曾 厲 常 青

(珠海優(yōu)特電力科技股份有限公司 廣東 珠海 519000)

電廠安全生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)方案

曾 厲 常 青

(珠海優(yōu)特電力科技股份有限公司 廣東 珠海 519000)

針對(duì)目前電廠安全生產(chǎn)存在的問題，為了落實(shí)電廠安全生產(chǎn)作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施，堵住安全生產(chǎn)管理的漏洞，預(yù)防安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，提出電廠安全生產(chǎn)管控的整體解決方案。該方案依照安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理體系、隱患排查治理體系和應(yīng)急管理體系的框架，結(jié)合電廠安全生產(chǎn)的管理制度、業(yè)務(wù)流程，以隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)管理為源頭，以安全生產(chǎn)作業(yè)過程中“兩票三制”的業(yè)務(wù)為主線，以技術(shù)防范手段為抓手，強(qiáng)制落實(shí)作業(yè)過程中風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施，防范作業(yè)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，保證安全生產(chǎn)作業(yè)過程中人和設(shè)備的安全，提升電廠安全生產(chǎn)的管理水平。

安全生產(chǎn) 作業(yè)過程 過程管控 風(fēng)險(xiǎn)管控 預(yù)控措施 應(yīng)急管理 安全監(jiān)督 系統(tǒng)架構(gòu)

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,安全生產(chǎn)管理水平和技術(shù)防范手段有了很大的改進(jìn)與提升。但是，目前安全生產(chǎn)形勢仍然不能樂觀，一些重特大安全生產(chǎn)責(zé)任事故還時(shí)有發(fā)生，如:2013年6月3日吉林德惠“6·3”特大火災(zāi)爆炸事故、2013年11月22日山東青島爆炸事故、2014年8月2日江蘇昆山爆炸事故、2015年8月12日天津港爆炸事故、2015年3月13日華能北京熱電廠大火事故、2016年3月3日大唐長山電廠人身傷亡事故、2016年8月10日中電酒泉風(fēng)力發(fā)電有限公司觸電死亡事故等。這些事故損失非常慘重，它不僅給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失，而且也給社會(huì)造成巨大影響，非常值得人們?nèi)シ此肌?/p>

《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》(2014年)明確提出“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的管理方針和“以人為本，安全發(fā)展”的理念，明確了安全是一條不可逾越的紅線[1]。在2015年1月7日，國家能源局發(fā)布了國能安全〔2015〕1號(hào)《國家能源局關(guān)于加強(qiáng)電力企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控體系建設(shè)的指導(dǎo)意見》文件。在文件中明確要求電力企業(yè)應(yīng)具有安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)可持續(xù)改進(jìn)的管理思想理念，對(duì)我們?nèi)绾螛?gòu)建一套管理有效、技術(shù)先進(jìn)、方法合理的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理體系具有明確指導(dǎo)作用和現(xiàn)實(shí)意義。

電力是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)是一個(gè)流程化和持續(xù)性的過程，電廠作為電力系統(tǒng)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其安全生產(chǎn)對(duì)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的作用。但是，由于電廠的生產(chǎn)設(shè)備之間關(guān)聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，在安全生產(chǎn)過程中存在工作人員少、作業(yè)任務(wù)重、危險(xiǎn)點(diǎn)多、監(jiān)管困難和技術(shù)防范措施不完善等客觀因素，給電廠安全生產(chǎn)管理帶來了很大挑戰(zhàn)。具體問題有：(1)設(shè)備運(yùn)維方面：生產(chǎn)區(qū)域作業(yè)人員監(jiān)管、作業(yè)范圍、作業(yè)時(shí)間與作業(yè)對(duì)象管控等；(2)檢修作業(yè)方面：工作票與現(xiàn)場安全措施的管控、檢修安全措施的監(jiān)管等；(3)運(yùn)行作業(yè)方面：運(yùn)行操作的安全、兩票的安全措施在作業(yè)過程中準(zhǔn)確和完整地落實(shí)等；(4)安全監(jiān)測與監(jiān)督方面：危險(xiǎn)源監(jiān)測(氨站、氫站、油庫、煤場、設(shè)備重點(diǎn)溫度等)、作業(yè)過程監(jiān)視與監(jiān)督、活動(dòng)人員的監(jiān)視與跟蹤等。上述這些問題的監(jiān)督監(jiān)管都難以落實(shí)，而且如果在作業(yè)過程中一旦出現(xiàn)疏漏，就有可能引發(fā)安全生產(chǎn)事故。

