梁徽 趙巖 劉海震

中國石油運(yùn)輸有限公司 北京 100101

1 引言

2021年3月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出積極穩(wěn)妥發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，加強(qiáng)工業(yè)軟件研發(fā)應(yīng)用，培育形成具有國際影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，推進(jìn)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，通過對(duì)人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全新制造和服務(wù)體系，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實(shí)現(xiàn)途徑。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配置、降低成本，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與 5G、人工智能、區(qū)塊鏈等信息技術(shù)加速融合，標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐也逐步推進(jìn)[1]。

在國家對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大力支持與推廣下，石油化工行業(yè)也在實(shí)踐應(yīng)用中結(jié)合煉化行業(yè)特點(diǎn)和公司管理實(shí)際，進(jìn)行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。中國石油通過昆侖數(shù)智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)賦能石油石化設(shè)備監(jiān)測與故障診斷、設(shè)備預(yù)測性維護(hù)等應(yīng)用場景的創(chuàng)新應(yīng)用；石化盈科自主研發(fā)了ProMACE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，支撐智能工廠、智能油氣田、智能管線；中海油打造了全球首個(gè)700MHz與2.6GHz融合組網(wǎng)的5G石化專網(wǎng)，為中海油惠州石化帶來顯著的安防效率提升?！肮I(yè)互聯(lián)網(wǎng) + 安全生產(chǎn)”改變了以往石化化工行業(yè)以人防為主、依靠經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)，從行業(yè)層面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)布局的優(yōu)化和系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)的降低。

2 平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

某石化企業(yè)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，以安全生產(chǎn)分區(qū)管控為規(guī)范，采集全量的生產(chǎn)與作業(yè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，建設(shè)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)。平臺(tái)包括生產(chǎn)與作業(yè)監(jiān)控、安全生產(chǎn)管控、應(yīng)急管理和隱患治理共4類11種應(yīng)用場景，針對(duì)企業(yè)面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，如火災(zāi)、泄漏等，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、預(yù)測異常情況，并將預(yù)警與報(bào)警反饋給隱患治理與敏捷應(yīng)急系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別到隱患治理，事件報(bào)警到敏捷應(yīng)急閉環(huán)管理，推動(dòng)了企業(yè)安全生產(chǎn)、提質(zhì)增效、科學(xué)決策、敏捷應(yīng)急。

2.1 生產(chǎn)與作業(yè)監(jiān)控類應(yīng)用場景

（1）采集安全全量數(shù)據(jù)，建設(shè)基礎(chǔ)安全信息數(shù)據(jù)庫。通過納入危險(xiǎn)化學(xué)品安全技術(shù)說明書、設(shè)備設(shè)施安裝、檢測檢驗(yàn)、隱患排查、制度標(biāo)準(zhǔn)等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品安全相關(guān)信息的全量數(shù)據(jù)入湖集中管理，通過對(duì)數(shù)據(jù)庫信息的分析和利用，及時(shí)了解危險(xiǎn)化學(xué)品的安全特性，科學(xué)制定安全操作規(guī)程，并能夠?qū)υO(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)變更、施工安裝、檢維修、檢測檢驗(yàn)等進(jìn)行線上化管理和監(jiān)控。

（2）規(guī)范作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化過程管理。將作業(yè)審批許可條件條目化，將復(fù)雜的審批流程轉(zhuǎn)化為易于理解和執(zhí)行的規(guī)范條目。根據(jù)作業(yè)類型和安全要求，定義相應(yīng)的條件，確保作業(yè)符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。將作業(yè)申請(qǐng)、審批、許可等環(huán)節(jié)連接，形成一條完整的作業(yè)流程，系統(tǒng)自動(dòng)按照設(shè)定的流程進(jìn)行預(yù)約審查、安全條件確認(rèn)和許可操作，實(shí)時(shí)跟蹤作業(yè)狀態(tài)和進(jìn)展，提供及時(shí)的提醒和預(yù)警信息，記錄作業(yè)過程中的關(guān)鍵信息和決策，留下完整的痕跡，方便事后審查和分析，實(shí)現(xiàn)作業(yè)管理的信息化、規(guī)范化和程序化，提高作業(yè)執(zhí)行效率和準(zhǔn)確性。

