基于全生命周期的危險(xiǎn)化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)

楊 棚 陳燦偉 李 成 周蘇旭

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510630）

1 引言

我國(guó)化工行業(yè)正處于高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，化工產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中扮演著越來越重要的角色，而化工產(chǎn)品中危險(xiǎn)化學(xué)品又占很大比例[1,2]。近年來，危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)事故頻發(fā)，尤其是危險(xiǎn)化學(xué)品爆炸、泄漏、中毒等事故[3-5]，如2019年江蘇響水“3?21”特別重大爆炸事故、2019年河南義馬氣化廠“7?19”爆炸事故、2018年四川宜賓恒達(dá)科技公司“7?12”重大爆炸著火事故等[6,7]，造成了人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損傷、環(huán)境污染等嚴(yán)重后果，危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)一直是各級(jí)監(jiān)管部門工作重點(diǎn)及難點(diǎn)[8]，但是目前對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)的監(jiān)管系統(tǒng)只注重儲(chǔ)存或運(yùn)輸某一環(huán)節(jié)，缺乏對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期的系統(tǒng)管理[9-12]。

本文從危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期的角度構(gòu)建了一種危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，通過匯聚危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)蕊L(fēng)險(xiǎn)要素基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、感知數(shù)據(jù)和共享數(shù)據(jù)，采用視頻監(jiān)控預(yù)警、三維建模、數(shù)據(jù)智能、事故模擬等技術(shù)及應(yīng)用，對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)、危化品重點(diǎn)場(chǎng)所進(jìn)行管控和監(jiān)測(cè)預(yù)警，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)全過程、全鏈條監(jiān)管，完善企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)防范體系、減少管理盲區(qū)、提升事故主動(dòng)防控能力，有效提升危險(xiǎn)化學(xué)品安全監(jiān)管的信息化和智能化水平，推動(dòng)部門監(jiān)管責(zé)任和企業(yè)主體責(zé)任落實(shí)到位。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)框架

?；贰叭芷诠芾怼笔遣捎孟到y(tǒng)思維針對(duì)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種系統(tǒng)集成的理念，在管理過程中將?；沸袠I(yè)看作一個(gè)整體，從整體上對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行全生命周期安全管控能夠使?；钒踩芾砀酉到y(tǒng)全面，避免?；钒踩芾泶嬖诼┒?。?；返纳a(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、經(jīng)營(yíng)、使用、廢棄物處置等環(huán)節(jié)構(gòu)成了全生命周期，通過對(duì)?；凡煌A段的監(jiān)管業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，得到?；啡鞒虅?dòng)態(tài)監(jiān)管業(yè)務(wù)，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 ?；啡鞒虅?dòng)態(tài)監(jiān)管業(yè)務(wù)內(nèi)容

（1）企業(yè)基礎(chǔ)信息整理：包括企業(yè)基礎(chǔ)信息、企業(yè)分級(jí)分類、工藝信息（包括處理危廢的種類及數(shù)量）、重大危險(xiǎn)源、應(yīng)急救援物資、進(jìn)銷存數(shù)據(jù)等；

（2）危險(xiǎn)化學(xué)品知識(shí)圖譜及SDS數(shù)據(jù)：包括化學(xué)品基礎(chǔ)信息、事故案例、應(yīng)急資源、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、重大危險(xiǎn)源等；

（3）安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警：通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，建立動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析模型，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，實(shí)現(xiàn)分級(jí)推送和閉環(huán)追蹤；

（4）數(shù)據(jù)分析模型：包括危化品追溯、危化品態(tài)勢(shì)分析、監(jiān)管異常分析、流量分析、統(tǒng)計(jì)分析等；

（5）三維實(shí)景融合應(yīng)用：同步各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)、GIS、三維建模等多種可視化效果，進(jìn)行精準(zhǔn)指揮、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)全量匯聚、對(duì)安全態(tài)勢(shì)全程感知；

（6）視頻智能預(yù)警：對(duì)生產(chǎn)區(qū)或儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)違規(guī)抽煙、打電話、不戴安全帽等違規(guī)行為進(jìn)行智能識(shí)別并預(yù)警；

（7）運(yùn)輸信息收集：運(yùn)輸車輛每次運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品種類、數(shù)量等數(shù)據(jù)信息；