隨著社會(huì)的進(jìn)度和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力行業(yè)監(jiān)控與管理手段也在逐步完善，如能量管理系統(tǒng)(EMS)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)、廣域測量系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)、電力市場系統(tǒng)、脫硫監(jiān)測系統(tǒng)、信息化生產(chǎn)管理平臺(tái)系統(tǒng)，以及電廠的DCS系統(tǒng)及SIS系統(tǒng)等都得到了進(jìn)一步的發(fā)展，但是，在企業(yè)內(nèi)部大多數(shù)系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)之間均為信息孤島[2]。由于各系統(tǒng)之間缺乏充分和有效的信息傳遞與共享，從而導(dǎo)致了系統(tǒng)之間信息和業(yè)務(wù)處理不能互聯(lián)互動(dòng)，不利于系統(tǒng)事故監(jiān)控、預(yù)警與診斷，使得各系統(tǒng)的功能和效能都得不到充分發(fā)揮。

電氣防誤基于電網(wǎng)公共信息模型(CIM)，分析CIM中的設(shè)備模型和拓?fù)潢P(guān)系，按照一定的布局和布線算法自動(dòng)生成設(shè)備接線圖；針對(duì)電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備間隔分別建立模型，通過一次設(shè)備間隔模型的組合圖元，防誤規(guī)則屬性自動(dòng)生成一次設(shè)備接線圖，一次設(shè)備屬性和防誤操作邏輯；通過一次間隔模型和二次間隔模型的設(shè)備類型實(shí)現(xiàn)圖-庫-規(guī)則-操作票自動(dòng)生成[3]。該方案只實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備的防誤操作，而對(duì)非電氣設(shè)備運(yùn)行管理從未涉及，如：鍋爐、汽機(jī)和輔助系統(tǒng)運(yùn)行操作等，對(duì)電廠的運(yùn)行管理來說存在不足和缺失。

電廠安全生產(chǎn)所面臨的危險(xiǎn)往往不是單一的，而是多項(xiàng)危險(xiǎn)相互關(guān)聯(lián)。電廠作業(yè)的復(fù)雜性使得辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)源和它的影響范圍、不同風(fēng)險(xiǎn)源的相互作用關(guān)系和風(fēng)險(xiǎn)源的時(shí)空關(guān)系成為風(fēng)險(xiǎn)管理的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)[4]。文獻(xiàn)[4]提出了采用風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)管理來進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，構(gòu)建了電廠風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)管理系統(tǒng)框架和風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)表達(dá)模型，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)推理，落實(shí)了電廠風(fēng)險(xiǎn)管理工作中的知識(shí)應(yīng)用，解決了因電廠作業(yè)的復(fù)雜性而導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)控工作分析難的問題。但是，由于沒有采取有效的技術(shù)手段來強(qiáng)制落實(shí)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施，在電廠安全生產(chǎn)過程中人員失誤或疏忽的安全隱患仍然存在，所以還存在有引發(fā)安全生產(chǎn)事故的風(fēng)險(xiǎn)。

本文針對(duì)電廠安全生產(chǎn)存在的主要問題和管理漏洞，提出構(gòu)建全面的系統(tǒng)性的電廠安全生產(chǎn)一體化平臺(tái)(以下簡稱“管控平臺(tái)”)解決方案。該方案結(jié)合電廠安全生產(chǎn)的管理業(yè)務(wù)，采用軟件和硬件相結(jié)合的技術(shù)手段管控安全生產(chǎn)過程中人的不安全行為、設(shè)備的不安全狀態(tài)和環(huán)境的不安全因素，消除作業(yè)過程中的安全隱患，堵塞安全管理制度上的漏洞，從而實(shí)現(xiàn)電廠安全生產(chǎn)管理信息化和作業(yè)過程管控，提升了電廠安全生產(chǎn)的工作效率和管理水平。

