CN113191730B - 一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统，通过危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集危险化学品生产、储存、经营、运输、使用、回收处置六大环节的视频、工艺参数数据及流通数据；通过基于大数据的危险化学品全生命周期数据链组装融合单元实现大数据的清洗和组装；通过危险化学品全生命周期动态趋势分析单元实现危险化学品全生命周期数据动态提取和风险预警分析，并通过危险化学品全生命周期可视化单元进行展示，危险化学品全生命周期数据交换共享单元将分析结果数据共享给其他系统使用。本系统优化了危化品安全监管模式，为危化品监管部门提供监管服务。
Description
技术领域
本发明属于危化品安全监管、危化品全生命周期信息监管、安全生产信息化技术领域，尤其涉及一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统。
背景技术
目前，随着危险化学品生产、经营、使用单位数量日渐扩大，同时又缺乏有效信息化监管手段，导致单宗或大宗危险化学品的流量、流向信息无法全面、实时掌控，导致危险化学品的潜在“风险源”较多。
危险化学品全生命周期涉及危险化学品生产、储存、经营、运输、使用和回收处置六个环节，在这六个环节中涉及应急管理部门、交通运输部门、公安部门、市场监督管理部门、工业和信息化主管部门、生产环境主管部门等多个赋有安全监管职责的部门，各部门正在建设或已建成的危险化学品监管信息管理系统繁多，且各系统关注点各有侧重。根据其分工不同，掌握的危险化学品信息数据在危险化学品生命周期、危险化学品类别上均有所区别，信息整合难度比较大，且信息不共享，导致危险化学品全生命周期监管存在缝隙，事故应急救援不及时，事故频发等问题。随着危险化学品各流程信息化安全管理手段的日益丰富，在有效提高了危险化学品安全生产保障能力的同时，也为危险化学品安全生产统筹管理工作提出了要求。我国在危险化学品安全的信息化管理上已经积累了一定经验，尤其是在利用射频识别、卫星定位等现代监控管理技术进行危险化学品容器及车辆的自动化、信息化监控管理方面。近年来倡导研究建立危险化学品全生命周期信息监管系统，综合利用电子标签、大数据、人工智能等技术，对生产、贮存、运输、使用、经营和废弃处置等各环节进行全过程信息化管理和监控，实现危险化学品来源可循、去向可溯、状态可控，做到企业、监管部门、执法部门及应急救援部门之间互联互通。
因此建设基于大数据的危险化学品全生命周期安全监管平台更加科学地监管危险化学品整个生命周期是预防和减少安全事故、确保城市安全运行、发展的核心。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统。本发明形成了危险化学品全生命周期全产业链监管，为危险化学品的安全生产提供了保障。
为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案，
本发明提出的一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，包括：
危险化学品全生命周期数据采集管理单元，用于通过物联网设备和危险化学品多维数据采集模块对危险化学品全生命周期的相关数据进行采集；所述物联网设备用于实现危险化学品全生命周期过程中动态数据的采集，包括加装在危险化学品最小包装物上用于危险化学品全生命周期各环节且满足危险化学品防火、防爆和防腐蚀要求的电子标签，具有电子标签和读写功能的危险化学品全生命周期信息感知装置，用于采集危险化学品生产、储存和使用环节且易燃易爆场所视频信息的多功能本安防爆摄像机，用于采集危险化学品生产和储存场所的参数数据的基于融合通信的危险化学品信息采集物联网主机，以及用于采集危险化学品运输过程安全数据的基于人脸识别人证合一技术的本安型道路运输车辆智能视频监控报警终端设备；所述危险化学品多维数据采集模块用于实现危险化学品全生命周期过程中静态数据的采集；
危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元，用于对所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据通过基于粗糙集和主成分分析的评价方法进行危险化学品多源异构数据的动态提取、清洗、分类和组装，形成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链；
危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元，用于根据所述危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元得到的危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链，基于时间维度展示空间范围区域内各个环节危险化学品数量的变化；以及根据历史数据利用多元线性回归分析法，建立危险化学品全生命周期量发生变化程度的预测模型，预测未来一段时间内各环节数据量的变化情况；
危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元，包括危险化学品企业安全风险评估分级模型及企业安全风险预警模型，所述危险化学品企业安全风险评估分级模型用于根据企业所在行业风险指标、主要风险暴露人群指标、企业生产状况指标、企业安全管理绩效指标四个指标综合评估各企业的风险状况；所述企业安全风险预警模型根据危险化学品企业安全风险评估分级模型得到的风险状况，结合企业每日的作业情况对风险波动情况进行预警；
