基于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的卷煙廠智慧安全管控平臺建設(shè)

傅鵬 劉新 孫曉瑩 賈文強 王海濤

摘要：安全生產(chǎn)是卷煙廠實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要保障，針對當(dāng)前青州卷煙廠在安全生產(chǎn)管控方面存在的不足，文章結(jié)合《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃（2021—2023）》的總體思路以及卷煙廠實際，介紹打造卷煙廠智慧安全管控平臺的應(yīng)用現(xiàn)狀和建設(shè)思路，提出構(gòu)建基于生產(chǎn)安全管控和園區(qū)安全管控的“1+2+U”智慧安全管控平臺，實現(xiàn)對企業(yè)安全生產(chǎn)管理態(tài)勢的全面掌控，以期為當(dāng)前的卷煙廠安全生產(chǎn)管控平臺建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；安全生產(chǎn)；智慧安全

中圖分類號：TP18文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著社會的發(fā)展、時代進(jìn)步，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為卷煙廠的發(fā)展創(chuàng)造了廣泛的空間，同時也對卷煙廠的安全生產(chǎn)管理提出了更高的要求，將“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”思維和新一代信息技術(shù)應(yīng)用到卷煙廠的安全生產(chǎn)管理當(dāng)中，構(gòu)建全新的智慧安全管控平臺，增強“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”快速感知、實時監(jiān)測、超前預(yù)警、聯(lián)動處置、系統(tǒng)評估等新型能力，實現(xiàn)卷煙廠安全生產(chǎn)從靜態(tài)分析向動態(tài)感知、事后應(yīng)急向事前預(yù)防、單點防控向全局聯(lián)防的轉(zhuǎn)變，從根本上降低卷煙廠安全事件的發(fā)生，為卷煙廠的生產(chǎn)經(jīng)營提供保障。

1 卷煙廠安全管理應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前青州卷煙廠在基礎(chǔ)安全設(shè)施配置、現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)、安全信息化產(chǎn)品應(yīng)用等諸多方面存在不足，導(dǎo)致企業(yè)整體安全生產(chǎn)管理的信息化建設(shè)水平不高，“人防+技防”的應(yīng)用程度不足，迫切需要先進(jìn)的信息化技術(shù)全面提高安全生產(chǎn)管理水平。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術(shù)的高速發(fā)展，創(chuàng)新企業(yè)安全管理模式，打造數(shù)據(jù)驅(qū)動、人機協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智慧化平安青煙新模式，成為青州卷煙廠安全生產(chǎn)管理面臨的重要課題。

2 卷煙廠智慧安全管控平臺建設(shè)思路

2.1 打造安全監(jiān)控體系

在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”的導(dǎo)向下，結(jié)合卷煙廠生產(chǎn)實際及安全生產(chǎn)管理需求，通過運用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，并配套采用智能化安全監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備等，從智庫模型、行為準(zhǔn)則、規(guī)范要求、隱患處理、監(jiān)管監(jiān)控、預(yù)防治理等多維度構(gòu)建一體化智慧安全監(jiān)控體系，實時感知卷煙廠各種場景的風(fēng)險隱患，夯實安全業(yè)務(wù)域基礎(chǔ)，打造卷煙廠安全生產(chǎn)護(hù)城河。

2.2 提升自動預(yù)警能力

依托安全監(jiān)控體系，充分利用多維傳感、AI人工智能等新技術(shù)，對卷煙廠安全生產(chǎn)監(jiān)測點位信息進(jìn)行智能分析，實時判斷安全生產(chǎn)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)及其發(fā)展趨勢。當(dāng)出現(xiàn)異常信息時，自動觸發(fā)報警并推送至相關(guān)人員進(jìn)行處置，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程“人、機、料、法、環(huán)、測”全場景監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)化管理、智能化預(yù)警，提升生產(chǎn)事故隱患排查效率 ［1］。

2.3 增強信息共享性

在信息爆炸的時代下，卷煙廠安全生產(chǎn)管理中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息，因此在建設(shè)智慧安全管控平臺時，要遵循數(shù)據(jù)一體化理念，拉通基于安全業(yè)務(wù)域形成的流程主線，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、園區(qū)數(shù)據(jù)等統(tǒng)一管控，實現(xiàn)卷煙廠安全生產(chǎn)管理中各項信息數(shù)據(jù)的高速共享和交換，充分釋放數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價值 ［2］。

