dǎo)致智慧園區(qū)在建設(shè)過程中很容易出現(xiàn)一定安全隱患，加之化工行業(yè)安全事故頻頻發(fā)生，因此，在智慧園區(qū)搭建時，必須進(jìn)一步加強信息安全防范問題，利用多項安全防范技術(shù)防止用戶信息尤其是隱私信息的丟失。

3.智慧園區(qū)建設(shè)方案

(1)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目智慧園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是該園區(qū)建設(shè)的重中之重，是實現(xiàn)化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)管理目標(biāo)和服務(wù)功能的基本前提，也是實現(xiàn)各種自動化和智能化供能設(shè)施的重要載體，主要包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、設(shè)備機房建設(shè)、安全管理防護建設(shè)、能源資源利用管理和設(shè)備管理建設(shè)等諸多內(nèi)容。以設(shè)備機房管理建設(shè)為例探究可知，設(shè)備機房作為化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)過程中弱電信息化系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，主要用于該智慧園區(qū)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)施設(shè)備的安裝、數(shù)據(jù)信息的存儲、日常運營管理和維護以及調(diào)度指揮等，包含消防中心、運營管控中心、智能監(jiān)視中心以及弱電機房等諸多部分，在此過程中，應(yīng)根據(jù)化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)項目規(guī)模、資金持有數(shù)額、安全運營制度和人才團隊構(gòu)建等多方面內(nèi)容，考慮選擇小型機房為主、第三方云計算平臺和云存儲服務(wù)平臺進(jìn)行托管的自制式和外包服務(wù)式功能的完備機房模式。

(2)數(shù)字底板建設(shè)

智慧園區(qū)中的數(shù)字底板建設(shè)主要是基于建筑信息模型和地理信息系統(tǒng)，在化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)有限的物理空間范圍內(nèi)實現(xiàn)無線虛擬空間園區(qū)的搭建和承載，整合整個遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目的地理位置數(shù)據(jù)參數(shù)、建筑信息參數(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施參數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、生態(tài)環(huán)境參數(shù)、經(jīng)濟生產(chǎn)參數(shù)等，達(dá)成三維虛擬空間中數(shù)字底板的構(gòu)建，從而為該創(chuàng)新服務(wù)中心科技項目日常運營管理、入駐企業(yè)的人才管理、對外展示交流等提供數(shù)據(jù)地圖。

(3)運營管理平臺建設(shè)

運營管理平臺建設(shè)主要負(fù)責(zé)整個遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目園區(qū)的智能化建設(shè)和自動化運營，包括智能出入管理、智能安防管理、設(shè)備能源管理、園區(qū)環(huán)境自動監(jiān)測管理以及工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)管理和不同物業(yè)協(xié)同管理等諸多子平臺。工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)集成管理平臺為入駐該創(chuàng)新服務(wù)中心項目園區(qū)的各類企業(yè)提供自建物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境以及設(shè)備中的共享傳感器，使該園區(qū)內(nèi)所有入住企業(yè)能夠進(jìn)行集成化的協(xié)同監(jiān)測，借助園區(qū)各類自動化管理平臺和園區(qū)物業(yè)協(xié)同管理平臺進(jìn)行智慧園區(qū)的融合，從而形成該智慧園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、存儲與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的潛在價值的最大化挖掘和數(shù)據(jù)管理優(yōu)化目標(biāo)，圖2即為該智慧園區(qū)多維度感知示意。

圖2 智慧園區(qū)多維度感知示意圖

(4)綜合服務(wù)平臺建設(shè)

綜合服務(wù)平臺建設(shè)是面向該化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)已入駐的各類企業(yè)人員、工作人員和園區(qū)日常管理人員，為其提供各類工作服務(wù)和生活服務(wù)的重要模塊。通過運營管理平臺和綜合服務(wù)平臺與第三方化工企業(yè)服務(wù)平臺的相互對接，實現(xiàn)不同系統(tǒng)和不同平臺之間數(shù)據(jù)的高度共享和實時分析，從而使該智慧園區(qū)中入住的所有企業(yè)能在線開展協(xié)同辦公，能快速完成不同企業(yè)之間的實時交易，也能通過專家系統(tǒng)和園區(qū)環(huán)境自動監(jiān)測體系等實現(xiàn)服務(wù)共享目標(biāo)。