危险化学品全生命周期溯源分析管理单元，基于所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期相关数据进行跨区域的危险化学品溯源分析，以危险化学品的维度，溯源危险化学品流通信息，包括生产、经营、存储、运输、使用和回收处置全生命周期的流通数据，以及各环节的异常数据；以及以危险化学品企业为维度，溯源展示危险化学品企业的安全管理信息；
危险化学品全生命周期可视化单元，用于将所述危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元、危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元、危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元和危险化学品全生命周期溯源分析管理单元分析的结果进行可视化展示，供最终用户浏览查询；
危险化学品全生命周期数据交换共享单元，用于将所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集的危险化学品全生命周期的相关数据与外部进行数据共享交换。
本发明具有以下特点：
1、分析了危险化学品生产、存储、经营、运输、使用、废弃处置六大环节安全监管数据特征，结合危险化学品的复杂流通过程的实际特点，选取了满足危险化学品防火、防爆、防腐蚀要求的电子标签(标识卡)(型号：BD-RFID600)封装材料以及具有电子标签和读写功能的危险化学品全生命周期信息感知装置(型号：BD_RFID102V)。
2、分析了危险化学品全生命周期数据和采集环境需求，选用了适用于危险化学品易燃易爆高危区域的多用途移动式本安防爆摄像机设备(型号：ZAKC-V100 Video)、基于融合通信的危险化学品信息采集物联网主机设备(型号：AX-GW100-V128A08D)、本安型道路运输车辆智能视频监控报警终端设备(型号：ZAKC-VH100 Vehicle)三款物联网设备，实现危险化学品生产、储存、经营、运输、使用、回收处置环节视频数据、物联网数据采集。
3、分析了危险化学品多源异构数据，通过对危险化学品全生命周期数据特征的动态分析，提出危险化学品数据链组装融合技术方法和模型，研究了基于粗糙集、主成分分析技术的危险化学品多源异构数据动态提取、清洗、分类和组装，形成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链、危险化学品企业安全数据链。
4、分析了危险化学品全生命周期安全闭环信息大数据特征和规律，采用大数据分析技术，研究了危险化学品生产、运输、储存和使用等全生命周期安全闭环信息大数据特征和规律，分析危险化学品企业、区域风险因素和危险化学品区域流通记录，构建了危险化学品全生命周期的动态变化态势分析、企业安全风险评估分级模型、企业风险监测预警模型，形成了危险化学品全生命周期动态趋势分析方法。
5、基于危险化学品全生命周期数据，采用云计算、高性能运算和高效储存等技术，研究建立高可靠性、高性能、高稳定性的危险化学品全生命周期信息监管平台技术架构，研发了集“高效监测-快速处理-准确评估”于一体的基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统。
基于以上特点，本发明具有以下有益效果：
本发明提出的一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统，通过用于多维度数据采集的危险化学品数据采集模块和危险化学品多维度数据采集技术将危险化学品全生命周期相关数据进行全方位采集，并通过危险化学品全生命周期信息动态提取及数据链组装融合技术，将危险化学品生产、经营、储存、运输、使用、回收处置全生命周期的安全监管数据打通，形成了危险化学品安全信息链、企业监管信息安全信息链、危险化学品全生命周期流通信息链，打破传统监管模式形成的监管信息孤岛，形成了危险化学品全生命周期全产业链监管。通过危险化学品全流程数据及安全管理的预测预警趋势分析技术，对危险化学品全生命周期全链条数据进行安全监管分析，不再是单个环节的安全分析，根据以往历史数据，关联环节数据、周边相关因素的数据等，进行全方位分析，最后通过危险化学品全生命周期可视化技术将分析的结果数据进行展示，供用户访问查阅，并通过数据共享交换技术将成果数据共享给其他系统所用。该系统形成了一套依靠数据决策，用数据进行分级重点监管的安全监管模式，“变人为监管为数据监管，变安全监管部门各司其责为各部门协同监管”成为危险化学品安全监管服务的助手、安全生产的保障。
附图说明
图1为本发明实施例的一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统的整体框图。
图2为本发明中技术架构图。
图3为图1所示系统中危险化学品全生命周期组装融合模型的流程图。
图4为图1所示系统中企业安全风险分级模型的结构框图。
图5为图1所示系统中企业安全风险预警模型的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
为了更好地理解本发明，以下详细阐述本发明提出的一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统的应用实例。
本发明提供的一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统的整体结构如图1所示，该系统包括：