3 基于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”智慧安全管控平臺設(shè)計

3.1 平臺應(yīng)用架構(gòu)

智慧安全管控平臺集成視頻監(jiān)控、出入口管控、車間軌跡管理、園區(qū)安保巡更、人員軌跡管理、周界防范、消防監(jiān)控、門禁管理等系統(tǒng)功能，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造系統(tǒng)、制絲集中控制系統(tǒng)、卷包集中控制系統(tǒng)、能源管控系統(tǒng)、智能物流管控系統(tǒng)等實現(xiàn)完全數(shù)據(jù)交互。建設(shè)廠區(qū)大屏監(jiān)控系統(tǒng)，依托統(tǒng)一數(shù)據(jù)總線服務(wù)，以Web和App等方式實現(xiàn)，實現(xiàn)安全生產(chǎn)全過程中風(fēng)險可感知、可分析、可預(yù)測、可管控。

規(guī)劃平臺層級結(jié)構(gòu)，劃分為感知層、數(shù)據(jù)采集層、平臺服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和前端交互層。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

3.1.1 感知層

感知層依托RFID、傳感器等設(shè)備提供對廠區(qū)人、事、物的智能感知能力，通過感知設(shè)備實現(xiàn)對卷煙廠范圍內(nèi)人員、設(shè)備、時空環(huán)境、物料等安全生產(chǎn)要素的實時感知。

3.1.2 數(shù)據(jù)采集層

數(shù)據(jù)采集層通過4G/5G基站、邊緣網(wǎng)關(guān)、無線WiFi等接入設(shè)備實現(xiàn)對安全生產(chǎn)要素的實時采集，對生產(chǎn)管控、園區(qū)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接入與控制的集成，為上層服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.1.3 平臺服務(wù)層

基于業(yè)務(wù)中臺和數(shù)據(jù)中臺的應(yīng)用，對下實現(xiàn)多種物聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、匯集和處理，對上通過服務(wù)總線等形式為業(yè)務(wù)應(yīng)用層功能提供數(shù)據(jù)支撐，支撐水平業(yè)務(wù)擴展能力。

3.1.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

基于平臺服務(wù)層提供的核心數(shù)據(jù)、服務(wù)組件以及開發(fā)能力，運用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建包含安全監(jiān)視、消防預(yù)警、日常巡檢、隱患管理、安全生產(chǎn)應(yīng)急管理、安全生產(chǎn)教育管理、安全生產(chǎn)作業(yè)管理、職業(yè)衛(wèi)生健康管理等功能應(yīng)用，為卷煙廠安全管理業(yè)務(wù)賦能。

3.1.5 前端交互層

前端交互層通過PC、移動手機、工業(yè)平板、現(xiàn)場一體機、電子看板、監(jiān)控大屏等終端提供交互服務(wù)。

3.2 平臺關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 微服務(wù)技術(shù)

平臺總體設(shè)計采用微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)模式，對業(yè)務(wù)功能進(jìn)行整體規(guī)劃與設(shè)計，實現(xiàn)分布式應(yīng)用服務(wù)監(jiān)控、配置、日志、權(quán)限等的統(tǒng)一管理，對應(yīng)用的開發(fā)、部署、監(jiān)控、運維等進(jìn)行全面技術(shù)支持。該架構(gòu)模式與編程語言、存儲技術(shù)無關(guān)，與物理設(shè)備的部署要求不緊密，方便后期功能增加擴展。

3.2.2 多維感知技術(shù)

綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、RFID、無線傳感等技術(shù)，依托有線、無線、移動互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通信手段，將分散的火災(zāi)報警控制主機、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、煙感探測器等設(shè)備建立網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對廠區(qū)相關(guān)設(shè)備設(shè)施安全要素的快速感知，對重要、重點數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，通過先進(jìn)、可靠的智能分析過程，對可能會出現(xiàn)的不安全狀況進(jìn)行超前預(yù)警，同時將其信號接入平臺PC端、移動終端等，將物聯(lián)設(shè)備發(fā)出的預(yù)警事件實時推送給相關(guān)的服務(wù)或應(yīng)用［3］。

3.2.3 視頻監(jiān)控聯(lián)動技術(shù)