1 系統(tǒng)架構(gòu)方案

1.1 系統(tǒng)的總體要求

以《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》(2014年修訂)、《企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)基本規(guī)范》(中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) AQ9006-2010)和《國家能源局關(guān)于加強(qiáng)電力企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控體系建設(shè)的指導(dǎo)意見》([2015]1號(hào))為基礎(chǔ)，依據(jù)電力行業(yè)“兩票三制”管理制度，結(jié)合電廠安全生產(chǎn)的管理流程與標(biāo)準(zhǔn)，以及設(shè)備的技術(shù)規(guī)范，為電廠的安全生產(chǎn)提供一套整體的系統(tǒng)性解決方案。解決安全生產(chǎn)過程中人的不安全行為、設(shè)備的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素和管理的不安全漏洞所引發(fā)安全生產(chǎn)問題。總體要求：(1) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷/隱患/事故時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)告警，并及時(shí)發(fā)布安全風(fēng)險(xiǎn)信息以及安全預(yù)控措施，同時(shí)安全監(jiān)測設(shè)備和作業(yè)過程聯(lián)動(dòng)；(2) 應(yīng)急管控與安全生產(chǎn)作業(yè)和設(shè)備狀態(tài)(如：事故信息、告警信息、預(yù)警信息、異常等)互聯(lián)互動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況或事件時(shí)，能快速準(zhǔn)確地發(fā)布應(yīng)急預(yù)案信息和部署應(yīng)急救援措施；(3) 以技術(shù)手段強(qiáng)制落實(shí)作業(yè)過程中風(fēng)險(xiǎn)及其預(yù)控措施，預(yù)防和管控作業(yè)過程中人的不安全行為和設(shè)備的不安全狀態(tài)；(4) 為安全管理人員提供一種技術(shù)手段，使其實(shí)時(shí)掌握電廠的安全生產(chǎn)作業(yè)情況、設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)(告警、隱患、缺陷等)、電廠安全風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)控措施等；(5) 為電廠的安全風(fēng)險(xiǎn)管理、作業(yè)過程管控和應(yīng)急管理的業(yè)務(wù)互聯(lián)互動(dòng)的整體解決方案。

1.2 系統(tǒng)的總體思想

管控平臺(tái)系統(tǒng)方案以電廠的“兩票三制”業(yè)務(wù)為主線，以電廠作業(yè)的執(zhí)行過程為研究對(duì)象，從風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、預(yù)防措施、過程控制、應(yīng)急管理以及整改完善實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)作業(yè)過程閉環(huán)管理(PDCA)。采用“人防”、“技防”和“物防”的管控思路，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合通信、測控、信息處理等技術(shù)手段，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合移動(dòng)終端的業(yè)務(wù)處理模式，系統(tǒng)提供的功能涵蓋了運(yùn)行、檢修和區(qū)域安全管理業(yè)務(wù)范圍。管控平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 管控平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)

1.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)框架

管控平臺(tái)劃分為8個(gè)子系統(tǒng)，即基礎(chǔ)平臺(tái)、設(shè)備管理、作業(yè)管理、風(fēng)險(xiǎn)管控、安全監(jiān)測、安全監(jiān)督、應(yīng)急管控和輔助決策，以及移動(dòng)APP應(yīng)用。管控平臺(tái)的業(yè)務(wù)框架如圖2所示。

圖2 管控平臺(tái)的業(yè)務(wù)框架

1) 基礎(chǔ)平臺(tái)

提供企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(含組織架構(gòu)、人員和設(shè)備等)、權(quán)限管理(含功能權(quán)限、業(yè)務(wù)權(quán)限和流程權(quán)限)、圖模庫業(yè)務(wù)關(guān)系、數(shù)據(jù)安全、報(bào)表取數(shù)及報(bào)表輸出、工作流引擎和移動(dòng)終端業(yè)務(wù)信息平臺(tái)等。

2) 設(shè)備管理

包括設(shè)備臺(tái)帳(含作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和巡檢標(biāo)準(zhǔn))、設(shè)備定級(jí)；是安全生產(chǎn)作業(yè)管理中的基礎(chǔ)信息，是其他子系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)支撐。

3) 作業(yè)管理

以設(shè)備管理為基礎(chǔ)，以“兩票三制”的業(yè)務(wù)作業(yè)過程為主線，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)管理和安全監(jiān)測，采用技術(shù)手段落實(shí)“兩票三制”業(yè)務(wù)的安全措施，如：可視化防誤、檢修隔離閉鎖、驗(yàn)電防誤閉鎖裝置、檢修電子圍欄、地線閉鎖裝置等，確保作業(yè)過程中人身安全和設(shè)備安全，從而防止事故發(fā)生。

4) 風(fēng)險(xiǎn)管控

在建立風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫(含設(shè)備、人員、環(huán)境和管理風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫)的基礎(chǔ)上，按照風(fēng)險(xiǎn)管理的工作程序，即風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理，為作業(yè)管理提供安全風(fēng)險(xiǎn)警示，及時(shí)采取預(yù)控技術(shù)措施。