危险化学品全生命周期数据采集管理单元(包括危险化学品物联网采集模块2和危险化学品多维数据采集模块1)、危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3、危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元4、危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元5、危险化学品全生命周期溯源分析管理单元6、危险化学品全生命周期可视化单元7和危险化学品全生命周期数据交换共享单元8。
以下对各单元的具体实现方式和功能进行分别说明：
危险化学品全生命周期数据采集管理单元，主要是通过物联网设备2和危险化学品多维数据采集模块1对危险化学品全生命周期相关数据进行采集。其中，参见图2，物联网设备2用于实现危险化学品全生命周期过程中动态数据的采集，包括加装在危险化学品最小包装物上用于危险化学品全生命周期各环节且满足危险化学品防火、防爆、防腐蚀要求的电子标签(本实施例采用中国人民解放军军事科学院防化研究院研发的型号为BD-RFID600的电子标签)以及具有电子标签和读写功能的危险化学品全生命周期信息感知装置(本实施例采用中国人民解放军军事科学院防化研究院研发的型号为BD_RFID102V的危险化学品全生命周期信息感知装置)；用于采集危险化学品生产、储存、使用环节且易燃易爆场所视频信息的多功能本安防爆摄像机(本实施例采用北京中按科创科技发展有限公司研发的型号为ZAKC-V100 Video的多功能本安防爆摄像机)；用于采集危险化学品生产、储存场所的参数数据的基于融合通信的危险化学品信息采集物联网主机(本实施例采用北京安信创业信息科技发展有限公司研发的型号为AX-GW100-V128A08D的主机)；用于采集危险化学品运输过程安全数据的基于人脸识别人证合一的本安型道路运输车辆智能视频监控报警终端设备(本实施例采用北京中安科创科技发展有限公司研发的型号为ZAKC-VH100Vehicle的智能视频监控报警终端设备)；危险化学品多维数据采集模块用于实现危险化学品全生命周期过程中多维度静态数据的采集，该模块通过关系型数据库对接、文件导入、手工录入、API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)接入四种方式实现对危险化学品从业企业和危险化学品监管部门的危险化学品全生命周期相关数据的采集。本危险化学品全生命周期数据采集管理单元所采集的数据具有量大、多样和高速传输等特点，其中物联网设备采集的数据格式包括音视频数据、文本数据、图片数据等多种样式，采集频率为30秒一次，采集范围包括涉及危险化学品生产、经营、储存、运输、使用和回收处置六个环节的相关动态数据。
参见图1(由于图幅限制，图1中未将危险化学品数据采集模块1内采集的信息示意完全，如图1中“……”所示，未示意出的内容将在本段详细说明)、图2，危险化学品数据采集模块1主要通过基于多维度数据采集技术的危险化学品数据采集系统采集危险化学品全生命周期的相关数据，大部分数据为静态数据，数据的更新频率较低。采集信息包括企业信息(企业名称、统一信用代码、地址、联系人员、电话、法人信息、经营范围和资质证件有限期等)、人员信息(姓名、身份证号、职务、专业、学历、年龄、从业年限、入职时间、离职时间和从业单位等)、运输车辆信息(车牌号码、车牌颜色、所属单位、企业经营许可证号、车辆类型、核载重量、车辆结构、罐体编号、制造单位、罐体容积、适装介质、罐体类型、检测机构、检测时间、检测结果和检测合格有限期等)、危险化学品信息(危化品名称、UN号、CAS号、理化特性、应急处置措施和存储条件等)、重点工艺信息(工艺名称、是否为重点工艺和是否落后安全技术工艺等)、重大危险源信息(危险源所在位置、投入时间、危险源级别、R值、所属单位名称、所示工业园区名称、与周边防护距离和是否发生过事故等)、设备信息(设备名称、设备类型、涉及的危险化学品品名和设备运行状态等)、原料信息(所属单位、原料名称、年采购量和对应危险化学品编号等)、产品信息(产品名称、所属单位、包装类型、是否属于危化品和对应危化品编号等)、危险化学品企业安全生产标准化信息(危化品企业名称、标准化级别、评估单位、评估时间、有效期至和年审资料等)、安全生产责任险管理信息(危险化学品企业名称、保险类型、金额、投保单位、投保时间和有效期等)、隐患排查管理信息(隐患排查时间、状态、是否需要整改、排查内容、排查人员、整改期限、整改状态、整改时间、复查时间、复查人员和复查状态等)、投诉举报管理信息(投诉时间、投诉单位、投诉原因、投诉人、处理状态、处理意见和处理人等)、培训档案管理信息(危险化学品企业名称、培训时间、培训类型、培训人员、培训内容、培训讲师、考核方式和考核状态等)、应急演练管理信息(危险化学品企业名称、演练时间、演练内容、参加演习人员、演习结果和演习总结等)、特种作业信息(作业申请时间、申请单位名称、作业类型、作业时间、安全检查项和安全检查内容等)等信息。以上数据的采集来源于危险化学品从业企业和危险化学品监管部门，采集方式主要包括关系型数据库对接采集、文件导入采集、手工录入、API接入四种，并将采集的元数据进行存储。
参见图1，本实施例同时通过物联网技术，采集涉及危险化学品生产、经营、运输、储存、使用和回收处置六大环节的全生命周期信息，该部分数据为实时动态数据，实时性要求比较高，数据采集频率约为30秒一次。首先在危化品生产环节，对危险化学品最小包装物上加装电子标签(型号：BD-RFID600)标识信息，该标识信息为危险化学品的唯一身份证，伴随危险化学品的生产、经营、储存、使用、运输和回收处置各个环节。在每个环节转换时通过危险化学品全生命周期信息感知装置(型号：BD_RFID102V)扫描标签信息，并记录该环节流通信息，包括标签编号、所属环节、所属单位、操作人、操作时间、流转时间、流转至单位、危险化学品数量等。在生产、储存环节通过多功能本安防爆摄像机(型号：ZAKC-V100 Video)采集视频信息，并通过基于融合通信的危险化学品信息采集物联网主机(型号：AX-GW100-V128A08D)接入生产(存储)装置信息、工艺信息和工艺参数信息，在运输环节主要通过本安型道路运输车辆智能视频监控报警终端设备(型号：ZAKC-VH100 Vehicle)以及电子运单采集危险化学品发货人、收货人、危险货物、数量、危化品运输车辆、驾驶员、押运员和行驶路径以及行驶过程中车辆状态数据、GPS数据和驾驶员异常行为分析(该设备具有视频分析功能，能够智能识别驾驶员吸烟、打电话、瞌睡等异常行为)数据等。危险化学品全生命周期数据采集管理单元完成了危险化学品全生命周期过程中的动、静态数据采集功能。