基于智慧安全管控平臺可視聯(lián)動需求，平臺接入各種攝像頭、脈沖圍欄等視頻監(jiān)控報警設(shè)備，深度融合機器視覺智能算法、熱成像等技術(shù)，實現(xiàn)園區(qū)周界報警與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動，自動保存攝像頭告警前后部分時段的視頻［4］，對事件主動預(yù)警，通過實時分析，將報警信息傳到安全管控平臺，為應(yīng)急指揮、入侵告警等功能實現(xiàn)提供支持，提升視頻監(jiān)控的數(shù)字化、智能化水平。

3.2.4 多維數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)

依托人工智能算法、視頻圖像處理等技術(shù)，通過對視頻圖像的濾波、修復(fù)、增強、去均值、除標(biāo)準(zhǔn)差等相關(guān)操作，智能提取關(guān)鍵信息并進(jìn)行多維度整合。依托廠級工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，針對不同來源的動態(tài)數(shù)據(jù)和應(yīng)用特點，實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)挖掘等低延遲的處理，以API的形式為BI報表、數(shù)據(jù)駕駛艙等上層應(yīng)用提供全方位的數(shù)據(jù)查詢與分析服務(wù)［5］，實現(xiàn)智慧安全管理業(yè)務(wù)的聚集、聯(lián)動及數(shù)據(jù)的立體全方位展示。

3.3 平臺功能應(yīng)用

智慧安全管控的功能設(shè)計是基于數(shù)字化管理、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化管控提升目標(biāo)，通過集成技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和功能的互聯(lián)互通，打造數(shù)據(jù)驅(qū)動、人機協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智慧化平安青煙新模式。

系統(tǒng)總體架構(gòu)為“1+2+U”模式，初步包含：1為智慧工廠門戶管控平臺；2為生產(chǎn)安全管控模塊（初步規(guī)劃6個子模塊）、園區(qū)安全管控模塊（初步規(guī)劃5個子模塊）；U為3個模塊無限擴展，實現(xiàn)智慧工廠管控的持續(xù)更新和完善；各模塊間互聯(lián)互通，實時共享；模塊內(nèi)實行分級、分層控制。

其中，生產(chǎn)安全管控模塊初步包括智能消防、智能安防、智能設(shè)備設(shè)施（偏重安全相關(guān)數(shù)據(jù)、使用年限、狀態(tài)預(yù)警等）、智能用電、智能健康（職業(yè)衛(wèi)生）、智能管理（責(zé)任制、雙機制、培訓(xùn)、創(chuàng)新、應(yīng)急、相關(guān)方、危化品、危險作業(yè)管控和安全生產(chǎn)評價預(yù)警等），具備快速感知、實時監(jiān)測、超前預(yù)警、聯(lián)動處置和系統(tǒng)評估的能力。

園區(qū)安全管控初步包括智能訪客管理、智能周界管理、智能人員軌跡管理、智能車輛軌跡管理和智能停車場管理等，具備人員、車輛的快速識別和跟蹤、智能導(dǎo)入及預(yù)警、人員情緒和權(quán)限管理等功能。

4 結(jié)語

青州卷煙廠智慧安全管控平臺依托《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃（2021—2023）》，以解決人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素、管理上的缺陷為目標(biāo)，運用大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前沿技術(shù)，貫通、整合智能制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、制絲集中控制系統(tǒng)、卷包集中控制系統(tǒng)、能源管控系統(tǒng)、智能物流管控系統(tǒng)、安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和功能的互聯(lián)互通，探索構(gòu)建基于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”的智慧安全管控平臺，為當(dāng)前卷煙廠基于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的安全生產(chǎn)管控平臺建設(shè)提供探索性參考。

參考文獻(xiàn)

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［2］陜朝陽，江逸斐，吳晨瑞.智能化卷煙廠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)［J］.智能建筑，2020（11）：13-15.

［3］胡萬宏，高亮.煙草行業(yè)消安防智能一體化平臺設(shè)計應(yīng)用探討［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報，2021（6）：218-223.

［4］夏治學(xué).基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的化工企業(yè)安全生產(chǎn)管理方法探討［J］.化工管理，2019（1）：64-65.

［5］門嘉平.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知平臺的搭建策略［J］.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2020（5）：113-114.

（編輯 傅金睿）