2.2 安全生產(chǎn)管控類場景

（1）識(shí)別環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)地圖?；诓杉黝惌h(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)，將其結(jié)合GIS地圖進(jìn)行整合和展示。通過風(fēng)險(xiǎn)地圖，可以直觀地了解環(huán)境情況和相關(guān)監(jiān)測指標(biāo)的分布情況。通過設(shè)定各項(xiàng)指標(biāo)的閾值，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境和相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦某個(gè)指標(biāo)超過設(shè)定的閾值，系統(tǒng)將自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)機(jī)制，并對(duì)相關(guān)的處置人員發(fā)送短信推送，以便及時(shí)采取相應(yīng)的行動(dòng)。通過環(huán)保地圖的建設(shè)和配置，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效管理和迅速響應(yīng)，不僅可以提高監(jiān)測和治理的效率，還可以提升環(huán)境保護(hù)工作的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。此外，通過系統(tǒng)記錄和分析警報(bào)信息，還可以為環(huán)境監(jiān)測和治理提供有益的參考和決策依據(jù)，推動(dòng)環(huán)保工作的持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化。

（2）評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)管控。建立企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)清單和風(fēng)險(xiǎn)管控清單，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的潛在危害性、發(fā)生概率以及暴露程度等因素進(jìn)行綜合評(píng)估，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化和分級(jí)。同時(shí)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果制定相應(yīng)的管控策略和措施，并將其納入風(fēng)險(xiǎn)管控清單進(jìn)行管理。結(jié)合GIS地圖的功能，將風(fēng)險(xiǎn)分布情況直觀地展示在總平面布置圖或地理坐標(biāo)圖上，通過使用紅色、橙色、黃色和藍(lán)色等顏色，不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的區(qū)域可以被自動(dòng)地標(biāo)示出來。企業(yè)可以一目了然地了解各個(gè)生產(chǎn)設(shè)施、作業(yè)場所等區(qū)域所存在的不同等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)分布的可視化管理。

（3）建立隱患標(biāo)準(zhǔn)管理庫，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化隱患排查治理。為了確保隱患的辨識(shí)、處理和管理具備標(biāo)準(zhǔn)化和一致性，建立隱患標(biāo)準(zhǔn)管理數(shù)據(jù)庫，包括建立各類隱患的定義、辨識(shí)方法、處理要求等詳細(xì)信息。系統(tǒng)涵蓋排查計(jì)劃的制定、任務(wù)的分派、執(zhí)行的監(jiān)督和進(jìn)度的跟蹤等功能。同時(shí)針對(duì)關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和報(bào)警，一旦觸發(fā)關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的隱患報(bào)警，系統(tǒng)將及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并通知相關(guān)人員采取相應(yīng)的控制或應(yīng)急措施，以減少潛在風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

2.3 應(yīng)急管理類應(yīng)用場景

（1）強(qiáng)化應(yīng)急演練，以練促戰(zhàn)。針對(duì)不同的階段、場景，結(jié)合預(yù)案、案例、圖譜、流程等，通過構(gòu)建事故場景，多方協(xié)同參演，真實(shí)模擬事故救援處置全流程，實(shí)現(xiàn)事件處置過程從接警、處置到總結(jié)評(píng)估的全流程覆蓋。在不同的演練階段和場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以提供全面支持。首先，針對(duì)應(yīng)急演練現(xiàn)場的設(shè)備、儀表等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制，通過實(shí)時(shí)獲取和分析設(shè)備數(shù)據(jù)，監(jiān)測現(xiàn)場參數(shù)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，通過遠(yuǎn)程控制操作設(shè)備進(jìn)行干預(yù)與調(diào)節(jié)。通過大數(shù)據(jù)分析和處理，用于建立事故模型和預(yù)測模型，提前識(shí)別和預(yù)測潛在的風(fēng)險(xiǎn)和問題。其次，各個(gè)部門在系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息共享、任務(wù)分配和指揮協(xié)調(diào)，提高應(yīng)急處置的協(xié)同效率。最后，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提供場景復(fù)現(xiàn)和虛擬培訓(xùn)支持，模擬真實(shí)的應(yīng)急演練場景，讓參與者在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時(shí)訓(xùn)練和演練，提高應(yīng)急響應(yīng)的準(zhǔn)備和反應(yīng)能力。