(5)應(yīng)急管理

由于遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目智慧園區(qū)建設(shè)是為園區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)服務(wù)，為園區(qū)內(nèi)的工作者服務(wù)，而該類型企業(yè)由于其工業(yè)化生產(chǎn)特征，危險性較高，因此，應(yīng)急管理和指揮平臺的建設(shè)必不可少。在遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目智慧園區(qū)應(yīng)急管理平臺的搭建過程中，應(yīng)秉持著平時管理和突發(fā)管理相結(jié)合的基本原則，在智慧園區(qū)日常的運營管理過程中加強事故的預(yù)防、安全管控、三級安全教育培訓(xùn)、應(yīng)急知識強化及演練等，在發(fā)生事故時快速啟動管理平臺，依托應(yīng)急管理平臺進(jìn)行智慧化的管控諸如有毒氣體泄漏管控、火災(zāi)爆炸事故管控等，集合園區(qū)力量與社區(qū)緊急救援力量，配合市消防管理部門開展科學(xué)有效的救援管理行動，實現(xiàn)諸多層級和管理信息協(xié)調(diào)在不同人員、不同預(yù)防機制上的多方協(xié)同，最大限度降低危害事故發(fā)生造成的不良影響，圖3即為遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目智慧園區(qū)應(yīng)急管理流程圖。

圖3 智慧園區(qū)應(yīng)急管理流程圖

4.實施建議與展望

通過對遵化市工業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)中心項目智慧園區(qū)的整體架構(gòu)和建設(shè)方案的分析可知，在智慧園區(qū)的建設(shè)過程中，園區(qū)整體規(guī)劃必須圍繞著園區(qū)管理和服務(wù)目標(biāo)達(dá)成兩方面進(jìn)行，且服務(wù)目標(biāo)應(yīng)涵蓋個人服務(wù)目標(biāo)和組織服務(wù)目標(biāo)兩大部分內(nèi)容。就智慧園區(qū)的整個建設(shè)規(guī)劃而言，應(yīng)考慮外界社會因素、經(jīng)濟因素、國家或地方政策因素等對該智慧園區(qū)建設(shè)的不同影響，不斷發(fā)掘智慧園區(qū)建設(shè)過程中不同企業(yè)或不同員工對其的全新要求，不斷對智慧園區(qū)的建設(shè)功能和管理制度進(jìn)行優(yōu)化，更好地滿足智慧園區(qū)入駐企業(yè)的管理目標(biāo)和員工的生活發(fā)展需要，打造更加包容、更加和諧、更加科學(xué)的智慧園區(qū)。在此過程中，智慧園區(qū)建設(shè)更應(yīng)該進(jìn)一步加強對環(huán)境保護的監(jiān)督與管控，根據(jù)園區(qū)內(nèi)監(jiān)測設(shè)備收集的數(shù)據(jù)資料，觀察園區(qū)溫度、濕度、空氣污染指數(shù)以及空氣質(zhì)量等是否符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，保證該工業(yè)智慧園區(qū)建設(shè)順利的同時，能為園區(qū)內(nèi)員工的正常生活與工作奠定扎實的基礎(chǔ)。

5.結(jié)論

總之，在化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)的建設(shè)過程中，應(yīng)綜合考量智慧園區(qū)建設(shè)過程中的智能化基礎(chǔ)設(shè)施、人力資源團隊、多元化的投資與融資管理體系構(gòu)建以及高效科學(xué)的智慧園區(qū)管理制度構(gòu)建，考慮化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)項目所在地的政策環(huán)境以及化工產(chǎn)業(yè)聚集市場狀況等諸多內(nèi)容，通過對上述基本要素的考量，明確智慧園區(qū)建設(shè)過程中政府部門、化工企業(yè)以及人才團隊對其的正向影響，通過智慧理念和科學(xué)理念引導(dǎo)智慧園區(qū)的經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展，促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)智慧園區(qū)真正實現(xiàn)全面智能化和數(shù)字化。