基于GIS的化工园区封闭化管理系统.pdf

价值工程0 引言新世纪以来，我国化工行业快速发展，化工产值占世界总量由 2000 年的 6%增长到 2019 年的 40%，已成为世界第一化工大国。化工园区作为化工行业高质量发展的重要载体和平台，化工企业聚集，危险化学品安全风险集中，2023 年江西贵溪“7 1”特别重大爆炸事故暴露出我国化工企业安全问题突出，尤其是在安全风险管控数字化转型、智能化升级方面存在明显短板和不足，不符合我国化工产业安全发展理念。因此，加速应用物联网、GIS、5G 等信息化技术与化工园区安全风险管控深度融合，推进化工园区封闭化管理，对实现化工园区质量变革、效率变革、动力变革，具有重要意义。1 建设思路为了有效杜绝不确定因素给化工园区带来的安全隐患，根据国家相关的政策要求，化工园区应全面掌握园区内危险源、周边交通运输条件、地理环境及敏感目标分布情况，按照“因地制宜、分类控制、分级管理、分步实施”的原则，结合园区周边山川、河流分布等自然条件，制定封闭化实施方案1；利用应用物联网、GIS 等信息化技术实现化工园区在线监管、人车物管控、预警预报等功能。2 技术路线梳理化工园区现状，包括其地理环境、气象环境、企业分布、化工产品类型等基础信息，结合国内外相关研究应用和国家相关建设指南，开展项目总体框架设计，拟定总体技术方案，编制项目风险表和进度计划，开展项目实施工作。围绕化工园区重点监测项，安装相应的物联网监测设备，启动园区封闭化管理软件的开发工作；实现监测数据在线传输、可视化展示，以信息化管理模式实现对园区的封闭化管理。其中，关键技术包括 360毅全景影像技术、无人机倾斜摄影三维模型建模技术、物联网感知监测技术、GIS 专题地图制作技术（如图 1）。3 建设方案3.1 GIS 数据资源体系建设基础地理信息数据主要用于表达化工园区所在的自然地理环境，是划定封闭园区界线的重要依据。通过获取不同比例尺和分辨率的基础地理信息数据，并在统一的地理空间框架下，建立化工园区 GIS 数据资源体系，数据内容包括倾斜摄影三维模型数据、数字正射影像数据、360毅全景数据、矢量数据；通过 GIS 数据资源体系建设，建立化工园区地理数据支撑平台，构建园区地理信息“一张图”汇总，为上层应用系统的建设奠定基础。3.1.1 地理空间框架及技术指标要求2淤数学基础。平面坐标系：采用 2000 国家大地坐标系；高程基准：采用 1985 国家高程基准；投影：高斯-克吕格投影 3毅分带，中央子午线取 117毅00忆00义，不加带号；于地面分辨率。倾斜摄影三维模型的地面分辨率优于 0.02 米（下视镜头对应的地面分辨率）。数字正射影像的地面分辨率优于 0.05 米。盂数据格式。航空摄影影像数据格式：JPG；倾斜摄影三维模型数据格式：OSGB；数字正射影像数据格式：TIF；全景 360 数据格式：JPG。3.1.2 倾斜摄影三维模型数据利用获取的航空摄影数据制作约 1.5 平方千米、0.02米地面分辨率的倾斜摄影三维模型，生产过程要求遵循三维模型指标及要求：淤三维模型应完整，位置准确、具有现势性，应与获取的航空影像表现一致；于建筑物三维模型应精准反映各种重要地物（如房屋、道路、桥梁等）的基本特征；盂对水域中大面积漏洞、破碎等地方进行修补和不合理三角网修正等编辑处理；榆模型纹理接边处无明显接要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院陈佰南（1989-），男，福建三明人，工程师，本科，主要从事物联网+GIS在土地资源管理、智慧化管理的研究。基于的化工园区封闭化管理系统Closed Management System for Chemical Industry Park Based on GIS陈佰南 CHEN Bai-nan（福建省经纬数字科技有限公司，福州350101）（Fujian Jingwei Digital Technology Co.，Ltd.，Fuzhou 350101，China）摘要院基于GIS地理信息系统技术，实现化工园区的封闭化管理，将监测数据与地理信息数据有效结合，以“一张图”模式实现监测数据可视化，建立集监管监测、预报预警及企业服务于一体的综合监管体系；助力化工园区高质量发展，提升化工园区安全风险管控能力。