危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3，用于对危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据通过基于粗糙集和主成分分析的评价方法进行危险化学品多源异构数据的动态提取、清洗、分类和组装，形成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链。具体地，危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3首先基于粗糙集和主成分分方法构建危险化学品全生命周期监管元数据表，然后将危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据按照危险化学品元数据表进行抽取、清洗，并转换成标准的数据格式，最终形成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链。
通过数据采集管理模块单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据，这些数据是杂乱无章的，而且存在一些无用数据，单个数据价值比较小。危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3从危险化学品安全监管的角度，依据法律法规、行业标准规范，申请发布了和团体标准(《危险化学品信息集成与共享服务技术规范》，T/CIESC 0007-2020)，构建了危险化学品全生命周期清洗组装融合模型。该模型基于粗糙集、主成分分析的评价方法，结合危险化学品安全监管需求，提取出了危险化学品全生命周期监管元数据表(如表1所示)，按照《危险化学品信息集成与共享服务技术规范》标准对数据进行动态提取、清洗、分类和组装，最终生成危险化学品安全数据链、危险化学品全生命周期流通信息链和危险化学品企业安全数据链。
表1危险化学品元数据表
本实施例中，危险化学品全生命周期清洗组装融合模型的清洗过程如图3所示，该模型包括数据抽取模块、数据校验模块、数据修复模块、数据存储模块、关系映射元表(参见表2)、元数据表和动态规则配置元表(参见表3)，其中，关系映射元表是通过业务需求逻辑对应关系而制定。通过关系映射表能够将对接的数据源与元数据表中的对应关系描述清楚，方便后续源数据溯源。具体为：将数据抽取模块危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据(可以分为结构化数据、非结构化数据和半结构化数据)按照关系映射元表(如表2所示)和危险化学品全生命周期监管元数据表(如表1所示)，进行关系映射，然后输出预清洗数据，并将之前的原始数据复制一份输入到数据存储模块中进行数据存储。数据校验模块在接收到预清洗数据后，解析动态规则配置元表(如表3所示)信息，根据动态规则配置元表所示校验规则对预清洗数据进行数据校验，校验完成后，将预清洗数据分为两部分，待修复数据及干净数据，干净数据输入数据存储模块进行数据存储；待修复数据则输入数据修复模块，数据修复模块按照动态规则配置元表(如表3所示)中的修复规则进行数据修复。将已修复的数据再次输入数据校验模块执行数据校验，直到没有待修复数据时，模型执行结束，同时将数据修复反馈的信息进行存储，方便后续追溯修复过程。数据清洗完成后，按照业务监管需求，根据危险化学品编号、危险化学品企业编号等主键，将清洗后的数据组装成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危险化学品企业安全数据链。
表2关系映射元表
表3动态规则配置元表
危险化学品流通数据链，用于展示危险化学品生产、经营、储存、运输、使用和回收处置六个环节整个流通全生命周期的相关信息。如表4所示，具体信息包括生产、经营、储存、运输、使用和回收处置六个环节所涉及的单位、具体发生的时间、发生的位置、责任人和联系电话等。该数据链的最终成果将在危险化学品全生命周期可视化单元进行展示。
表4：危险化学品流通数据链
危险化学品安全数据链，以危险化学品为维度，整合危化品相关的安全链条数据，如表5所示，具体包括危险化学品的MSDS(Material Safety Data Sheet)信息、上游的原料数据、下游的产品数据、所涉及的工艺信息、安全技术指标、当前涉及该品种的企业数据、当前区域内该品种的存量数据和一年内该区域的该品种的流通数据等。该数据链的最终成果将在危险化学品全生命周期可视化单元进行展示。
表5：危险化学品安全数据链
危险化学品企业安全数据链，其特征在于以危险化学品企业为维度，整合企业相关的安全信息数据链，如表6所示，具体包括企业基础信息、企业从业人员信息、企业重大危险源信息、企业隐患排查信息、企业风险管控信息、企业标准化信息、企业安全培训信息、企业设备设施信息、企业工艺信息和企业动态监测信息等。该数据链的最终成果将在危险化学品全生命周期可视化单元进行展示。
表6：危险化学品企业安全数据链