（2）應(yīng)急資源可視化展示，提高應(yīng)急指揮決策效率。以安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)為基礎(chǔ)，依托GIS平臺(tái)，對(duì)全域應(yīng)急資源進(jìn)行摸底，對(duì)各類應(yīng)急資源進(jìn)行分類匯總，對(duì)應(yīng)急隊(duì)伍、應(yīng)急資源、消防設(shè)施及物資、重大危險(xiǎn)源等信息進(jìn)行集成展示[2]。利用視頻、音頻、圖片和文字信息，專家可以通過遠(yuǎn)程指導(dǎo)和協(xié)助現(xiàn)場人員做出決策。同時(shí)，還支持會(huì)議快速組建和召開，使得現(xiàn)場人員和救援人員能夠直接參與討論，明確救援事項(xiàng)，加強(qiáng)協(xié)同配合。

2.4 隱患治理類應(yīng)用場景

（1）配合智能巡檢終端，提高巡檢質(zhì)量。通過巡檢終端下發(fā)作業(yè)指令，終端下載巡檢任務(wù)，巡檢人員可按照指定的路線和要求進(jìn)行作業(yè)。在巡檢過程中，終端會(huì)實(shí)時(shí)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，包括巡檢點(diǎn)的狀態(tài)、巡檢人員的操作記錄等。通過4G/LTE無線通信技術(shù)，數(shù)據(jù)可以快速傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和分析。管理人員可以通過系統(tǒng)獲得巡檢情況的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括巡檢地點(diǎn)、時(shí)間、設(shè)備狀態(tài)、異常信息等，從而做出準(zhǔn)確的判斷和決策。智能巡檢終端的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的協(xié)同作業(yè)，提高巡檢效率和質(zhì)量，全面實(shí)現(xiàn)智能化巡檢工作，使得巡檢任務(wù)的執(zhí)行更加高效和規(guī)范。

（3）AI識(shí)別，實(shí)現(xiàn)智能化封閉管理?；谝曨l監(jiān)控和AI算法實(shí)現(xiàn)對(duì)廠區(qū)人員和車輛進(jìn)出的監(jiān)管和管理?？梢耘c報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、人員與車輛信息管理系統(tǒng)、訪客在線管理系統(tǒng)以及人員定位系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全方位的安全管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。無論是已注冊(cè)的員工還是訪客，系統(tǒng)能夠通過面部識(shí)別、人體特征提取以及車牌識(shí)別等技術(shù)，對(duì)其身份進(jìn)行快速準(zhǔn)確的識(shí)別。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)記錄下人員和車輛的進(jìn)出時(shí)間，用于后續(xù)的時(shí)間線記錄和查詢。在安全方面，當(dāng)有任何入侵或緊急情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，提醒安保人員及時(shí)采取措施。同時(shí)，通過實(shí)時(shí)追蹤人員位置信息，并與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，保證對(duì)人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控和追蹤。

