摘要：石油化工行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，其生產(chǎn)過程伴隨著高危與復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)急管理與安全防護(hù)難度較大。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的發(fā)展，將先進(jìn)信息技術(shù)與救援體系深度融合，為石化領(lǐng)域構(gòu)建更加敏捷、高效、智慧的應(yīng)急救援系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。本文圍繞石油化工行業(yè)在面臨突發(fā)事故時(shí)所需的應(yīng)急指揮、信息采集與動(dòng)態(tài)調(diào)度等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，探討基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧應(yīng)急救援體系建構(gòu)策略，包括物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)部署、數(shù)據(jù)交互與實(shí)時(shí)監(jiān)測平臺(tái)、應(yīng)急資源優(yōu)化配置以及多方協(xié)同的救援機(jī)制等，以期為石化企業(yè)在新形勢下提升安全保障能力與事故響應(yīng)效率提供參考。

關(guān)鍵詞：石油化工；物聯(lián)網(wǎng)；智慧應(yīng)急救援；安全管理；風(fēng)險(xiǎn)防控

引言

石油化工行業(yè)是關(guān)系社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。其生產(chǎn)過程涉及易燃易爆、有毒有害物質(zhì)，一旦發(fā)生突發(fā)事故，可能造成重大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失，并可能導(dǎo)致一定的環(huán)境與社會(huì)影響。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，安全與風(fēng)險(xiǎn)管理要求日益提高，傳統(tǒng)的應(yīng)急救援方式在信息獲取、過程調(diào)度與多方協(xié)作等方面面臨諸多局限性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為石油化工行業(yè)安全管理帶來契機(jī)，通過在裝置現(xiàn)場、管道網(wǎng)絡(luò)與儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中部署傳感器與智能終端，可實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并借助大數(shù)據(jù)分析與云平臺(tái)支撐構(gòu)建起跨區(qū)域、跨部門的智慧應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

一、石油化工行業(yè)智慧應(yīng)急救援需求與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢

（一）高風(fēng)險(xiǎn)特征與應(yīng)急需求的緊迫性

石油化工生產(chǎn)過程往往伴隨高溫、高壓和易燃易爆物質(zhì)的儲(chǔ)運(yùn)與反應(yīng)，任何微小失誤都可能觸發(fā)重大事故。管道泄漏、裝置故障乃至火災(zāi)爆炸等事故常具有突發(fā)性與擴(kuò)散性，難以及時(shí)控制并容易引發(fā)次生災(zāi)害。在生產(chǎn)裝置高度集成化的背景下，一處設(shè)備異常就可能連鎖波及上下游環(huán)節(jié)，造成生產(chǎn)全面停滯。此外，石油化工企業(yè)的油區(qū)油井分布范圍廣、輸油管線長、廠區(qū)布局往往規(guī)模龐大、工藝流程復(fù)雜，傳統(tǒng)的應(yīng)急救援多依賴人工巡檢與線下調(diào)度，一旦發(fā)生事故，在有限的時(shí)間窗口內(nèi)難以及時(shí)、準(zhǔn)確獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，不利于科學(xué)研判與快速?zèng)Q策[1]。對石油化工行業(yè)而言，盡快構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、精準(zhǔn)定位與高效協(xié)同的應(yīng)急救援系統(tǒng)，不僅能滿足安全法律法規(guī)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，還是企業(yè)長期發(fā)展的內(nèi)在需求。然而，現(xiàn)有應(yīng)急管理模式在信息化與智能化程度上仍有較大差距，往往缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集與指揮平臺(tái)，各類救援資源與部門協(xié)同存在分割與滯后性，因此在面對多點(diǎn)事故與復(fù)雜場景時(shí)無法充分發(fā)揮整體合力。

（二）物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)時(shí)監(jiān)測與應(yīng)急指揮中的價(jià)值