5) 安全監(jiān)測

針對(duì)電廠的重點(diǎn)區(qū)域/危險(xiǎn)區(qū)域或重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，如氨站/氫站/油庫的氣體濃度監(jiān)測、氨站/氫站/油庫防入侵監(jiān)測、高溫高壓設(shè)備參數(shù)監(jiān)測、輸煤皮帶明火探測及溫度監(jiān)測等，如果發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)告警，及時(shí)安排工作人員處理，并與作業(yè)過程管理聯(lián)動(dòng)。

6) 安全監(jiān)督

為安全管理員提供一種技術(shù)手段，能快速準(zhǔn)確地提取當(dāng)前安全生產(chǎn)的作業(yè)信息，即：作業(yè)安全監(jiān)督、專項(xiàng)安全監(jiān)督、作業(yè)區(qū)域安全監(jiān)督，提供多種安全監(jiān)督方式。為全廠的安全生產(chǎn)提供多角度安全監(jiān)督信息，即：安全風(fēng)險(xiǎn)分類信息、設(shè)備告警/缺陷信息、兩票的信息、設(shè)備狀態(tài)信息等。

7) 應(yīng)急管控

是安全生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異?；蚓o急情況下的應(yīng)急管理手段，包括驅(qū)動(dòng)應(yīng)急預(yù)案、發(fā)布應(yīng)急預(yù)案、部署應(yīng)急救措施；它與作業(yè)管理、安全監(jiān)測和基礎(chǔ)平臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)互聯(lián)互動(dòng)。

8) 輔助決策

結(jié)合管控平臺(tái)安全生產(chǎn)作業(yè)過程的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與信息，為安全生產(chǎn)的設(shè)備定級(jí)評(píng)價(jià)、安全生產(chǎn)考核、安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)，以及數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)與分類匯總，為安全生產(chǎn)輔助決策提供數(shù)據(jù)支撐。

9) 移動(dòng)APP

實(shí)現(xiàn)電廠安全生產(chǎn)過程設(shè)備狀態(tài)和安全生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)查詢，設(shè)備缺陷、定期工作和“兩票”(工作票和操作票)業(yè)務(wù)的審批流轉(zhuǎn)與統(tǒng)計(jì)分析，安全監(jiān)督信息的查詢、作業(yè)任務(wù)和安全措施的監(jiān)督，接收設(shè)備異常息、應(yīng)急預(yù)案與應(yīng)急救援發(fā)布的實(shí)時(shí)信息等。

1.4 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

安全生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)采用.NET的WCF多層分布式服務(wù)技術(shù)，基于業(yè)務(wù)應(yīng)用組件的開發(fā)方法和理念，結(jié)合SOA組件模型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在ESB的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用管控平臺(tái)系統(tǒng)業(yè)務(wù)集成和數(shù)據(jù)集成，使整個(gè)平臺(tái)具有應(yīng)用業(yè)務(wù)的靈活式組態(tài)和分布式部署特點(diǎn)。管控平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 管控平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)

1) 管控平臺(tái)分為四層

企業(yè)門戶、業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集與集成。

2) 企業(yè)門戶

為管控平臺(tái)用戶提供統(tǒng)一安全的認(rèn)證方式，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄。提供個(gè)性化的操作界面：將安全管控平臺(tái)系統(tǒng)中重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)測、安全生產(chǎn)管控、應(yīng)急管控和安全生產(chǎn)監(jiān)督應(yīng)用業(yè)務(wù)的過程進(jìn)行集中展現(xiàn)，并提供完整的應(yīng)用操作界面，從而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的充分共享。

3) 業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐平臺(tái)

按照業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求可分為公共組件和業(yè)務(wù)組件。公共組件：工作流引擎、數(shù)據(jù)分析引擎、報(bào)表管理引擎、數(shù)據(jù)通信引擎、圖形管理組件等。業(yè)務(wù)組件：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)組件、權(quán)限管理服務(wù)組件、視頻服務(wù)組件、工作票組件、操作票組件、防誤操作組件、檢修安全組件、設(shè)備狀態(tài)組件、事件驅(qū)動(dòng)組件、應(yīng)急管控組件、應(yīng)急預(yù)案組件、應(yīng)急信息發(fā)布組件等。業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐平臺(tái)的作用是以公共組件為基礎(chǔ)，以業(yè)務(wù)組件為對(duì)象，在ESB服務(wù)總線上完成應(yīng)用業(yè)務(wù)的組態(tài)與管理。

