智慧化工园区物流信息化标准体系设计研究*

2022-06-23魏民王利花李雪王文娟

航天标准化 2022年1期

魏民王利花李雪王文娟

（1 航天恒星科技有限公司，北京， 100086；2 浙江航天恒嘉数据科技有限公司，嘉兴， 314200）

文摘：在分析当前智慧化工园区标准体系发展现状及物流标准化发展趋势的基础上，从与智慧化工园区物流相关的总体标准、业务应用标准、基础设施标准、支撑平台标准、数据安全标准和保障措施标准6 个方面，对智慧化工园区物流信息化标准体系进行设计并得出研究结论。提出物流标准体系架构，对进一步构建、补充与完善智慧化工园区物流标准体系具有参考价值和实际意义。

由于化学品生产、仓储、运输的特殊性，使得化工产品物流具有复杂性、高危性和批量大等特点。近年来，化工物流行业的需求量逐年提升，但化工物流的现代化发展进程，却相对迟缓，普遍存在车辆管理监管不到位、运输信息获取不及时、运输资源利用不充分等现象，难以满足园区或企业安全、环保、时效与健康等的要求。

本文从浙江省嘉兴港区智慧化工园区标准体系建设项目的实际出发，针对物流运输领域及其未来发展对标准化工作的要求，系统梳理园区需制定的物流标准，研究构建园区物流信息化标准体系，明确体系构成和主要内容，望对国内其他化工园区同行予以借鉴，促进智慧化工园区物流标准体系建设工作的进一步开展。

1 智慧化工园区标准体系发展现状及趋势

1.1 发展现状

2015 年围绕将嘉兴港区化工园区建设成为“基础设施高端、管理服务高效、创新环境高质、可持续发展的园区” 的总体目标，在全国推进“两化” 深度融合，浙江省政府大力发展信息经济，嘉兴市全力打造智慧城市的背景下，嘉兴港区化工园区明确了 “生产智能化、管理智慧化”的智慧化工园区的建设任务。 2016 年港区管委会落实浙江省与中国航天科技集团战略合作内容，成立了浙江航天恒嘉数据科技有限公司，为智慧化工园区的建设迈出了实质性一步。为形成“打造方案可复制、模式可推广、运营可持续”的智慧园区产品，成为全球化工领域一流园区，港区政府在化工园区建设伊始，也同步启动了相关智慧园区标准化的工作。同年7 月，港区管委会及所属各个职能部门、恒嘉公司、标准化研究机构成立了 “智慧化工园区标准化建设协调小组”，明确了工作任务，研究制定了智慧化工园区的标准化工作方案。 2017 年向国家标准化管理委员会提交了国家标准化试点的申请，同年获批立项。 2018 年协调小组组织相关单位开展前期调研工作，初步形成了智慧化工园区的标准体系框架及重点标准的研究方向。 2020 年研制发布了GB/T 39218—2020 《智慧化工园区建设指南》。

目前，嘉兴港区智慧化工园区已出台发布了7 项标准规范，还出台了《智慧化工园区安全信息化指南》等18 项园区标准，这些相关标准为智慧化工园区标准体系的建设和发展提供强有力的技术支持和保障，包含管网信息化、安全信息化、环保信息化、能源信息化、物流信息化、危化品全生命周期监管平台等各类业务领域的标准体系构建，有效管控 “人的不安全行为” 和 “物的不安全状态”，提升了园区的信息化智能化管理水平，促进了园区新技术、新能源和新物流的推广应用。

标准体系具有支持当前需求和未来发展的双重作用。目前，在智慧化工园区的相关信息化标准体系建设方面，我们对嘉兴港区智慧化工园区的环境污染治理现状进行了详细分析，并搭建了环保信息化标准体系，对化工园区的安全风险管控体系也进行了探索，设计研究了智慧化工园区的管网标准体系和能源标准体系。此外，我们对应急防疫数据标准体系进行了研究与探索，但针对化工园区物流信息化标准体系的建设工作尚待构建与开展。