（4）深度學(xué)習(xí)算法，助力異常工況監(jiān)控。利用深度學(xué)習(xí)算法分析和識(shí)別企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的異常工況，例如設(shè)備故障、操作失誤等。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并采取相應(yīng)措施防范事故發(fā)生。借助智能識(shí)別技術(shù)對(duì)化工企業(yè)作業(yè)人員的安全行為進(jìn)行監(jiān)測和分析，包括佩戴安全裝備、操作規(guī)范等。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為或不安全行為，系統(tǒng)將及時(shí)預(yù)警并提供警示信息，以促使人員遵守安全規(guī)定和操作規(guī)范，降低生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)。通過設(shè)立多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控不同區(qū)域的環(huán)境、溫度、氣體濃度等參數(shù)，并結(jié)合智能識(shí)別技術(shù)，檢測異常情況，如火災(zāi)和泄漏等。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將立即發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并通知相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)急處理，以最大程度地減小潛在風(fēng)險(xiǎn)。

（4）建立安全指標(biāo)，提升風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力。通過對(duì)企業(yè)的工藝流程、設(shè)備情況、物料儲(chǔ)存等進(jìn)行評(píng)估和分析，識(shí)別潛在的靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因素，并進(jìn)行權(quán)重計(jì)算和綜合評(píng)價(jià)，以獲取靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)值。針對(duì)企業(yè)特殊作業(yè)的操作風(fēng)險(xiǎn)，如高空作業(yè)、動(dòng)火作業(yè)等，進(jìn)行事故概率和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)估，并將其納入安全生產(chǎn)預(yù)警模型，計(jì)算特殊作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。通過對(duì)企業(yè)內(nèi)部的隱患排查、整改情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，評(píng)估隱患治理的有效性，并將其納入安全生產(chǎn)預(yù)警模型，計(jì)算隱患治理指數(shù)?？紤]企業(yè)裝置的布局合理性、防火阻隔、緊急通道等因素，進(jìn)行評(píng)估和分析，計(jì)算裝置布局的安全指數(shù)。對(duì)企業(yè)的工藝變更、設(shè)備設(shè)施變更等進(jìn)行跟蹤和管理，評(píng)估變更管理的規(guī)范性和安全性，并計(jì)算變更管理的指標(biāo)值。分析企業(yè)資源消耗情況和資源管理措施執(zhí)行情況，計(jì)算能源綜合管理的指數(shù)值。評(píng)估企業(yè)應(yīng)急預(yù)案的完善程度和執(zhí)行情況，計(jì)算應(yīng)急預(yù)案指標(biāo)值。考察企業(yè)培訓(xùn)機(jī)制和人員素質(zhì)管理，評(píng)估培訓(xùn)和人員素質(zhì)的指標(biāo)值。統(tǒng)計(jì)企業(yè)消防設(shè)施的配備和運(yùn)行狀況，計(jì)算消防設(shè)施的安全指數(shù)。分析企業(yè)報(bào)警系統(tǒng)的覆蓋范圍和響應(yīng)能力，計(jì)算報(bào)警指標(biāo)值。通過綜合統(tǒng)計(jì)、分析和計(jì)算以上指標(biāo)，可以得到企業(yè)安全生產(chǎn)預(yù)警指數(shù)值，并生成安全生產(chǎn)預(yù)警指數(shù)趨勢(shì)圖，以定量化展示企業(yè)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀和趨勢(shì)，為企業(yè)提供重要參考，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決安全生產(chǎn)隱患，提高整體的安全生產(chǎn)水平。

3 結(jié)語

企業(yè)通過安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)提升了安全相關(guān)事件預(yù)警與報(bào)警能力，有效實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別到隱患治理、事件報(bào)警到敏捷應(yīng)急閉環(huán)管理的全過程控制。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力量，未來將深刻影響和改變著制造業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域。作為工業(yè)元宇宙的一部分，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要扮演的是基礎(chǔ)設(shè)施的角色[3]，隨著VR、AR、AI等相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在石化企業(yè)將會(huì)有更多的應(yīng)用場景，如利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的實(shí)時(shí)模擬和虛擬鏡像，將物理世界與數(shù)字世界實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)和互動(dòng)，進(jìn)行仿真、預(yù)測和優(yōu)化分析，進(jìn)一步幫助企業(yè)更好地理解和管理物理世界，提高生產(chǎn)效率、質(zhì)量和安全性。