石油化工码头安全管控一体化应用的探索之路

Bond72 2021-03-20

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安全管控一体化概念

管控一体化是采用计算机、网络、数据库、自动控制和接口通信等诸多先进技术，以生产过程控制系统为基础，通过对企业生产管理、过程控制等信息的处理、分析、优化、整合、存储、发布，运用现代化企业生产管理模式建立的覆盖企业生产管理与基础自动化的综合系统。管控一体化最早是针对流程制造企业提出的，目的是协助企业实现从底层设备控制到上层管理系统的综合集成和全局优化，协助企业实现效益最大化。

笔者认为企业管控一体化的相关理念和经验也可以应用到石油化工码头的安全生产管控当中。鉴于此，通过长期的调研与探索，本文在企业管控一体化概念的基础上提出了一种侧重于石油化工码头生产安全管理的安全管控一体化管理新理念：

石油化工码头安全管控一体化，可以码头安全生产管理业务为主线，运用系统集成的思想和方法，基于同一个平台，全面集成整合码头各类数据、技术、设备设施、应用控制系统等，并在信息资源共享的基础上进行大数据的深度挖掘分析，从而为码头安全生产管理的整体优化提供科学指导，提升码头安全生产效率和管理水平。

石油化工码头安全生产管理现状

石油化工码头危险化学品的装卸、油品收发作业及库区储罐、危化品仓库、输油管道等重大危险源都涉及大量易燃、易爆、有毒、有害化学物质，一旦发生事故，不但会造成巨大的财产损失和人员伤亡，还会造成恶劣的社会影响。近年来，由于码头作业人为操作不当、隐患发现不及时、监督人员管理不力、外来作业对象作业不规范等一系列原因，导致的码头重大事故时有发生，如7·16大连输油管道爆炸事故、8·12黄岛油库爆炸事故等。因此，石油化工码头的安全生产工作意义重大。

鉴于如此，目前大多数的石油化工码头都根据自身实际情况及业务管理需求建设了一系列安全生产工作相关的应用软件系统，如生产运营系统、SCADA系统、视频监控系统、消防控制系统、资产管理系统、液位监测系统等，这些系统的建设对于码头正常的安全生产与经营管理起到了一定的支撑作用。但是，由于各系统建设时间的不同以及采用技术上的差别，造成了码头信息资源条块分割、应用系统之间相互独立的局面，形成多个信息孤岛，难以实现信息资源共享。这在一定程度上，严重制约了码头生产作业效率和对安全隐患的识别时效及突发事件的处置效率。

通过前期调研笔者了解到当前各石化码头都会遇到此类问题：码头SCADA系统2013年由A厂家建设，视频监控2015年由B厂家建设，液位监控2017年由C厂家建设，这些系统都有各自的专业擅长，各自独立互不相通，这就给码头的日常管理运营带来一个严重的问题—当码头管理人员想要了解码头内某个储罐的相关信息时，他需要同时打开资产管理系统、SCADA系统、视频监控系统、液位监测系统等多个应用系统才能获取该储罐的所有相关信息，这就造成人员操作特别繁杂，同时必须要由专业人员才能完成，这不仅严重影响了人员作业效率，增加了人力成本；若码头发生突发状况，此类管理模式将严重影响事件的响应效率，造成的后果不堪设想。

针对石化码头存在多套系统并行使用、数据分散、管理不连贯的问题，安全管控一体化体系恰好可以很好的解决这些问题。通过构建码头安全管控一体化体系，基于同一个平台（如码头GIS平台），将码头现有的各类信息系统进行有机整合，打通码头所有数据应用，管理人员可以基于此平台（系统）对码头各类相关信息进行集中管理分析应用。以此为基础，安全管控一体化在码头管理辅助上还能够更加深入，基于一体化管控平台集成汇总的各类数据资源，借助大数据的各类挖掘分析算法，可进行码头作业计划的调整和优化，提高作业效率，辅助码头管理人员科学管理、智能决策。

安全和效益是码头生产运营最关注的，而安全管控一体化正是石油化工码头实现管理突破的有效手段，所以从相关码头应用实践情况和其它行业对该管理模式的依赖可以看出，在今后，安全管控一体化将推动整个石油化工码头管理的全面升级。

油化工码头安全管控一体化体系构建

总结分析安全管控一体化在其它行业应用的发展历程，笔者认为，石油化工码头构建安全生产管控一体化体系大致可以分为三个阶段：第一个阶段是完善感知体系，实现码头安全状态全感知，第二个阶段是构建基础平台实现码头地、物管理全可视，第三个阶段是搭建安全管控应用实现码头生产安全监管全智能。石油化工码头安全管控一体化体系构建。