1.2 发展趋势

构建智慧化工园区物流信息化标准体系是化工企业自身信息化和智能化发展的需要，物流技术和管理标准化、大数据技术标准、物联网技术及应用标准是未来构建智慧化工园区物流信息化标准体系的重要内容和必然发展趋势。

围绕智慧化工园区的建设目标，依据工信部《促进化工园区规范发展的指导意见》，通过信息化技术手段，采集危化品车辆位置信息、运输货物状态信息及其他危化品交易过程中产生的信息数据，实现危化品运输车辆的作业监管、运输货物状态监测、预警应急、危化品物流交易信息发布等一体化监管，从而遏制重特大事故的发生。所以，制修订相关的物流技术和管理标准，使化工行业物流安全监管更加信息化、网络化和智能化，是智慧化工园区标准化的重点工作，也是未来物流信息化标准体系建设的核心内容。

传统的化工园区物流模式信息化程度不高，难以满足园区企业等用户对实效、安全、环保与健康的要求，将物联网、大数据、云计算等新技术同化工园区物流过程中的运输、存储、装卸、搬运、包装、流通、加工、配送和信息处理等基本环节有机结合，打造新时代下的 “大数据平台＋化工园区＋物流” 模式，实现物流仓储智慧化、运输产品可追溯、物流全程可视化监控，从而提高园区的系统化、自动化和信息化水平，是化工园区物流行业发展的必然趋势，也是未来物流信息化标准体系建设的重要内容。

大数据是现代社会的发展趋势，运用大数据技术可推动化工物流特性化和精细化、物流过程的智能化和数字化、物流的平台化和融合化。物联网是指通过二维码、射频识别、传感器、全球导航定位系统等信息感知设备，按约定的协议，将物体与网络连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。随着这些新技术的成熟、普及和商用，研制智慧化工园区物流信息化标准体系框架并制订关键的编码标准、解析标准、数据接口标准、性能测试标准、安全保障标准及应用评价标准将是未来一段时间物流领域标准化的重要工作。

2 化工园区物流信息化标准体系

2.1 范围和内涵界定

根据标准中的定义，化工园区是由多个相关联的化工企业构成，以发展石化和化工产业为导向、地理边界和管理主体明确、基础设施和管理体系完整的工业区域。智慧化工园区则是围绕着园区的安全生产、环境管理、应急管理、封闭化管理、运输管理、能源管理、办公管理、公共服务和保障体系等业务应用领域，通过数据整合与信息平台建设以实现智能化管理与高效运行的化工园区。

本文拟研究智慧化工园区的物流信息化标准体系，内容包括与智慧化工园区物流运输相关的总体框架、基础设施、支撑平台、数据安全和保障措施等方面，涉及物流运输领域的资质备案管理、运输车辆管理、电子运单管理、物流交易管理、监控及预警管理和管道及储罐管理等标准的制订要求。

2.2 标准体系架构

从以上范围和内涵的界定以及智慧化工园区标准体系现状、发展趋势的分析出发，结合嘉兴港区智慧化工园区物流信息化建设项目的实际，并根据GB/T 13016—2018 《标准体系构建原则和要求》，提出的化工园区物流信息化标准体系架构如图1 所示，由总体标准、业务应用标准、基础设施标准、支撑平台标准、数据安全标准和保障措施标准6 个子标准体系组成。它们之间互相依赖、互为补充，其中物流业务应用子标准体系是整个物流标准体系的核心内容，明确了化工园区物流信息化的关键要素。基础设施和支撑平台两个子标准体系为上层的业务应用子标准体系提供数据源。而数据安全与保障措施子标准体系则贯穿于整个物流信息化标准体系的建设过程之中，它们同样也是智慧化工园区总体标准体系其它业务应用领域必备的子标准体系。

图1 智慧化工园区物流信息化标准体系架构

总体标准由总体框架标准和术语标准组成。总体框架标准提供了物流信息化标准的总框架，包括设计原则、指南等总体性相关的标准。术语标准是为了统一物流信息化建设中遇到的主要名词、术语和技术词汇，避免引起对它们的歧义性理解，提供物流信息、基础设备和专业技术等方面的术语。

