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新一代信息技术应用促进安全生产

2014-03-06

中国信息化周报 2014年6期
关键词:应急信息化生产

安全生产关系到国家和人民的生命安全,关系到改革开放、经济发展和社会稳定大局,反映着社会科学发展的能力和水平,为确保实现“到2020年全国安全生产状况实现根本性好转”的目标,加强安全生产领域信息化建设已经成为政府和企业的共识。

安全生产信息化发展趋势

依托国家电子政务外网,国家安监总局和各地安全监管机构建设了互联网互通的广域网络,初步建成了面向安全监管检查及行政执法、调度统计、矿山应急救援等业务系统,应用视频监控等手段实时监控重点危险源,全国安全生产应急平台体系框架初步形成,北京等省级安全生产应急平台已建成并投入使用,安全生产政策法规、事故调查等面向社会公众的公共服务通过信息技术得到提升。

安全监测监控、通信联络、人员定位、应急避险等作为国家煤矿安监局要求的“安全六大系统”内容,在国有重点煤矿基本全面开展建设,在非煤矿山也得到重点应用,车辆定位、危险源监控、产品流向等在危险化学品行业应用普遍,设备状态监控、环境视频监控在信息化建设领先企业中已经取得了良好的效果。在管理信息化方面,大多数企业将安全巡检和事故上报作为重点,通过在办公平台或网站设置安全管理专栏方式通报管理信息,并向安监部门应急平台上报信息,神华等先进企业在重大危险源定义、监管、应急方案、救援指挥方面已基本实现信息化。

目前,中国安全生产信息化建设还存在信息化与安全生产尚未完全融合,信息化推动安全生产创新力度不够,信息技术应用不能满足安全生产管理需求,安全生产信息交换共享不足,应用系统缺乏联动影响实际功效发挥等问题,随着信息技术的进步和安全生产工作要求的日益提高,安全生产信息化必须为创新监管检查方式、深度渗透生产经营活动、提高应急联动水平方面提供更有利的支撑。

安全生产信息化逐渐从事故报告系统向以风险管理为核心,监测、监控、预警、救援一体集成,动态、实时、全过程的安全管理系统方向演变,安全生产信息化建设 融入企业员工日常安全管理工作和企业经营管理流程中,全面、动态地获取经营活动中需要进行安全管理的业务活动信息,包括生产过程中人的行为、物的状态、生产环境等因素的全员、全过程、全方位受控,安全管理从安全时间的时候处理向危险源识别、风险辨识、风险评估分析、风险预警、风险控制的闭环全过程控制及动态管理。功能的延伸体现了安全管理与生产管理紧密结合,以实现安全管理持续改进,将安全生产的长效管理体系落到实处。

安全生产的智能化,知识化、跨部门应用重点体现在应急救援平台建设中,应急救援体系的核心目标是科学预防和避免重特大事故的扩大和再发生,将事故对人、财产、环境的损失降低到最小,建立智能化的应急救援体系是提高安全管理能力的最终保障。

共享应急救援平台的智能化有助于企业应用信息技术不断提升掌握事故现场情况真实性的能力,实时分析事故危害后果及可能发展趋势,从而启动相应的应急救援方案,按照原最高效地通报政府与专业应急救援部门,及时集中抢险力量投入现场抢救与抢险。共享应急救援平台还可实现重大危险源信息综合展现与应急演练等,持续优化应急预案,进一步提升安全生产应急管理的能力。

安全生产管理对象点多面广,企业、政府、专业机构的信息共享和业务协同需要应用系统的互联互通、数据资源的规范统一。

建立以数据标准为核心,全面涵盖技术、管理、应用规范的安全生产信息化标准体系,梳理安全生产信息资源,尤其是对物联网等信息化数据、业务、技术和管理标准,规范信息资源的采集、处理、共享,提高信息资源的开发利用能力,从而满足多对象、多层次、高效率的业务协同。

随着计算机技术、网络技术和信息化技术的发展,安全管理系统将向着数字化、集成化的方向发展,传统单纯依靠人员检查记录反馈的手工方式已经不能满足企业安全管理的需求。

无线技术、精确定位技术、数字数据服务、电子数据交换、识别技术必将更多地应用到企业的安全管理中,以物联网、云计算、移动互联网、卫星遥感等为代表的新一代信息技术应用将极大地提升安全监察监管动态闭环控制的效率和智能化的水平。

安全生产信息化架构

基于新一代信息技术的安全生产信息化架构由下而上可分为四层,分别为:基础设施层、数据处理层、平台架构层、应用层。

应用层是为用户提供具体安全生产事物处理、运行在平台架构层上的应用系统集合。根据与用户相应的纵向关系,应用层可分为应用表示层、应用服务层和应用管理层。

应用表示层是用户的响应通道。安全生产的应用用户来自社会公众、企业安全生产管理人员、政府监管机构工作人员,社会公众需要获取的服务侧重信息服务、应用服务、应用管理。应用表示层通过企业门户、在线服务、应用管理实现对应用需求的协调分工。

应用服务层是应用层的核心,为用户提供尽可能丰富的、创新的生产安全功能。不论是政府监管人员,还是企业安全生产管理人员,应用功能可以根据用户层级不同和应用重点不同,为领导提供决策服务的决策支持类应用、为安全管理职能部门提供专业化服务的安全管理类应用,以及为生产运营、社会管理、安全与生产完全融合的监测操作类应用。