（8）外地運(yùn)輸車輛識(shí)別：識(shí)別外地運(yùn)輸車輛，分析車輛首次入城、車輛頻繁出入、車輛軌跡及車輛落腳點(diǎn)等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)外地車輛的監(jiān)管；

（9）本地運(yùn)輸車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控：得到本地運(yùn)輸車輛的GPS數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本地?；愤\(yùn)輸車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控和異常報(bào)備等。

2.2 系統(tǒng)框架

危險(xiǎn)化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的框架如圖1所示，系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)感知層、通信網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、終端展示層。

圖1 危險(xiǎn)化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)框架

（1）基礎(chǔ)感知層：用于部署基礎(chǔ)的硬件設(shè)備，主要包括視頻監(jiān)控、各類傳感器（壓力、液位、溫度、有害氣體、可燃?xì)怏w）等設(shè)備。

（2）通信網(wǎng)絡(luò)層：傳輸網(wǎng)絡(luò)支撐各類前端感知采集設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)傳輸，橫向主要由互聯(lián)網(wǎng)或政務(wù)網(wǎng)（各政府部門專網(wǎng)）組成。

（3）業(yè)務(wù)應(yīng)用層：根據(jù)?；钒踩芾順I(yè)務(wù)需求，建設(shè)?；钒踩C合監(jiān)管、?；愤\(yùn)輸車輛安全監(jiān)管、?；啡S可視化安全管控等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危化品全生命周期的安全管理。其中?；钒踩C合監(jiān)管子系統(tǒng)包括危險(xiǎn)化學(xué)品基礎(chǔ)信息模塊、危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管模塊、危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與防控模塊；?；愤\(yùn)輸車輛安全監(jiān)管子系統(tǒng)包括外地危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控模塊和本地危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛綜合監(jiān)管模塊；?；啡S可視化安全管控子系統(tǒng)包括企業(yè)三維可視化應(yīng)用模塊。

（4）終端展示層：主要涉及移動(dòng)端APP和網(wǎng)站門戶，根據(jù)使用對(duì)象和安全職責(zé)的不同，分為政府管理部門用戶、企業(yè)管理人員用戶及企業(yè)普通員工用戶等。

2.3 系統(tǒng)功能模塊

通過對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品不同環(huán)節(jié)的監(jiān)管業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，系統(tǒng)主要包括六大模塊，分別是危險(xiǎn)化學(xué)品基礎(chǔ)信息模塊、危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管模塊、危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與防控模塊、外地危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控模塊、本地危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛綜合監(jiān)管模塊、企業(yè)三維可視化應(yīng)用模塊。各模塊的主要功能如下：

（1）危險(xiǎn)化學(xué)品基礎(chǔ)信息模塊。采集?；菲髽I(yè)的基礎(chǔ)信息，整合匯聚全量?；窋?shù)據(jù)。主要包括用戶注冊(cè)、綜合查詢及分析功能等。

（2）危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管模塊。通過企業(yè)的基礎(chǔ)安全風(fēng)險(xiǎn)信息對(duì)企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行分級(jí)；通過重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝參數(shù)的報(bào)警閾值、報(bào)警數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等安全信息對(duì)企業(yè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)安全預(yù)警；通過監(jiān)控監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施信息數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)前端設(shè)備的安全情況進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)?；菲髽I(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管。主要包括：企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分級(jí)、監(jiān)控監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施管理、數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能。

（3）危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與防控模塊。通過危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期數(shù)據(jù)鏈條管理功能，以某種危險(xiǎn)化學(xué)品為維度，獲取危險(xiǎn)化學(xué)品在某區(qū)域的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、經(jīng)營(yíng)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)情況，如某一區(qū)域內(nèi)產(chǎn)量、儲(chǔ)存量、目前運(yùn)輸中的量，完善危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期信息化安全管理的危險(xiǎn)化學(xué)品跟蹤模式，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期風(fēng)險(xiǎn)管理。主要包括：危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期風(fēng)險(xiǎn)管理、風(fēng)險(xiǎn)分布圖、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和決策支持功能、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估診斷分級(jí)信息展示、企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)和重大危險(xiǎn)源信息展示、化學(xué)品安全知識(shí)圖譜及化學(xué)品安全技術(shù)說明書數(shù)據(jù)、事故應(yīng)急支持等功能。