4) 數(shù)據(jù)平臺(tái)

安全生產(chǎn)管控平臺(tái)數(shù)據(jù)的集中管理。

5) 數(shù)據(jù)采集與集成

數(shù)據(jù)采集通過管控平臺(tái)的安全監(jiān)測裝置把安全監(jiān)測數(shù)據(jù)接入平臺(tái)；集成其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)(如：DCS、SIS、PMS等)。

1.5 系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理流程

管控平臺(tái)實(shí)際上包括兩部分內(nèi)容，一部分是系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程，另一部分是作業(yè)操作過程的技防管控手段。管控平臺(tái)的業(yè)務(wù)處理流程如圖4所示。

圖4 管控平臺(tái)的業(yè)務(wù)處理流程

整個(gè)過程按照以下步驟實(shí)現(xiàn)：

1)設(shè)備日常運(yùn)行管理是企業(yè)生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)工作，主要完成設(shè)備定期維護(hù)、保養(yǎng)、檢修以及設(shè)備的定期巡回檢查和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視與管理等。

(1) 管控平臺(tái)建立設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/巡檢標(biāo)準(zhǔn)/作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)PDCA循環(huán)管理機(jī)制，依據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)際情況及時(shí)修改、完善和補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的PDCA管理過程。部署在計(jì)算集中的安全生產(chǎn)管控系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)設(shè)備、裝置進(jìn)行監(jiān)測，以發(fā)現(xiàn)是否有設(shè)備出現(xiàn)問題并需要進(jìn)行缺陷處理。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測：接收監(jiān)控系統(tǒng)(如：DCS、SIS等)的監(jiān)控信息，對(duì)監(jiān)控設(shè)備對(duì)象的關(guān)鍵參數(shù)(如：溫度、壓力等)與安全生產(chǎn)管控系統(tǒng)的中的安全監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)管控和業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)與聯(lián)動(dòng)。

(2) 安全監(jiān)測：針對(duì)不同的生產(chǎn)設(shè)備和區(qū)域采用不同的監(jiān)測手段，如：在氨站主要監(jiān)測危險(xiǎn)品車輛和人員進(jìn)出以及氨氣泄漏；煤場主要是溫度、煙霧和明火監(jiān)測等，從而實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測與風(fēng)險(xiǎn)管控和業(yè)務(wù)流程關(guān)聯(lián)與聯(lián)動(dòng)。

(3) 風(fēng)險(xiǎn)管控：依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)管控的知識(shí)庫，根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)、缺陷、異常、預(yù)警和告警的信息，自動(dòng)生成設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)控措施，指導(dǎo)和輔助設(shè)備運(yùn)行管理。

(4) 移動(dòng)終端APP：實(shí)時(shí)在線查詢和瀏覽安全生產(chǎn)管控系統(tǒng)發(fā)布的設(shè)備狀態(tài)信息和作業(yè)信息，如：定期工作、設(shè)備缺陷、工作票和操作票業(yè)務(wù)審批等。

2) 設(shè)備消缺管理，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備缺陷的性質(zhì)與內(nèi)容，建立設(shè)備消缺作業(yè)任務(wù)單，根據(jù)作業(yè)任務(wù)單的內(nèi)容和要求，開工作票和操作票。

(1) 狀態(tài)監(jiān)測：監(jiān)測設(shè)備缺陷/異常的變化發(fā)展趨勢，協(xié)助判斷設(shè)備的缺陷/異常的性質(zhì)，輔助人工決策，如：溫度監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)變化(越線告警、關(guān)/開、斷/合)等。

(2) 風(fēng)險(xiǎn)管控：依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)管控的知識(shí)庫，根據(jù)設(shè)備缺陷的性質(zhì)和運(yùn)行方式，生成設(shè)備缺陷的風(fēng)險(xiǎn)及管控措施，指導(dǎo)和輔助設(shè)備缺陷管理。

(3) 移動(dòng)終端APP：可以在線查詢、瀏覽和跟蹤設(shè)備缺陷的處理過程。

3) 根據(jù)檢修計(jì)劃安排，建立設(shè)備檢修作業(yè)任務(wù)單，根據(jù)作業(yè)任務(wù)單的內(nèi)容和要求，開工作票，然后根據(jù)工作票安全措施的要求，開操作票，落實(shí)檢修安全措施。