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過在目標(biāo)區(qū)域布設(shè)大量傳感器、RFID或智能終端，實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、氣體濃度、流量與設(shè)備狀態(tài)等關(guān)鍵信息的實(shí)時(shí)感知，并借助網(wǎng)絡(luò)傳輸與數(shù)據(jù)處理平臺(tái)進(jìn)行集中分析，為石油化工應(yīng)急決策與現(xiàn)場處置提供重要支撐。相較于傳統(tǒng)的人工巡井、巡檢與事后報(bào)告，物聯(lián)網(wǎng)具有高頻數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)報(bào)警與數(shù)據(jù)交互的顯著優(yōu)勢。第一，大幅縮短信息獲取的時(shí)滯性，通過傳感器自動(dòng)檢測火焰或壓力等異常數(shù)據(jù)，回傳后直接觸發(fā)警報(bào)，減少事故擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。第二，幫助決策者掌握事故發(fā)生位置與影響范圍，配合地理信息系統(tǒng)（GIS），可實(shí)現(xiàn)精確的可視化展示與路徑規(guī)劃，為指揮中心制定應(yīng)對方案與調(diào)度救援力量提供參考。第三，可與視頻監(jiān)控、無人機(jī)巡查等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，對危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程觀測與分析，強(qiáng)化救援人員的安全保障，使應(yīng)急處置更具針對性。憑借物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的特點(diǎn)，企業(yè)可將設(shè)備維護(hù)、環(huán)保監(jiān)測等模塊與應(yīng)急平臺(tái)相結(jié)合，打造一個(gè)基于大數(shù)據(jù)的綜合風(fēng)險(xiǎn)防范與應(yīng)急管理體系，為石油化工行業(yè)的可持續(xù)安全運(yùn)營奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的石化行業(yè)智慧應(yīng)急救援體系框架

（一）物聯(lián)網(wǎng)感知與數(shù)據(jù)采集層的構(gòu)建

在石油化工場景下，為搭建智慧應(yīng)急救援體系，需在感知與數(shù)據(jù)采集層面進(jìn)行系統(tǒng)化的部署[2]。具體來說，需要在廠區(qū)油區(qū)的關(guān)鍵油井、管道、儲(chǔ)罐、設(shè)備以及重點(diǎn)危險(xiǎn)源周邊安裝多類型的傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器、可燃?xì)怏w檢測儀、毒性氣體探測器以及振動(dòng)監(jiān)測儀與應(yīng)力監(jiān)測裝置等。通過有線或無線的網(wǎng)絡(luò)方式與集中控制系統(tǒng)連接，一旦檢測到異常參數(shù)或超過設(shè)定閾值，便能觸發(fā)報(bào)警信號(hào)并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)。對于在地理位置分散的油區(qū)井場或其他工業(yè)條件苛刻的場景，可結(jié)合LoRa、NB-IoT或5G等通信技術(shù)，以保證傳輸覆蓋與穩(wěn)定性。此外，企業(yè)可在重要部位布置視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場場景的可視化回傳，結(jié)合無人機(jī)巡檢與AR/VR等手段，在事故發(fā)生時(shí)及時(shí)為應(yīng)急救援指揮中心提供全方位的信息支持。

為使感知網(wǎng)絡(luò)更具可擴(kuò)展性與動(dòng)態(tài)適配能力，系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)注重傳感器類型與布點(diǎn)密度的合理配置，并建立自動(dòng)化的故障檢測與維護(hù)機(jī)制，如定期校準(zhǔn)傳感器靈敏度、監(jiān)測電池電量等。同時(shí)，需要對傳感器及通信鏈接進(jìn)行必要的防爆、防水、防塵與網(wǎng)絡(luò)安全加固，以適應(yīng)石油化工現(xiàn)場復(fù)雜的危險(xiǎn)環(huán)境，這些細(xì)節(jié)直接關(guān)系到系統(tǒng)的有效性與安全性[3]。通過形成多層次、多維度的物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)，石油化工企業(yè)才能全面掌握生產(chǎn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)，為后續(xù)智慧應(yīng)急決策奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）數(shù)據(jù)中心與實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)

在感知層采集到海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，需要構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定而高性能的數(shù)據(jù)中心與監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)，負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)與處理來自油區(qū)或化工企業(yè)廠區(qū)各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)的信息，并在發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。第一，數(shù)據(jù)整合與清洗。通過對多源、多格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與聚合，消除信息孤島與系統(tǒng)隔閡，實(shí)現(xiàn)對各傳感器、視頻流和歷史工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。第二，實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析。運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析方法或機(jī)器學(xué)習(xí)模型，對重要參數(shù)進(jìn)行趨勢預(yù)測與關(guān)聯(lián)性挖掘，發(fā)現(xiàn)潛在的隱患征兆或故障苗頭，為事故預(yù)防及處置提供科學(xué)依據(jù)。第三，可視化呈現(xiàn)與預(yù)警決策。通過GIS平臺(tái)或三維場景建模方式，將設(shè)備位置、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、報(bào)警點(diǎn)等信息直觀地呈現(xiàn)在指揮中心大屏或移動(dòng)端，使管理人員能夠直觀了解企業(yè)安全態(tài)勢，并根據(jù)報(bào)警優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分級(jí)響應(yīng)與信息推送。