安全管控一体化体系构建步骤

完善感知体系实现码头安全状态全感知

石油化工码头的安全监控过程及监管对象主要包括装卸作业、油库、危险化学品仓库、输油管道、危险品运输车辆等。对于装卸作业，主要监测现场视频和装卸过程中可能出现的易燃易爆气体、有毒气体的泄漏；对于油库和危险化学品仓库，主要对储罐和仓库的温度、压力、泄漏气体浓度及现场视频等安全参数进行监控；对于输油管道，主要对流量、流速及人为或腐蚀造成的管道泄漏进行监控；对于危险品运输车辆，则借助GPS、GPRS、GIS技术，对运输路径、车辆超速、车辆越界等进行监控。

因此，要想实现码头的安全生产、高效运营，首先第一步需要针对码头各类监控对象及监控过程完善物联感知体系建设，包括视频监控系统、各类物联在线监测系统、消防报警系统、车辆监控系统、电子围栏系统、火焰智能识别系统等的建设。这样做的好处是，通过统一规划和科学布局建设，码头管理人员能够全面感知码头整体安全状态，直观了解所有管理对象情况，实现快速的对象信息查询、作业状态感知及作业情况分析。

但现实情况是，由于码头各个部门管理对象各异，关注点不一，各部门都沉浸在“点”的建设上，很难意识到“面”的重要性，导致现阶段码头安全、生产、设备、货物等业务管理系统零散建设、各自为政、互不相通，码头业务管理者和企业管理者长期缺乏易用直观的全局监管工具，造成很多管理缺位，一方面重复建设浪费了码头资源，另一方面，也可能酝酿码头的安全隐患。

鉴于如此，根据码头实际情况，开展顶层设计统筹规划，充分发挥现有信息资源基础，完善码头感知体系，是码头实现生产安全管控一体化的首要任务。

构建基础平台，实现码头地物管理全可视

各类感知系统建设完成后，码头管理者又将面临感知数据如何直观展示并有效指导工作的难题。因此，码头构建安全管控一体化体系的第二步就需要构建一个基础支撑平台，通过系统、数据的集成对接，实现码头地物及各类数据管理的全可视。对此，笔者认为可以利用GIS平台强大的空间分析及可视化特性，对码头生产、运营过程中各类管理对象及其监测感知信息进行直观多样化展示，为码头管理者提供一种易用直观的全局辅助管理工具。

基于码头地形测绘和设备设施普查数据，构建码头管理可视化基础平台，再将码头各类监控对象（人员、车辆、船舶、设备设施等）的感知信息进行有效集成，即可基于一个平台了解码头生产运营的所有动静信息。如管理人员可以在电子地图上直观查看某个储罐的所有关联信息，包括储罐的基础信息、实时的物联监测信息、视频监控信息等；同时，也可以直观可视追踪油品从船舶经管道传输至指定储罐的整个作业过程。通过基础平台的构建，码头管理者可以全局掌握码头多方面业务的运营情况，从而实现上帝视角的全局操盘。基于GIS基础平台的码头作业可视化。

基于GIS基础平台的码头作业可视化

搭建安全管控应用，实现码头生产安全监管全智能

提高作业效率，保障生产安全，是码头构建安全管控一体化体系的终极目标。通过前期感知体系及可视化基础平台的构建，为石油化工码头后期实现生产安全监管全智能奠定了基础。在这个阶段，安全管控一体化的相关应用将和AI、大数据、商业智能、图像识别、VR/AR等技术相结合，针对码头各类业务应用需求，基于大数据分析思路，对码头所有空间数据、感知监测数据及业务数据进行多种分析算法模型的设计开发，再在神经网络的基础上，为码头的生产运营、安全管理等多方面提供科学指导。

比如，对于码头内的设备设施来说，通过对设备设施监测数据、资产详情及巡检维修信息等各类数据的深度计算比对分析，可以获取该设备设施的健康状态，进而为设备设施的维护管理提供科学指导，提高作业效率，避免资源浪费。对于码头生产作业调度来说，在加速周转上，不再依靠人工主观判断，而是完全由安全管控一体化平台结合实时位置信息、作业任务情况、作业现场情况进行动态调度，在消耗最小能耗的情况下，让船舶、车辆、管道等的配合作业达到最高效率。码头装车台作业繁忙度分析展示。

通过安全管控一体化体系的建设实现了石油化工码头的智慧化管理，也就真正的提升了码头的效率和效益。

一体化管控体系应用实践

2016年，宁波舟山港以镇司化工区为试点，开展了石油化工码头安全管控一体化体系的初步探索。其构建的镇司化工区安全管理系统，就是安全管控一体化体系在石油化工码头的有效尝试。

系统以码头GIS平台为支撑，将原有分散的20多套信息化系统进行统一的集成，打破信息孤岛，将原有的静态数据赋予空间位置，实现基于电子地图的统一动态管控，该系统的建立为镇司化工区安全生产管理提供了新思路，有效提高了化工区的生产作业效率，提升了安全管理水平。目前该系统已经在浙江海港集团及宁波舟山港股份公司下属的多个码头开展了推广应用，取得了显著效果。未来，将助力宁波舟山港安全生产管理实现全面性的提升。镇司化工区安全管控系统。