4) 根據(jù)工作票和操作票安全措施的要求，在作業(yè)現(xiàn)場部署安全措施，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)管控，保證作業(yè)過程中作業(yè)對(duì)象、作業(yè)地點(diǎn)的準(zhǔn)確性和安全措施的強(qiáng)制執(zhí)行。

5) 在安全生產(chǎn)作業(yè)過程中，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常事故/事件時(shí)，根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)、事故現(xiàn)象(如：火警、煙霧等)會(huì)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，發(fā)送事故預(yù)警信息，并啟動(dòng)應(yīng)急管控的功能，根據(jù)設(shè)備的異常事故/事件，啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，發(fā)布應(yīng)急救援信息。安全監(jiān)督管理人員能夠通過移動(dòng)終端獲取應(yīng)急預(yù)案，并根據(jù)應(yīng)急預(yù)案對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)急部署安排。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫的建模與應(yīng)用

按照風(fēng)險(xiǎn)管理的工作程序，即風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)電廠的風(fēng)險(xiǎn)管理。通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估，歸納總結(jié)出風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫與其對(duì)應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，包括風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)規(guī)則庫、風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)規(guī)則庫、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施庫、應(yīng)急預(yù)案庫等。

風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫建模過程中的參考了GB/T23694-2009、GB/T27921-2009、GB/T24353-2009、GB/T 28001-2011、AQ/T9006-2010等標(biāo)準(zhǔn)文件，以及國家電網(wǎng)公司頒布的《安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)防范手冊(cè)》。然后經(jīng)過層次分析法計(jì)算現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果等，再結(jié)合電廠的安全風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)定進(jìn)行修訂和補(bǔ)充，建立電廠安全風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫。

將風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)辨識(shí)內(nèi)容按工作任務(wù)、工作性質(zhì)、設(shè)備及環(huán)境等屬性進(jìn)行信息化處理，然后結(jié)構(gòu)化為表征量的邏輯表達(dá)式，即可得到辨識(shí)規(guī)則。風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫與業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖5所示。

圖5 風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫與業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)系

2.2 圖模庫一體化技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展

電力網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣：头治鍪请娏ο到y(tǒng)分析和計(jì)算軟件的基礎(chǔ)。國際電工委員會(huì)在IEC61970標(biāo)準(zhǔn)中提出了公共信息模型(CIM)，而CIM是一個(gè)抽象模型，已被各國接受為電力系統(tǒng)模型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖模庫一體化是指在繪制電力圖形的同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖形電力設(shè)備對(duì)象的繪制和數(shù)據(jù)庫的一致性操作，并完成電力連接拓?fù)淠Ｐ偷慕5-8]。

采用圖模庫一體化、CIM模型和拓?fù)浞治黾夹g(shù)在管控平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)中安全措施和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施的智能分析是系統(tǒng)中非常關(guān)鍵技術(shù)。本文中的圖模庫一體化技術(shù)和拓?fù)浞治龇椒ㄔ诠残畔⒛Ｐ?CIM)基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用業(yè)務(wù)功能的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電廠系統(tǒng)圖(含電氣、鍋爐、汽機(jī)和輔助系統(tǒng))的數(shù)字化管理和建模。在此基礎(chǔ)上完成了工作票安全措施的完整性智能分析和操作票步驟及內(nèi)容的防誤邏輯判斷，保證工作票的安全措施和操作票的操作內(nèi)容與順序的準(zhǔn)確性和完整性，實(shí)現(xiàn)方案如下：

(1) 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)圖形與設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫模型相互對(duì)應(yīng)，達(dá)到設(shè)備狀態(tài)可視化管理，設(shè)備模型通過繪圖參數(shù)、數(shù)據(jù)參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)和推理參數(shù)來描述；設(shè)備模型是從圖形圖元建模到設(shè)備拓?fù)浣５挠成洌ㄟ^獲取設(shè)備模型的參數(shù)及其設(shè)備連接關(guān)系，可以生成設(shè)備連接拓?fù)淠Ｐ汀?/p>

(2) 根據(jù)設(shè)備變化的狀態(tài)(狀態(tài)1→狀態(tài)2)條件，依據(jù)系統(tǒng)圖模關(guān)系數(shù)據(jù)庫和設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)庫，通過拓?fù)浞治鏊惴?，生成符合安全操作?guī)則的操作序列，并與現(xiàn)場的閉鎖裝置關(guān)聯(lián)。該算法不僅實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的拓?fù)浞治?，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)鍋爐、汽機(jī)和輔助系統(tǒng)的拓?fù)浞治觥?/p>