要確保數(shù)據(jù)中心與預(yù)警平臺(tái)能夠在事故狀態(tài)下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須重視系統(tǒng)的容錯(cuò)性與冗余設(shè)計(jì)，加設(shè)獨(dú)立、大容量的UPS，設(shè)立網(wǎng)絡(luò)雙路由，避免因網(wǎng)絡(luò)或電力故障導(dǎo)致核心功能中斷。同時(shí)，對傳感器及平臺(tái)進(jìn)行周期性校驗(yàn)與算法迭代，以持續(xù)提升智能識(shí)別與預(yù)測的準(zhǔn)確度。對于采集到的重要信息，可借助安全分級(jí)管理策略，確保企業(yè)內(nèi)部各部門和相關(guān)外部機(jī)構(gòu)都能得到適度授權(quán)并及時(shí)共享關(guān)鍵數(shù)據(jù)，同時(shí)需防范網(wǎng)絡(luò)攻擊與信息泄露等安全風(fēng)險(xiǎn)。通過建設(shè)完善的監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)，石油化工企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對潛在事故的早發(fā)現(xiàn)、早處置，極大地減少生產(chǎn)損失并保障人員安全。

（三）應(yīng)急資源調(diào)度與協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制

一旦確認(rèn)事故發(fā)生，智慧應(yīng)急救援體系要快速進(jìn)入聯(lián)動(dòng)運(yùn)作階段。此時(shí)，應(yīng)急資源調(diào)度與協(xié)同機(jī)制至關(guān)重要。平臺(tái)可根據(jù)傳感器、視頻等實(shí)時(shí)信息自動(dòng)識(shí)別事故類型（如爆炸、火災(zāi)、化學(xué)泄漏等）及嚴(yán)重程度，匹配對應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案模塊，并將事件信息與處置建議推送給指揮人員及相關(guān)職能部門。指揮中心通過與醫(yī)療、環(huán)保等社會(huì)公共救援力量的信息聯(lián)通，進(jìn)行資源配置與行進(jìn)路線規(guī)劃，同時(shí)利用移動(dòng)終端或車載設(shè)備將救援方案傳達(dá)給現(xiàn)場救援隊(duì)伍。若在石化廠區(qū)內(nèi)存在預(yù)置的無人機(jī)、機(jī)器人等設(shè)備，可結(jié)合具體事故情況開展快速偵察與危險(xiǎn)區(qū)域排查工作，減少救援人員風(fēng)險(xiǎn)。對于跨區(qū)域或特大事故，在石油化工企業(yè)專職隊(duì)伍進(jìn)行初期處置的同時(shí)，需要在更高級(jí)別的應(yīng)急管理平臺(tái)上進(jìn)行多方協(xié)調(diào)，整合、調(diào)動(dòng)周邊城市或地區(qū)的專業(yè)力量與物資。同時(shí)，現(xiàn)場指揮人員可以借助可穿戴設(shè)備或AR輔助系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收平臺(tái)分析結(jié)果與危險(xiǎn)預(yù)測，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況下達(dá)指令，以提升救援精度。通過各部門、各層級(jí)的聯(lián)動(dòng)配合，可在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷、科學(xué)隔離和有效處置，從而將事故造成的損失降至最低。

三、石油化工行業(yè)企業(yè)專職消防隊(duì)伍智慧應(yīng)急救援體系構(gòu)建策略與實(shí)踐展望

（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

要在石油化工行業(yè)系統(tǒng)推進(jìn)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧應(yīng)急救援建設(shè)，在企業(yè)與行業(yè)層面加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)[4]。一方面，企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身的生產(chǎn)規(guī)模、工藝流程與區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)制定完善的應(yīng)急救援體系規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上確定物聯(lián)網(wǎng)部署與信息平臺(tái)的技術(shù)路線與實(shí)施計(jì)劃，避免片面關(guān)注某個(gè)環(huán)節(jié)而忽視整體協(xié)同。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和應(yīng)急系統(tǒng)通常涉及傳感器類型、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式與安全防護(hù)等多維度標(biāo)準(zhǔn)化要求。這需要相關(guān)主管部門、行業(yè)協(xié)會(huì)與領(lǐng)先企業(yè)形成聯(lián)合力量，共同推動(dòng)應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)備與數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，為跨企業(yè)或跨區(qū)域的互聯(lián)互通創(chuàng)造可能。