Abstract:Based on GIS geographic information system technology,closed management of the chemical industry park is realized,andthe monitoring data is effectively combined with the geographic information data,to realize the monitoring data and information visualizationin the one picture mode.And a comprehensive supervision system integrating supervision,monitoring,forecasting and early warning andenterprise services is established,to assist in the high-quality development of chemical parks and enhance their safety risk managementcapabilities.关键词院 GIS；化工园区；封闭化管理Key words:GIS；chemical industry park；closed safety management中图分类号院TQ086文献标识码院A文章编号院1006-4311（2023）23-156-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.23.048Value Engineering痕；虞倾斜模型的精度中误差要求：明显地物中误差应小于 0.3 米。3.1.3 数字正射影像数据数字正射影像为倾斜摄影三维模型正射方向反向输出，要求输出分辨率：0.05 米，对应的比例尺为 1:500。影像色彩模式为 24 位真彩色，影像要求反差适中、色调均匀、纹理清楚、层次丰富、无明显失真、灰直方图一般呈正态分布、无明显拼接痕迹，无影像缺损而造成无法判读影像信息和精度的损失。数字正射影像明显地物点的平面位置中误差不应大于表 1 规定。平面位置中误差的 2 倍为其最大误差，特殊困难区域的中误差可适当放宽 0.5 倍3。3.1.4 360毅全景数据对园区重要地段标识点、重要道路地段进行 360毅空中全景拍摄，全景数据在生产过程中应遵循以下技术指标及要求：淤拼接后的全景照片能够较好地展现该处的自然风貌，照片影像色彩应艳丽美观。于照片影像光线均衡、清晰不模糊，色彩、色调均衡，无较大反差。盂拼接后的全景影像不应出现明显的接边痕迹及色差。榆编辑后成果：可用于网络发布并具备对应的坐标。3.1.5 矢量数据根据园区现有的工程设计文件、纸质文件等进行数据矢量化操作，建立不同类型的矢量数据集，存储在空间数据库中，推荐使用 ArcGIS SDE 空间数据库，有效保障数据的保密性及安全性。矢量化技术指标要求：淤矢量化数据相对背景图像，点要素的位置偏差不大于图上 0.1m，线要素的位置偏差不大于图上 0.15mm；于数据类别分类代码逻辑严谨、层级清晰、分类适度；盂数据资源分类和分类代码具有唯一性；榆资源分类和分类代码能够覆盖现有的所有数据资源；虞资源分类和分类代码需要具备良好的可拓展性。3.2 基础设施建设结合园区周边山川、河流分布等自然地理环境条件，在园区范围内安装 AR瞭高空望摄像系统、周界防护系统、门禁系统、道路雷达测速系统等物联网监测系统，弥补物理围栏的不足，提高园区的安全性。3.2.1 AR瞭高空望摄像系统选取园区的制高点，布设 AR 全景监控系统，搭载智能双波段摄像机、热成像摄像机、可见光摄像机、AR 全景鹰眼，以视频图像作为架构进行地图展现（如图 2）。3.2.2 周界防护系统对于传统电子围栏，需要安保人员到现场才能最终确认告警的准确性，在确认期间，有人员侵入到园区内部的风险。建设高清智能视频监控系统，减少人工确认报警的次数和时间。利用人体识别算法，摄像机能智能感知监控画面中的人员，能有效过滤用户不关注的运动物体，实现人员入侵报警4。3.2.3 门禁系统化工园区要规范和优化出入园区的人流、物流和车流，管控外来输入风险。信息化平台利用视频监控、GPS 定位卡、车闸、人闸、人脸识别等技术手段5，对出入园区的人、车、物进行全过程监管，降低化工园区运输风险，减少安全隐患。3.2.4 雷达测速系统在园区主干极易发生事故的路口及路段安装测速雷达、抓拍相机、语音显示屏、测速警示牌，在不同的区域设置好限制的车速。当有车辆经过时，雷达自动测速，相机自动抓拍车牌信息，同时在屏幕上显示车辆行驶瞬时速度和车牌信息。