经过分析梳理，智慧化工物流信息化标准体系共有27 项子类标准，包括总体标准2 项、业务应用标准6 项、支撑平台标准5 项、基础设施标准5 项、数据安全标准3 项和保障措施标准6项。其中，总体标准、数据安全标准和保障措施标准参考已颁布的国家、地区及行业标准。业务应用标准、平台支撑标准及基础设施标准为物流信息化标准体系今后需要重点规划编制的标准。

业务应用标准为物流信息化提供应用标准规范，包含资质备案管理、运输车辆管理、电子运单管理、物流交易管理、监控及预警管理和管道及储罐管理等6 个方面的内容。

资质备案管理是对物流作业的车辆进行资质认证和审核等的管理，包括对危化品物流企业的运营资质、人员资质、车辆资质等的信息认证及信息真实性审核，黑名单查询，违章查询以及根据姓名和完整的身份证号码查询驾驶证、从业证、车辆道路运输证以及道路经营许可证的到期信息等相关规定。

运输车辆管理是通过对园区进行封闭式管理，以卡口或其他形式设置固定出入口，实现对进入园区的危化品运输车辆进行物理管控。内容包括：数据接入、物流管控、综合图显示、卡口建设、可视化对讲、视频监控、应急广播、网络通讯和数据中心等的功能要求。

电子运单管理是对企业和化工园区在线申请、审核、批准的运单进行管理，运单信息包括但不限于委托人、接收人、承运人、车辆牌照、物资种类及数量、运输时间等。此外，在智慧化工园区物流业务的标准化过程中，还需制定相应的统计与评估标准，对每一次运输过程的运输信息进行统计分析与备案、对危化品品运输车辆司机、随车人员、车辆、企业的信用进行评价。

物流交易管理是根据危化品物流在实际运行过程中的特点，对货主和车主企业进行物流交易过程的管理，内容包括制订信息发布、车货匹配、自由竞价、订单管理、在线支付、评价管理等。

监控及预警管理是对指定车辆位置、视频进行实时监控，对车辆历史轨迹进行回放，对运输车辆的货物状态进行监控，当在物流过程中可能出现危险状态时能够及时报警。同时还需制定出相应的标准，从管道运输到危化品车辆运输，对涉及到危化品的每一个环节，都应设定相应对的报警指标，当某一环节出现问题时，可及时报警，最大程度降低物流运输过程中存在的风险。

管道及储罐管理主要针对危化品生产园区现状，对危化品企业之间建立的危化品运输管道及危化品储罐的位置拓扑信息和状态信息进行监控和展示，更能够精细化展示管道和储罐中各危化品的流量、压力等，实现危化品管道运输及储罐存储一体化监管。包括管道及储罐位置管理、管道及储罐状态管理、管道流量及储罐储存量监控和管道运输过程监控等内容。

物流信息化标准体系建设所需的基础设施标准主要针对数据资源中心、网络传输和大数据采集等设施和设备，如图2 所示。其中数据资源中心集中了智慧化工园区数据支撑平台运行及其运维服务的数据资源，并提供应用软件系统、电力保障系统、空气调节系统、安全保障系统、监控系统、消防系统、机柜及桥架、办公等其它基础设施的场地和环境资源。网络传输包含政务外网、园区接入内网、以及网络安全设备、交换器、路由器、服务器等。大数据采集通过导航终端设备、传感器设备和监控摄像头设备获取数据。

图2 物流基础设施子体系

物流运输车辆需配备车载导航终端设备，实时上报车辆位置信息，数据存储至智慧物流支撑平台，支持历史轨迹查询。

危化品储罐上需配备安装传感器设备，实时获取传感信息，数据存储至智慧物流支撑平台，支持历史传感数据查询。

在园区卡口、车辆上安装视频摄像头，实时监控运输现场状态，数据存储至智慧物流支撑平台，支持历史视频回放。

支撑平台是对基础设施进行统一认证管理、统一权限管理和统一接入管理等操作，对园区物流应用与服务进行流程的定制化管理，通过平台的记录和控制机制实现各类业务应用的数据共享和协同。同时，通过信息交换服务，实现基础设施、各类应用和服务之间的数据交换。物流支撑平台建设需制定网关接入、访问控制、地理信息（GIS）服务、数据存储和数据服务引擎等相关标准。