参见图1，所述危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元4，根据危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3得到的危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链，基于时间维度展示空间范围区域内各个环节危险化学品数量的变化；以及根据历史数据利用多元线性回归分析法，建立危险化学品全生命周期量发生变化程度的预测模型，预测未来一段时间内各环节数据量的变化情况。该危险化学品全生命周期动态趋势分析的最终成果将在危险化学品全生命周期可视化单元进行展示。
危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元5，通过危险化学品全生命周期数据采集单元1、2采集的化学品全生命周期数据并在危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3组装融合的成果基础上，结合企业安全风险评估分级模型和企业安全风险预警模型，对危险化学品以及企业进行全生命周期的风险预警管理。其中：
企业安全风险分级模型用于宏观评估企业的风险情况，通过企业所属行业指标、主要风险暴露人群指标、企业生产状况指标、企业安全管理绩效指标四个指标综合评估企业的风险值。如图4所示，企业所属行业指标主要是根据国民经济行业分类，每年统计的十万人死亡率获取行业的相对风险值；主要暴露人群指标根据日常作业的作业人员数量；企业生产状况指标根据企业产品质量产量设计是否符合设计标准和要求、主要设备设施是否处于正常运转周期是否超负荷或带病作业，人员调研是否正常等；企业安全管理绩效评价主要通过企业安全管理评价分值、企业上年度事故率和企业历年度事故趋势综合评估。根据四类指标评估企业风险值，采用聚类分析方法，在分析的结果上确定风险分级标准，将风险分为一级(红色)、二级(橙色)、三级(黄色)、四级(蓝色)。最终企业安全风险评估分级结果数据将在危险化学品全生命周期可视化单元进行展示。
企业安全风险预警模型根据企业安全风险评估分级模型的分级的结果，结合企业每日的作业情况，进行动态预警。企业的每日作业情况通过企业设备运行状况、企业特殊作业情况和企业隐患情况三个方面评估。如图5所示，企业设备运行状况主要考虑企业运行装置数量、企业总装置运行数量、设备是否存在试运行的设备；企业特殊作业情况主要是通过企业是否存在动火作业、有限空间作业、盲板抽堵、高处作业、吊装作业、临时用电、动土作业、断路作业、检维修作业、承包商作业；企业隐患情况根据是否存在未整改的隐患、逾期未整改隐患、一般隐患数量和重大隐患数量评估。通过综合计算企业风险预警指数(RI＝P+E+W+H，其中P为企业固有风险级别指数，E为设备运行指数，W为企业特殊作业风险指数，H为企业隐患指数)，根据企业风险值的波动幅度进行预警，预警级别分为四类，红色预警(预警指数为85-100)、橙色预警(预警指数为48-58)、黄色预警(预警指数为40-48)和蓝色预警(预警指数为25-40)、无预警(预警指数25以下)。最终的风险预警结果数据将在危险化学品全生命周期可视化单元进行展示，用户根据预警级别的严重程度进行应急响应和监管执法。
所述危险化学品全生命周期溯源分析管理单元6，通过危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3采集到的危险化学品全生命周期相关数据，通过危险化学电子标签编号、品种名称等信息进行危险化学品流通信息溯源；通过企业编号或企业名称对危险化学品企业安全信息进行溯源；通过危险化学品名称、UN号、CAS号等对危险化学品安全信息进行溯源。溯源结果信息将通过危险化学品全生命周期可视化单元进行展示。
所述危险化学品全生命周期可视化单元7，用于将危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元3、危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元4、危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元5和危险化学品全生命周期溯源分析管理单元6分析的结果进行可视化展示，供最终用户浏览查询。
所述危险化学品全生命周期数据交换共享单元8，用于实现危险化学品全生命周期数据采集单元中所需数据与其他已建成的系统中已有数据进行数据共享交换，实现危险化学品全生命周期监管系统分析结果数据共享给其他系统(如智慧城市运行监测系统等)使用。危险化学品全生命周期数据共享交换单元对外开发共享资源清单(如表7)以及相应的API，采用RESTful服务，需要进行数据共享的部门进行申请接口对接即可。
表7：数据共享清单
| 序号 | 信息资源名称 | 共享类型 | 共享方式 | 更新周期 |
| 1 | 企业基础信息 | 有条件共享 | API接口 | 每月 |
| 2 | 危险化学品流通信息 | 有条件共享 | API接口 | 每日 |
| 3 | 危险化学品安全链信息 | 有条件共享 | API接口 | 每日 |
| 4 | 企业安全链信息 | 有条件共享 | API接口 | 每日 |
| 5 | 企业安全风险分级信息 | 有条件共享 | API接口 | 实时 |
| 6 | 企业风险预警信息 | 有条件共享 | API接口 | 实时 |
| 7 | 危险化学品溯源信息 | 有条件共享 | API接口 | 实时 |
| 8 | 危险化学品存量分布信息 | 有条件共享 | API接口 | 实时 |
| 9 | 危险化学品全生命周期流通量信息 | 有条件共享 | API接口 | 实时 |