（4）外地危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控模塊。通過對(duì)區(qū)域內(nèi)大型貨車圖片抓拍數(shù)據(jù)進(jìn)行二次分析，識(shí)別外地危化品運(yùn)輸車輛。結(jié)合車輛行駛安全行為進(jìn)行分析，建立外地?；愤\(yùn)輸車輛安全隱患風(fēng)險(xiǎn)模型，對(duì)外地?；愤\(yùn)輸車輛進(jìn)行安全管控，包括危化品車輛圖片二次識(shí)別、危化品車輛檢索、?；奋囕v異常檢測(cè)、重點(diǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)車輛關(guān)注、危化品車輛分析模型、?；奋囕v庫管理、外地危化品車輛統(tǒng)計(jì)分析等功能。

（5）本地危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸車輛綜合監(jiān)管模塊。綜合運(yùn)用了成熟的傳感器技術(shù)，移動(dòng)通信技術(shù)，GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)和云儲(chǔ)存、云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)?；愤\(yùn)輸車輛綜合監(jiān)管。包括車輛實(shí)時(shí)傳感監(jiān)控、車輛異常事件報(bào)警、運(yùn)輸區(qū)域管理、運(yùn)輸信息查詢管理、統(tǒng)計(jì)匯總管理、安全監(jiān)管、應(yīng)急事故管理等功能。

（6）企業(yè)三維可視化應(yīng)用模塊。以傾斜攝影三維實(shí)景快速建模、危化品貯存重點(diǎn)場(chǎng)所建筑信息模型（BIM）精細(xì)化建模為可視化模型基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全景視覺、全局感知、全程交互、多災(zāi)種適用的應(yīng)急指揮、重點(diǎn)防控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的應(yīng)急賦能應(yīng)用。主要包括高危企業(yè)三維模型展示、企業(yè)方位圖信息管理、視頻資源應(yīng)用、安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用、重點(diǎn)區(qū)域管理、設(shè)備監(jiān)控管理、應(yīng)急預(yù)案管理等功能。

3 系統(tǒng)的作用與優(yōu)勢(shì)

（1）健全應(yīng)急管理信息化體系。通過綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等信息化技術(shù)建立的危險(xiǎn)化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，可以強(qiáng)化重大危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警，有效實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)全過程、全鏈條的態(tài)勢(shì)感知，有力提升科學(xué)預(yù)防、過程管控、綜合治理、精準(zhǔn)治理水平，危險(xiǎn)化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的建立將進(jìn)一步完善監(jiān)管部門的應(yīng)急管理信息化體系。

（2）開創(chuàng)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理新局面。危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用、經(jīng)營(yíng)、運(yùn)輸和廢棄處置等全鏈條監(jiān)管，并作為提升危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范化解能力和安全監(jiān)管能力的有力抓手，從源頭上有效降低和遏制重大安全風(fēng)險(xiǎn)，開創(chuàng)?；钒踩a(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理新局面。

（3）促進(jìn)危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)自覺落實(shí)主體責(zé)任。危險(xiǎn)化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的建立，將打破當(dāng)前企業(yè)普遍存在的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管理信息化系統(tǒng)缺失或形同虛設(shè)等困境，有利于督促企業(yè)加強(qiáng)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)能力建設(shè)，解決安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范化解不力、事故隱患發(fā)現(xiàn)遲緩、應(yīng)急處置不及時(shí)等問題；有利于通過監(jiān)測(cè)預(yù)警手段倒逼企業(yè)樹立生命至上、安全第一的發(fā)展理念，強(qiáng)化企業(yè)安全生產(chǎn)第一和風(fēng)險(xiǎn)防范的憂患意識(shí)，督促企業(yè)主動(dòng)通過技術(shù)手段和管理手段加強(qiáng)安全生產(chǎn)監(jiān)管，真正落實(shí)安全生產(chǎn)主體責(zé)任。

4 結(jié)語

本文提出了一種危險(xiǎn)化學(xué)品全生命周期風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，通過對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的全流程的數(shù)據(jù)監(jiān)控采集，實(shí)現(xiàn)隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)防控信息化，不僅能有效提高危化企業(yè)的本質(zhì)安全水平，還能實(shí)現(xiàn)監(jiān)管部門對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)的全方位監(jiān)管，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展。