决策支持类功能通过对监测信息的深度应用,提供安全分析、评价、预警以及应急指挥功能;安全管理类功能体现了对安全生产的全过程管理,建立以预控为核心,安全计划、检查反馈、测试仿真、预案制定四环节的闭环管理,持续优化资源配置,切断安全事故的因果链,使内部人、才、物制度达到安全和谐统一;监测监控类功能体现对细粒度物理安全生产要素的掌握,强化对人员、设备、环境三个物理安全要素从结构化的基础信息、状态数据到非结构化的视频等数据的管理。

新一代信息技术通过云计算、移动互联网等提高应用服务便捷性。应用层应用云计算以SaaS的形式提供面向特定对象的整体解决方案,通过移动互联网和云终端更好地优化用户的交互渠道,升级用户体验。

平台架构层是一个以软件资源管理为中心的、开放的、聚合各种能力和资源的云服务环境,能够更好地满足企业安全生产信息化在可伸缩性、可用性和安全性等方面的需求。平台架构层的主要模式是通过将各种核心应用整合成一个面向服务的平台,从而为的安全管理创新提供一个应用快速实现的基础,使以往复杂的各级系统搭建、维护和更新可以按需即用、随需应变的方式获得,使系统的弹性化构建成为可能。

数据处理层通过不同的处理模块对采集到的数据分别进行接收、存储、分析和处理,数据处理层的基础是物理计算资源和存储资源。

通过虚拟化技术队数据中心的服务器、存储等设备进行抽象,整合成虚拟的资源池,实现资源管理优化和负载均衡,用户能够通过调用资源管理层虚拟化平台提供的接口管理虚拟的硬件资源。资源服务交付层提供的服务与资源管理层提供的功能相对应,是用户获得处理资源层服务的接口。

基础设施层的主要功能是提供数据采集、数据传输以及终端行为控制。通过一些有线和无线的监测传感设备,通过传感网络或因特网进行采集数据的传输,并依据反馈的指令进行操作。

网络传输层是连接智能设备和控制系统的桥梁,可分为有线通信和无线通信两大类。有线通信技术可分为相对短距离的现场总线和中长距离的广域网络,安监部门已经建立了电子政务外网,企业安全生产应用的主要为工业环网,对于集团型企业,安全管理层级的应用基于企业广域内网,同时对于煤矿等特殊行业的企业,还需要接收安检总局等政府机构的监管,因此,跨网运行是对安全管理和操作的特殊要求。

数据采集层的核心作用是全面感知的执行,使物体具备能够被识别的智能,在物联网技术快速发展的今天,RFID等在数据层面的可靠采集已经逐步取代条码识别等其他传感方式,对重大危险源或环境监测通常采取视频或者卫星监控方式进行。终端控制器是物联网技术区别于传统的设别识别技术的最大亮点,通过终端控制器,物体可以支持开放的通信协议,并能执行不同的任务,从而使物体具备更加精细化的多级操作智能。

安全生产中的典型应用

新一代信息技术在环境监测、设备监控、分析预警等应用领域前景广阔。采用物联网技术对环境信息和关键生产设备进行状态监测、自动控制,同时采用云计算技术进行模型分析与故障诊断,采用卫星遥感技术提升环境监测的广度和深度,结合移动互联技术来提高网络传输的安全、可靠性。

应用物联网技术提升设备的状态监测与运行控制水平。在设备关键部分加装传感器,并选取合适传感器网络组网技术进行组网并传输数据,实时监测设备的温度、电机、振动、轴温等重要参数,使得设备的状态能实时传送到调度室。

传统的设备自动控制仅能实现单机的常规控制,依靠人员定点值守,通过调度电话等方式获取指令进行手工操作,应用物联网技术,改造传统的手动操作设备为自动化、智能化、根据远程的指令,对设备进行更加复杂、更加精细化的自动控制和维护,使设备更加智能,达到无人值守、智能控制的要求。

应用云计算技术提升设备管理水平。首先是提高设备状态分析和运维水平,通过建立设备运行状态模型开展以只是处理为核心的故障分析,开展专家系统、神经网络和模糊分析等理论、方法和应用技术的研究和应用,优化设备的系统配合,实现在线的进行数据处理和分析判断,根据预设模型发出报警和自保护操作指令,专家系统的分析结果将指导设备运维人员进行操作。

其次,分析结果可以有效地避免设备管理服务器单点故障,保证了系统的连续运行。再次是可以将数据封装成服务,供其他应用系统可以调用,实现设备安全状态数据与生产、运维部门的共享。

卫星遥感在地质环境监测中应用广泛。根据地质灾害预警的要求,构建监测“点”以监测点为基本单位构建“线”,基于卫星遥感静态连续地表变形监测、区域降水监测等组建“面”,以检测区域现场深部位移和地表变形等参数的拾取为基础,覆盖灾害区域的地上、地下,构建设计变形参量、相关因素、诱因因素的立体监测系统。

移动互联网技术应用使检测监控平台更符合煤矿井下环境的要求。煤矿井下施工始终处于移动状态,有线通信受到限制,而且引发矿山事故的灾害源,如瓦斯、矿压、透水等均散布在尚未开采的地层中,且具有流动性,随着开采的进行,灾害源集中地地点、强度、显示度、危害程度也在不断发生变化、需要应用移动互联网技术支持环境管理人员使用多种无线终端登录系统,随时可以查看并处理监控的问题。

(本文摘自《新一代信息技术在两化深度融合中的应用》一书,由电子工业出版社出版)

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