| 10 | 危险化学品当前存量信息 | 有条件共享 | API接口 | 实时 |
上述基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统的工作过程如下：
步骤1)建立用户账号：通过浏览器访问危险化学品全生命周期监管系统地址，通过后台管理人员分别为危险化学品生产、经营、储存、运输、使用和回收处置类型企业以及负有监管职责的监管部门开通系统使用账号。
步骤2)基础信息采集：通过用户在平台录入或者数据对接的方式，采集企业基本信息，具体包括企业信息(企业名称、统一信用代码、地址、联系人、电话、法人信息、经营范围和资质证件有限期等)、人员信息(姓名、身份证号、职务、专业、学历、年龄、从业年限、入职时间、离职时间和从业单位等)、运输车辆信息(车牌号码、车牌颜色、所属单位、企业经营许可证号、车辆类型、核载重量、车辆结构、罐体编号、制造单位、罐体容积、适装介质、罐体类型、检测机构、检测时间、检测结果和检测合格有限期等)、危险化学品信息(危化品名称、UN号、cas号、理化特性、应急处置措施和存储条件等)、重点工艺信息(工艺名称、是否为重点工艺和是否落后安全技术工艺等)、重大危险源信息(危险源所在位置、投入时间、危险源级别、R值、所属单位名称、所示工业园区名称、与周边防护距离和是否发生过事故等)、设备信息(设备名称、设备类型、涉及危险化学品和设备运行状态等)、原料信息(所属单位、原料名称、年采购量和对应危险化学品编号等)、产品信息(产品名称、所属单位、包装类型、是否属于危化品和对应危化品编号等)、标准化信息(单位名称、标准化级别、评估单位、评估时间、有效期至和年审资料等)、安全生产责任险管理(单位名称、保险类型、金额、投保单位、投保时间和有效期等)、隐患排查管理(隐患排查时间、状态、是否需要整改、排查内容、排查人员、整改期限、整改状态、整改时间、复查时间、复查人员和复查状态等)、投诉举报管理(时间、投诉单位、投诉原因、投诉人、处理状态、处理意见和处理人等)、培训档案管理(单位名称、培训时间、培训类型、培训人员、培训内容、培训讲师、考核方式和考核状态等)、应急演练管理(单位名称、演练时间、演练内容、参加演习人员、演习结果和演习总结等)、特种作业(申请时间、单位名称、作业类型、作业时间、安全检查项和安全检查内容等)等信息。
步骤3)危化品全生命周期流通信息采集，在生产环节通过在危险化学品最小包装物加装电子标签(型号：BD-RFID600)，每经历一个环节，通过具有电子标签和读写功能的危险化学品全生命周期信息感知装置(型号：BD_RFID102V)采集各环节的流通数据，流通数据具体包括生产环节包括标签编码、生产单位、生产时间、联系人和联系电话；经营环节采集的信息包括标签编码、经营单位、联系人、联系电话和采购日期；运输环节采集的信息包括标签编码、运输单位、运输车牌号、装货人、装货地址、装货时间、收货人、收货地址、收货时间、驾驶员、押运员和运输时长；存储环节包括标签编码、仓库名称、入库时间、入库量、联系人、电话和出库时间；使用环节采集的信息包括标签编码、使用单位、用途、使用量、联系人、电话和使用日期；回收处置环节采集的信息包括标签编码、回收单位、回收日期、回收量和处置方式。
步骤4)危化品全生命周期相关安全信息采集，包括危险化学品在全生命周期各环节所处环节的监测数据，包括视频数据和参数数据等。在危险化学品企业安装基于融合通信的危险化学品信息采集物联网主机(型号：AX-GW100-V128A08D)，接入企业生产、储存环节的工艺名称、工艺参数、温度、压力、液位、可燃气体报警和有毒有害气体报警信息；在危险化学品生产、存储区域安装多用途本安防爆摄像机(型号：ZAKC-V100 Video)，采集危险化学品生产和储存环节的视频数据；在危险化学品运输车辆上安装本安型道路运输车辆智能视频监控报警终端设备(型号：ZAKC-VH100 Vehicle)，采集危险化学品运输车辆GPS数据、驾驶员行为分析数据和运输过程视频数据等。
步骤5)采集数据的清洗、组装和融合：根据危险化学品全生命周期清洗组装融合模型，由系统自动实时根据模型中的匹配规则执行对采集的数据进行清洗，去除无用数据，最终生成危险化学品安全数据链、危险化学品全生命周期流通信息链和危险化学品企业安全数据链。
步骤6)信息可视化展示：根据业务需求，结合企业安全风险评估分级模型、企业安全风险预警模型，宏观展示区域内企业安全状况和危险化学品全生命周期趋势分析等。
步骤7)危险化学品溯源分析展示：根据危险化学品电子标签号码或电子运单号码，溯源危险化学品全生命周期各环节的数据；根据危险化学品品名、UN号和cas号等溯源危险化学品信息；根据企业名称和编号溯源危险化学品企业安全信息。溯源分析数据展示在危险化学品全生命周期可视化单元，供用户通过浏览器访问查询，了解危险化学品各环节安全状况及详情信息。
步骤8)数据交换共享：根据各个监管部门不同的监管职责，推送危险化学品全生命周期不同环节的安全管理数据。应急管理部门主要监管危险化学品生产、经营、仓储、使用环节数据；交通运输部门主要监管危险化学品运输环节数据；市场监督管理部门主要监管危险化学品企业所涉及到的压力容器相关数据；生态环境主管部门主要监管危险化学品回收处置环节数据。这些监管部门在平台上可以追溯危险化学品全生命周期数据以及涉及不同环节安全监管数据的情况，并且根据各部门的需求通过危险化学品全生命周期数据交换共享单元共享。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于大数据的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，包括：