(3) 根據(jù)檢修設(shè)備對(duì)象或作業(yè)區(qū)域，依據(jù)系統(tǒng)圖模關(guān)系數(shù)據(jù)庫和設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)庫，通過拓?fù)浞治鏊惴?，生成工作票的安全措施滿足所有檢修邊界必須有明顯的物理斷開點(diǎn)。在檢修隔離孤島內(nèi)電氣設(shè)備必須接地，并與邊界物理斷開點(diǎn)閉鎖裝置關(guān)聯(lián)。

(4) 根據(jù)作業(yè)任務(wù)、系統(tǒng)圖模關(guān)系數(shù)據(jù)庫和設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)庫，通過拓?fù)浞治鏊惴ǎ勺鳂I(yè)任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施。

2.3 基于ESB的SOA應(yīng)用

SOA是一種構(gòu)造分布式系統(tǒng)的方法，其目的是提高可重用性，并便捷地共享系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)。SOA是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元的服務(wù)，通過服務(wù)間定義的接口和契約集成聯(lián)系起來。SOA是一種體系架構(gòu)方法，用于定義、鏈接和集成具有清晰邊界且功能方面自包含的可重用業(yè)務(wù)服務(wù)[9-11]。

構(gòu)建SOA平臺(tái)的目標(biāo)，要求實(shí)現(xiàn)服務(wù)的可擴(kuò)展，且能以組件化的方式集成與部署，并方便快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)外發(fā)布。對(duì)任何傳輸協(xié)議提供技術(shù)支持，并可進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。ESB就是對(duì)SOA服務(wù)進(jìn)行集成與管理的核心架構(gòu)[12]。ESB是從面向服務(wù)體系架構(gòu)(SOA)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，是在SOA的基礎(chǔ)上提出的構(gòu)件化集成的產(chǎn)品，是基于SOA解決方案時(shí)企業(yè)所使用的基礎(chǔ)架構(gòu)的關(guān)鍵部分[13]?；陂_放的標(biāo)準(zhǔn)消息總線，用于通過標(biāo)準(zhǔn)的接口和適配器，來提供各程序和組件之間的互操作功能[14]。它在相互獨(dú)立的異構(gòu)環(huán)境中支持的消息、服務(wù)和基于事件的交互，它是一個(gè)基礎(chǔ)的設(shè)施，在服務(wù)消費(fèi)者和服務(wù)提供者之間提供集成與連接的一個(gè)通道，避免服務(wù)消費(fèi)者與服務(wù)提供者之間直接，降低應(yīng)用程序之間關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性。實(shí)現(xiàn)如下功能：

(1) 集成企業(yè)各系統(tǒng)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的資源：主要是面向各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，它是整個(gè)應(yīng)用集成與數(shù)據(jù)集成，包括管控平臺(tái)本身的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)，以及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)。

(2) ESB總線是管控平臺(tái)整個(gè)框架的核心，它承擔(dān)著管控平臺(tái)系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)通信、資源分配和服務(wù)注冊(cè)等核心功能，管控平臺(tái)通過在ESB 的注冊(cè)機(jī)制實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)模塊之間松耦合的業(yè)務(wù)集成。通過服務(wù)提供者和使用者之間消息的格式、路由請(qǐng)求和轉(zhuǎn)發(fā)、實(shí)現(xiàn)封裝服務(wù)到總線的聯(lián)接以及提供注冊(cè)服務(wù)和服務(wù)管理。

(3) 統(tǒng)一認(rèn)證和統(tǒng)一用戶：通過對(duì)各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)用戶、角色和組織結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)間的單點(diǎn)登錄和退出。用戶登錄到一個(gè)系統(tǒng)后，再轉(zhuǎn)入到其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)不需要再次登錄，簡化了用戶的操作，也保證了用戶在不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中身份的唯一性。

(4) 統(tǒng)一流程、圖形和報(bào)表引擎：主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)流程、圖模庫的數(shù)據(jù)及規(guī)則和報(bào)表的樣式及內(nèi)容的管理等。它是基于ESB提供的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)滿足管控平臺(tái)的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。