网关接入具有车载终端位置数据、视频数据、传感器数据的接入、解析、存储等功能，是支撑平台和外部系统之间进行数据交互的通道，并提供统一的终端控制接口。

访问控制负责完成对整个平台权限和角色的定义与管理，还负责完成外部系统各单位用户数据信息的管理。

GIS 服务由影像瓦片服务、地形服务、三维模型服务、空间定位服务4 个子模块组成。影像瓦片服务, 按照传感器、成像时间、波段、分辨率等多种参数以图片方式调用数据库遥感影像数据，能实现影像数据的瓦片式存储与调用。地形瓦片服务，基于矢量数据流和地图瓦片方式进行数据存储和调用，实现基本的空间分析功能（范围查询、相交查询、点线面缓冲区分析等）和GIS 专题图功能。三维模型服务，基于三维模型接口，能在三维场景中自主叠加点、线、面、三维模型等要素。空间定位服务，将带有地理坐标的对象与地图进行坐标匹配，实现对象的空间查询定位。

物流平台的数据库包括基础地理数据库、企业基础信息库、用户管理数据库、车辆监控数据库和视频数据库。基础地理信息库是调用地理信息系统的数据库；企业基础信息库是涉及企业法人信息、企业注册信息等的数据库；用户管理数据库用于存储登陆平台的货主、车主以及后台管理员的基础信息；车辆监控数据库用于存储车辆的基础信息、车辆实时位置信息、车辆报警信息、车主基本信息等；视频监控数据库用于存储视频摄像头的基础信息、音视频信息、报警信息等。视频监控信息属于非结构化数据且信息量大，因此视频监控数据库的设计需要非结构化的数据库进行处理。

数据服务引擎由数据调度、数据缓存、过载控制和数据访问4 个功能模块组成。数据调度模块负责对外提供数据访问接口、对内协调其他功能模块共同完成业务数据服务的提供；数据缓存模块负责在内存中存储大量的访问频率高的数据，提高数据访问的并发量，对于不经常使用的数据在确保与数据访问同步的前提下从缓存中清除，数据清除原则、数据失效期等参数可配置；过载控制模块负责对数据访问请求进行控制，对超过过载控制阈值的请求予以拒绝，直接向客户端返回失败响应；数据访问模块负责对数据库、文件操作的封装，支持多种数据库和文件存储，屏蔽不同数据库之间的差异性，对外提供统一的接口。

数据安全标准包括数据安全总体、数据安全技术和数据安全管理。同智慧化工园区的安全、环保、能源、管网等业务应用领域的标准体系建设一样，园区物流标准体系的数据安全标准的制定，也需要按照GB/T 31496—2015 《信息技术安全技术信息安全管理体系实施指南》和GB/T 20271—2006 《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》要求开展，其中视频数据按照公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求开展。

智慧化工园区物流信息化标准体系的保障措施标准，也同安全、环保、能源、管网等其他业务应用领域的标准一样，包括制度保障、组织保障、人员保障、资金保障和运维保障等标准。在制度保障方面，应制订和完善与智慧化工园区物流建设内容匹配的各项管理制度。在组织保障方面，应组织成立相应的管理机构，负责组织和管理智慧化工园区物流信息化的规划、建设、运营和服务。在人员保障方面，应配置专职管理人员，建立规划、建设、运营和服务的人才队伍。在资金保障方面，应编制智慧化工园区物流信息化建设投资预算和资金使用计划，应将物流基础设施建设、支撑平台建设、数据安全建设和业务应用运行等费用纳入年度预算，定期对智慧化工园区物流信息化建设投入进行合理地分析和评估。在运维保障方面应建立信息化运维系统和运行管理办法，保障物流信息化系统的持久稳定运行。

此外，在制定物流运输保障措施规范标准方面，应特别注重根据应急防疫的要求和相关内容，切实保证物流运输中人、车、物的公共卫生与防疫安全，如图3 所示。