危险化学品全生命周期数据采集管理单元，用于通过物联网设备和危险化学品多维数据采集模块对危险化学品全生命周期的相关数据进行采集；所述物联网设备用于实现危险化学品全生命周期过程中动态数据的采集，包括加装在危险化学品最小包装物上用于危险化学品全生命周期各环节且满足危险化学品防火、防爆和防腐蚀要求的电子标签，具有电子标签和读写功能的危险化学品全生命周期信息感知装置，用于采集危险化学品生产、储存和使用环节且易燃易爆场所视频信息的多功能本安防爆摄像机，用于采集危险化学品生产和储存场所的参数数据的基于融合通信的危险化学品信息采集物联网主机，以及用于采集危险化学品运输过程安全数据的基于人脸识别人证合一技术的本安型道路运输车辆智能视频监控报警终端设备；所述危险化学品多维数据采集模块用于实现危险化学品全生命周期过程中静态数据的采集；
危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元，用于对所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据通过基于粗糙集和主成分分析的评价方法进行危险化学品多源异构数据的动态提取、清洗、分类和组装，形成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链；
危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元，用于根据所述危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元得到的危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链，基于时间维度展示空间范围区域内各个环节危险化学品数量的变化；以及根据历史数据利用多元线性回归分析法，建立危险化学品全生命周期量发生变化程度的预测模型，预测未来一段时间内各环节数据量的变化情况；
危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元，包括危险化学品企业安全风险评估分级模型及企业安全风险预警模型，所述危险化学品企业安全风险评估分级模型用于根据企业所在行业风险指标、主要风险暴露人群指标、企业生产状况指标、企业安全管理绩效指标四个指标综合评估各企业的风险状况；所述企业安全风险预警模型根据危险化学品企业安全风险评估分级模型得到的风险状况，结合企业每日的作业情况对风险波动情况进行预警；
危险化学品全生命周期溯源分析管理单元，基于所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期相关数据进行跨区域的危险化学品溯源分析，以危险化学品的维度，溯源危险化学品流通信息，包括生产、经营、存储、运输、使用和回收处置全生命周期的流通数据，以及各环节的异常数据；以及以危险化学品企业为维度，溯源展示危险化学品企业的安全管理信息；
危险化学品全生命周期可视化单元，用于将所述危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元、危险化学品全生命周期动态趋势分析管理单元、危险化学品全生命周期安全风险监测预警管理单元和危险化学品全生命周期溯源分析管理单元分析的结果进行可视化展示，供最终用户浏览查询；
危险化学品全生命周期数据交换共享单元，用于将所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集的危险化学品全生命周期的相关数据与外部进行数据共享交换。
2.如权利要求1所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述危险化学品多维数据采集模块采集危险化学品从业企业和危险化学品监管部门的危险化学品全生命周期相关数据，采集方式包括关系型数据库对接采集、文件导入采集、手工录入和API接入，并将采集的数据进行存储。
3.如权利要求1所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述危险化学品全生命周期数据链组装融合管理单元，首先基于粗糙集和主成分分析方法构建危险化学品全生命周期监管元数据表，然后将所述危险化学品全生命周期数据采集管理单元采集到的危险化学品全生命周期的所有相关数据按照危险化学品元数据表进行抽取、清洗，并转换成标准的数据格式，最终形成危险化学品流通数据链、危险化学品安全数据链和危化品企业安全数据链。
4.如权利要求3所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述危险化学品全生命周期监管元数据表是根据危险化学品监管要求，基于粗糙集和主成分分析方法提取相应的数据标准，所述危险化学品全生命周期监管元数据表的元数据包括：
基础元数据，包括企业基础信息、企业资质信息、企业人员基础信息、企业人员资质信息、企业运输车辆信息、企业运输车辆资质信息、企业重大危险源信息、企业重点工艺流程信息、企业设施设备信息和危险化学品MSDS信息，所述企业基础信息为包含企业基础属性的元素，所述企业资质信息为包含企业资质属性的元素，所述企业人员基础信息为包含企业人员基础属性的元素，所述企业人员资质信息为包含企业人员资质属性的元素，所述企业运输车辆信息为包含企业运输车辆属性的元素，所述企业运输车辆资质信息为包含企业运输车辆资质属性的元素，所述企业重大危险源信息为包含重大危险源属性的元素，所述企业重点工艺流程信息为包含重点工艺流程的属性元素，所述企业设施设备信息为包含设施设备属性的元素，所述危险化学品MSDS信息为包含危险化学品属性的元素；