(5) 支持PC客戶端和移動(dòng)終端設(shè)備的應(yīng)用業(yè)務(wù)操作處理(即：企業(yè)門戶和移動(dòng)門戶)：在企業(yè)門戶上以WEB方式實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)業(yè)務(wù)信息的處理和安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)與分析，以及數(shù)據(jù)圖文展示，還可包括用戶功能自定義、權(quán)限管理、業(yè)務(wù)流程的配置和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理等功能集成。在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)業(yè)務(wù)的審批、查閱與處理以及安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)瀏覽。

3 工程應(yīng)用

管控平臺(tái)2014年1月在國電集團(tuán)安徽蚌埠電廠召開項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)議，2015年10月項(xiàng)目上線試運(yùn)行，2015年12月項(xiàng)目驗(yàn)收完成。在試運(yùn)行期間，根據(jù)用戶的要求和現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)際狀況，我們對(duì)系統(tǒng)的功能和一些業(yè)務(wù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了完善，對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了優(yōu)化和提升，對(duì)系統(tǒng)的操作習(xí)慣和交互界面進(jìn)行了調(diào)整?，F(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，滿足蚌埠電廠安全生產(chǎn)管理的要求，，實(shí)現(xiàn)了蚌埠安全生產(chǎn)管理的信息化和作業(yè)過程管控。達(dá)到了如下的效果：

(1) 管控平臺(tái)集成了DCS、SCANDA等監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，整合了現(xiàn)有各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)資源，消除了企業(yè)應(yīng)用各系統(tǒng)之間的信息“孤島”，為企業(yè)的安全生產(chǎn)管理提供信息化的統(tǒng)一平臺(tái)。

(2) 應(yīng)用各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為安全生產(chǎn)作業(yè)過程管理提供及時(shí)的預(yù)警、預(yù)報(bào)與預(yù)防信息，及時(shí)采取安全生產(chǎn)預(yù)控措施，提升安全生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)性和高效性。

(3) 強(qiáng)化和夯實(shí)了安全生產(chǎn)作業(yè)過程的人員行為管控和安全措施強(qiáng)制執(zhí)行，防范在安全生產(chǎn)作業(yè)過程中由人的不安全行為和設(shè)備的不安全狀態(tài)而引發(fā)安全生產(chǎn)事故。

4 結(jié) 語

基于SOA理念的組件化設(shè)計(jì)思想，應(yīng)用了ESB總線技術(shù)，結(jié)合電廠安全生產(chǎn)管理的業(yè)務(wù)，成功研發(fā)了管控平臺(tái)，并在電廠獲得到了實(shí)際應(yīng)用與推廣。它實(shí)現(xiàn)了電廠安全生產(chǎn)管理要從傳統(tǒng)的“事后管理”到現(xiàn)在的“事前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控”和“作業(yè)過程管控”的轉(zhuǎn)變。通過“兩票三制”業(yè)務(wù)的信息化和流程化管理，并采用技術(shù)手段落實(shí)生產(chǎn)作業(yè)過程中的安全監(jiān)督和預(yù)控措施的管控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人的不安全行為、設(shè)備不安全狀態(tài)和環(huán)境不安全因素的管控，并將各種安全風(fēng)險(xiǎn)與隱患消滅在萌芽狀態(tài)，防范了安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，保障了電廠的安全生產(chǎn)，提升了電廠的安全生產(chǎn)管理水平。該平臺(tái)不僅具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有很好的社會(huì)效益。

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SAFETYPRODUCTIONMANAGEMENTANDCONTROLINTEGRATEDPLATFORMSYSTEMARCHITECTUREFORPOWERPLANT

Zeng Li Chang Qing

(ZhuhaiUnitechPowerTechnologyCo.,Ltd.,Zhuhai519000,Guangdong,China)

In view of the current power production safety problems, such as to implement the risk management and the risk control measures in the safety production operation process of power plant, blocking the production safety management loopholes and to prevent the occurrence of accidents in production, this essay puts forward the overall solution of safety production management and control for power plant. According to security risk management system, hidden investigation and management system and emergency management system, this solution combines with the power plant safety management systems and business processes, and uses hidden investigation and risk management as the source, with "Two Tickets and Three Systems" Business as the main line in the work process of the production safety. However, this solution with the technical means of prevention as the starting point, forces the implementation of risk control measures in the operation process, and prevents the security risk in the process of operation. And it ensures the safety of people and equipment in the process of production, by improving the safety production of the power plant management level.

Safe production Operation process Process control Risk management and control Preventive measures Emergency management Safety supervision System architecture

TP3

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.10.028

2016-12-09。曾厲，工程師，主研領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)軟件架構(gòu)及系統(tǒng)集成。常青，工程師。