在具體落實(shí)上，企業(yè)要摸清風(fēng)險(xiǎn)分布與現(xiàn)有應(yīng)急能力，通過危險(xiǎn)源辨識(shí)、量化風(fēng)險(xiǎn)分析（QRA）等手段明確重點(diǎn)監(jiān)測對象與關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)，并開展感知網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)與設(shè)備選型。對老舊裝置或關(guān)鍵管道，可先行進(jìn)行傳感器試點(diǎn)部署與信息化改造，再逐步擴(kuò)展到企業(yè)乃至上下游協(xié)同。從標(biāo)準(zhǔn)化角度來看，不僅要對傳感器性能與安裝位置進(jìn)行細(xì)致規(guī)范，還要對數(shù)據(jù)的采集頻率、傳輸協(xié)議、報(bào)警閾值設(shè)定和平臺(tái)接口進(jìn)行統(tǒng)一管理，以避免后期系統(tǒng)升級(jí)或擴(kuò)展時(shí)陷入信息孤島或重復(fù)建設(shè)。只有在企業(yè)內(nèi)部和行業(yè)層面都形成較為完備的頂層方案與標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的潛力才能在石化應(yīng)急救援領(lǐng)域得到充分釋放，并為長遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（二）構(gòu)建多維數(shù)據(jù)融合與動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警體系

石油化工行業(yè)智慧應(yīng)急救援體系不僅要采集傳感器數(shù)據(jù)，還需要整合多維度的信息源，以構(gòu)建更加準(zhǔn)確、立體的風(fēng)險(xiǎn)圖譜。除了過程控制系統(tǒng)（DCS）和實(shí)時(shí)傳感器外，企業(yè)可將歷史工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備維修記錄、人員位置數(shù)據(jù)以及氣象、交通信息與區(qū)域環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)也納入統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行交叉分析，通過對大規(guī)模數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)跟蹤與機(jī)器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練，更好地洞察事故潛在誘因并提升預(yù)警判定精度。例如，在儲(chǔ)罐區(qū)，如果傳感器顯示氣體濃度逐漸增加，但溫度與壓力并未顯著異常，此時(shí)結(jié)合氣象數(shù)據(jù)可判斷是否存在外部侵入或微量泄漏的可能，從而為提前布防與隔離提供依據(jù)。同時(shí)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測與預(yù)警體系也要關(guān)注復(fù)雜工況下的多因素耦合。石油化工裝置往往處于多變量耦合狀態(tài)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)波動(dòng)都可能通過管線或介質(zhì)傳遞放大，因此需要借助實(shí)時(shí)仿真或多目標(biāo)預(yù)測模型，對突發(fā)事件發(fā)展趨勢與可能的擴(kuò)散路徑進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果可視化呈現(xiàn)給指揮決策層。

（三）展望與愿景

展望未來，通過基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧應(yīng)急救援體系，石油化工企業(yè)專職消防隊(duì)伍將顯著提升其在日常與突發(fā)情況下的響應(yīng)效率與能力[5]。一方面，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的日常數(shù)據(jù)采集與智能分析，隊(duì)伍可提前識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)，主動(dòng)優(yōu)化應(yīng)急資源部署；另一方面，在異常事件發(fā)生時(shí)，接警信息將被迅速傳遞至指揮平臺(tái)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取現(xiàn)場精確信息，輔助隊(duì)伍制定精準(zhǔn)、高效的處置方案。未來，智慧應(yīng)急救援體系還將引入更多先進(jìn)技術(shù)，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）頭盔協(xié)助現(xiàn)場人員導(dǎo)航與信息查詢，利用無人機(jī)和機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高危區(qū)域偵察和施救。通過不斷優(yōu)化智能算法與設(shè)備性能，石化行業(yè)企業(yè)專職消防隊(duì)伍將向更加高效、科學(xué)與協(xié)同的方向邁進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)智慧應(yīng)急救援能力的全面提升，為行業(yè)安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

結(jié)語

石油化工行業(yè)在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中占據(jù)重要地位，同時(shí)伴隨著較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。展望未來，隨著5G、人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進(jìn)一步成熟，智慧應(yīng)急體系將在預(yù)測與仿真、自動(dòng)化決策與遠(yuǎn)程操控等領(lǐng)域取得更大的突破。這不僅將全面提升石油化工行業(yè)的安全保障能力，還將為可持續(xù)發(fā)展提供更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。在這一過程中，企業(yè)專職隊(duì)伍的作用不可忽視。專職隊(duì)作為企業(yè)安全應(yīng)急的“第一道防線”，在突發(fā)事件的快速響應(yīng)、初期處置和風(fēng)險(xiǎn)防控中發(fā)揮著不可替代的作用。未來，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)專職隊(duì)伍的專業(yè)化和智能化水平，通過優(yōu)化裝備、強(qiáng)化培訓(xùn)和引入智能決策輔助系統(tǒng)，提高專職隊(duì)伍在復(fù)雜場景下的應(yīng)急處置能力。

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作者簡介：方斌（1975— ），男，漢族，甘肅酒泉人，本科，研究方向：應(yīng)急救援信息化。