动态元数据，包括危险化学品生产信息、危险化学品运输信息、危险化学品设备运行监测信息、危险化学品存储记录、企业安全检查记录、企业隐患排查记录、企业安全教育培训记录和监控视频信息，所述危险化学品生产信息为包含生产产品、生产过程记录属性的元素，所述危险化学品运输信息为包含电子运单、车辆行驶轨迹、驾驶行为记录属性的元素，所述危险化学品设备运行监测信息为包含设备运行状态、温度、压力、液位、流量属性的元素，所述危险化学品存储记录为包含存储物料名称、存储量、出入库时间属性的元素，所述企业安全检查记录为包含企业安全检查记录、政府执法检查记录属性的元素，所述企业隐患排查记录为包含企业隐患排查记录、隐患治理记录属性的元素，所述企业安全教育培训记录为包含企业培训计划、培训记录属性的元素，所述监控视频信息为包含企业监控视频、车辆监控视频属性的元素；
周边元数据，包括周边环境信息、周边人口信息、周边地理信息和周边道路信息，所述周边环境信息为包含自然环境属性的元素，所述周边人口信息为包含人口数量、人口分布属性的元素，所述周边地理信息为包含建筑分布、建筑信息属性的元素，所述周边道路信息为包含道路名称、车流量、人流量属性的元素；
流通元数据，包括危险化学品流通信息、企业安全生产趋势信息和危险化学品全生命周期风险趋势信息，所述危险化学品流通信息为包含危险化学品生产、使用、存储、运输环节属性的元素，所述企业安全生产趋势信息为包含企业生产、经营、储存、运输、使用、回收处置量的变化情况属性的元素，所述危险化学品全生命周期风险趋势信息为包含生产、经营、储存、运输、使用、回收处置六个环节异常风险预警数据属性的元素。
5.如权利要求3所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述危险化学品流通数据链，用于展示危险化学品生产、经营、储存、运输、使用和回收处置六个环节整个流通全生命周期的相关信息，包括生产、经营、储存、运输、使用和回收处置六个环节所涉及的企业名称、具体发生的时间、发生的位置、责任人和联系电话；其中，生成环节的流通信息包括生产企业信息、生产原料信息、生产日期和生产地理位置信息，储存环节的流通信息包括存储企业信息、仓库存量信息、仓库地理位置信息、出入库记录信息和出入库日期，使用环节的流通信息包括使用企业信息、使用目的、使用量、使用地理位置信息和使用日期，运输环节的流通信息包括运输企业信息、运输车辆、运输轨迹、运输驾驶员信息、运输押运员信息、运输起止地点、运输起止日期和运输量，经营环节的流通信息包括经营企业信息、交易记录、交易量和交易时间，回收处置环节的流通信息包括回收处置单位、回收处置时间和回收处置量，流通趋势分析环节的流通信息包括生产量趋势、使用量趋势、存储量趋势、运输量趋势、经营量趋势和回收处置量趋势。
6.如权利要求3所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述危险化学品安全数据链，用于以危险化学品为维度，整合危化品相关的安全链条数据，具体包括危险化学品的MSDS信息、上游的原料数据、下游的产品数据、所涉及的工艺信息、安全技术指标、当前涉及该品种的企业数据、当前区域内该品种的存量数据和一年内该区域的该品种的流通数据；其中，危险化学品的MSDS信息包括理化特性信息、危险性描述、急救措施、消防措施、泄漏应急处置和操作处置与存储，所述安全技术指标包括生产、使用、储存和运输安全技术指标，所述当前涉及该品种的企业数据包括全国各地市涉及该危险化学品生产、存储、经营、运输、使用和回收处置的城市及企业数量，所述一年内该区域的该品种的流通数据包括一年内该品种的生产量、销售量、运输量、使用量和回收处置量。
7.如权利要求3所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述危险化学品企业安全数据链，用于以危险化学品企业为维度，整合企业相关的安全信息数据链，具体包括企业基础信息、企业从业人员信息、企业重大危险源信息、企业隐患排查信息、企业风险管控信息、企业安全生产标准化信息、企业安全培训信息、企业设备设施信息、企业工艺信息和企业动态监测信息；企业基础信息包括企业名称、企业规模、经营范围和涉及危险化学品，企业从业人员信息包括人员姓名、人员岗位和专业领域，企业重大危险源信息包括重大危险源的基本信息、化学品信息、级别和装置信息，企业隐患排查信息包括企业隐患排查频次统计、企业平均隐患数量和企业隐患整改率，企业风险管控信息包括风险的名称、级别、数量和预防措施，企业安全生产标准化信息包括安全生产标准化等级、标准化等级取得时间和标准化等级有效期，企业安全培训信息包括培训的计划、记录和合格率，检维修信息包括检维修的设备、时间、原因和状态，设备信息包括设备类型统计和设备数量统计。
8.如权利要求1所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述企业安全风险评估分级模型，根据企业所在行业风险指标、主要风险暴露人群指标、企业生产状况指标、企业安全管理绩效指标四个指标综合评估企业风险值，根据风险值高低，将企业风险程度分为“红、橙、黄、蓝”四个等级，红色表示重大风险，橙色表示较大风险，黄色表示一般风险，蓝色表示较小风险。
9.如权利要求1所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，所述企业安全风险预警模型，基于企业固有风险指标结合企业动态活动更新，企业设备运行状况、企业特殊作业情况和企业隐患情况三方面的动态指标，实时对企业的风险变化进行预警监测。
10.如权利要求1所述的危险化学品全生命周期信息监管系统，其特征在于，基于安全闭环信息的跨区域危险化学品溯源分析，是通过危险化学品电子标签编码，对危险化学品安全信息链、企业监管信息安全信息链和危险化学品全生命周期流通信息链进行溯源。
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