如果行驶车辆的车速超过设定的车速，则会在屏幕上显示红色字体的车牌和瞬时车速信息并播放超速警示语音提示内容，提醒车主超速。另外可通过在测速区间路段上设置测速警示牌，提示限速值，并且内嵌雷达支持 100 米范围内测量车辆动态实时速度变化数据并发布，警示过往车辆主动减速慢行，达到事前安全控制目的。3.3 封闭化园区管理系统封闭化园区管理系统建设，能够帮助园区实时掌握外来移动风险，管控园区进出人员及车辆的记录，运输物质及违规预警信息等，实现了园区封闭化的在线管控及流程规范化、管控智能化、监控实时化、管理科学化和封闭可视化（如图 3）。从而实现园区的外来移动风险的科学管控，最终达到人在其位、车行其道、物受其控的目的。3.3.1 门禁卡口管理以 DOM 影像或矢量数据为底图，展现园区卡口信息，包括卡口点位信息，如普通卡口、专用卡口、应急卡口、企业卡口等，选择卡口可以查看对应卡口的实时视频监控画面。表1平面位置中误差单位：米比例尺平面、丘陵地山地1:5000.30.4图1园区封闭化建设流程一、前期准备二、基础设施建设三、智慧化引领2-1 周界封闭建设2-2 门禁/卡口建设2-3 出入管理建设2-4 视频监控建设2-5GIS 数据资源建设1-1 园区及周边现状调研1-2 园区及周边安全风险辨识与影响分析1-3 园区及周边现状调研3-1 门禁/卡口管理3-2 园区出入管理3-3 视频监控体系3-4 空间数据支撑体系3-5 数据交换平台价值工程3.3.2 出入园管理使用公众号或小程序提供危化品车辆入园预约管理，司机在入园前需提交入园预约的申请单，记录预约入园时间，车牌号，到访企业，货物等信息，并根据管理企业实际使用需要可以批量预约和取消入园申请。3.3.3 车辆动态监管园区对危化品车辆配备专用车道，并在受理危化品车辆入园处，配备 GPS 定位卡，根据现场环境信号的强弱，自动切换不同波段信号，提高定位的准确性，系统根据传递的坐标，实时生成车辆动态轨迹，掌握车辆位置6，同时对于进入园区的车辆进行违停、超速等违章信息预报警管理，提醒司机安全行驶。3.3.4 视频监管接入园区已建设的基础设施设备，包括周界监控、道路监控、AR瞭望摄像系统、雷达测速系统、车辆道闸、人闸系统；实现视频画面实时查看，并对历史监控信息查询、下载。支持多屏联动，视角切换。3.3.5 告警处置接入企业重大危险源车间、罐区、仓库以及中控室、固定动火点等隐患区域监测数据7，结合先进的智能识别算法，以短信推送方式，将报警信息推送给相关工作人员，及时处理隐患险情。3.3.6 外部数据对接建设数据标准接口规范，规范与第三方系统对接功能，实现纵向与省、市应急管理部门数据上报，满足省、市两级对化工园区的监管要求，横向与园区内企业数据同步，保证监督管理一体化。4 建设成果本项目建设完成后，数据成果建设构建了 GIS 数据资源体系，涵盖遥感影像、倾斜摄影三维模型、矢量地图数据、360毅全景数据等；基础设施方面依靠周界监控、AR瞭望等设备构建了化工园区视频监测网；在信息化建设方面建立封闭化园区管理系统，用于园区的封闭化信息管理工作；同时提供了技术设计书、用户手册、运维手册、技术总结等相关技术文档。5 结束语随着化工园区的日益发展，生产规模的扩大，安全问题日益突出；保障生产安全是保护劳动者和国家财产的安全，是促进社会生产力发展的基本保证，也是保证社会主义经济发展，进一步实行改革开放的基本条件。信息化技术的日益更新，带来的技术变更，能够为保障化工园区的安全提供有效的技术支撑，为园区的安全生产保驾护航。参考文献院1张昕宇，褚云，刘博洋.智慧化工园区封闭化建设方法研究J.中国安全生产科学技术，2021，17（S1）：140-144.2TD/T 1055-2019，第三次全国国土调查技术规程S.3GB/T 12898-2009，国家三、四等水准测量规范S.4李小光，郭彦斐，孙海.智能周界安全防护系统设计与实现J.无线互联科技，2018，15（20）：38-43.5李伯星.基于人脸识别技术的门禁系统应用研究J.电子技术与软件工程，2022（15）：148-151.6杨继星.基于源头管理的危化品运输车辆动态监管模式研究J.中国安全生产，2018，13（08）：54-55.7何丹娜，石魁.论大型视频监控系统智能运维平台设计与实现J.中国安全防范技术与应用，2021（03）：43-45.图2高空瞭望多镜头监管图3系统功能结构图封闭化园区管理系统门禁卡口管理出入园管理车辆动态监管视频监管告警处置外部数据对接