CN115562144A - 一种基于5g技术的重大危险源安全监测预警管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，属于重大危险源监测预警技术领域，包括：物理监测传感器系统、可燃气体监测系统、有毒气体监测系统、与前述三者相连接的串口服务器，视频监控录像机组、与视频监控录像机组相连接的硬盘录像系统、PLC控制系统、与PLC控制系统相连接的电动执行设备，与串口服务器、PLC控制系统、硬盘录像系统和监控内网相连接的工业交换机。本发明，能够对化工厂区的重大危险源的各个需求区域进行自动化地实时监测，且当一个或多个监测数据超出标准区值数据异常后，可进行快速的预警处理，从而提醒管理调度人员及时作出调度指令，以控制电动执行设备做出相应的调整，因而不存在异常发生后管理滞后性。
Description
技术领域
本发明属于重大危险源监测预警技术领域，具体涉及一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统。
背景技术
重大危险源预警管理，主要针对危险化学品、油库、化工企业等危险化学品重大危险源储罐区、库区及生产场所，建立各类型企业的安全监管平台。利用传感器、采集器等终端数据采集装置及传输网络，可采集重大危险源现场安全相关信息，并通过数据分析进行故障诊断和事故预警确定现场安全状况，实施传输至安全监测中心，实现实时数据查看、历史数据查看、报警提示、事故数据分析等功能，实现危险预测预警，进而提升对重大危险源的动态监管能力，而且能够及时发现重点危险场所、关键装置事故风险隐患，提醒企业及时进行应急处置，降低事故发生率。
得益于5G技术的开发和发展，化工行业5G技术的应用也拉开了序幕，5G的应场景已经勾画出了雏形。日臻完善的5G技术在提升化工安全生产水平方面的作用不可小觑。业内专业人士认为，5G技术在为化工企业打造智慧安全屏障过程中将大有用武之地。
现实中，化工厂区普遍存在巡检工作量大、盲区多、安全设施和监管手段不足、自动识别和处置能力不强等情况，这也是导致安全保障能力薄弱的重要原因。同时，化工生产数据采集及控制系统需要大带宽、低时延、高可靠的通讯技术作为支撑，而5G恰恰满足了这一需求。
因此，为了保证化工企业生产的稳定运行，将安全隐患及时消除在萌芽状态，本发明提出一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，该系统包括：物理监测传感器系统、可燃气体监测系统、有毒气体监测系统、与前述三者相连接的串口服务器，视频监控录像机组、与视频监控录像机组相连接的硬盘录像系统、PLC控制系统、与PLC控制系统相连接的电动执行设备，与串口服务器、PLC控制系统、硬盘录像系统和监控内网相连接的工业交换机，通过5G通信模块与监控内网通信连接的监测预警平台，以及与监测预警平台相连接的厂区调度指挥中心和声光报警器组；
工作时，物理监测传感器系统、可燃气体监测系统和有毒气体监测系统各自监控的数据通过工业交换机传输至监控内网，而后通过5G通信模块上传至监测预警平台；
厂区调度指挥中心操作生成的控制信息传输至监测预警平台，而后通过5G通信模块和监控内网下发至PLC控制系统，PLC控制系统生成相对应的控制指令后下发至电动执行设备，电动执行设备执行相应的动作。
优选地，所述物理监测传感器系统至少包括温度传感器组、压力传感器组、流量传感器组、风速风向传感器组、湿度传感器组、粉尘浓度传感器组、液位传感器组和振动传感器组。
优选地，所述电动执行设备至少包括电磁阀组、风机组、泵机组和反应釜组。
优选地，所述监测预警平台包括：
数据获取模块，操作于获取5G通信模块上传的物理监测传感器系统、可燃气体监测系统和有毒气体监测系统的监测数据，并输送至数据分类模块进行后续处理；
数据分类模块，操作于将获取到的物理监测传感器系统、可燃气体监测系统和有毒气体监测系统监控数据进行分类处理，以形成多个聚类数据包；
数据处理模块，操作于接受数据分类模块输送的多个聚类数据包，并对多个聚类数据包内的数据进行去噪处理；
标准数据存储模块，存储有各类监测数据的标准区值数据；
数据比对模块，与标准数据存储模块和数据处理模块相连接，操作于将多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据进行比对处理，以分析出聚类数据包内的数据是否处于标准数据区值内；
分析数据存储模块，与数据比对模块相连接，操作于存储数据比对模块的比对处理结果，以便后续调用和查询；
控制模块，与数据比对模块相连接，操作于当其中一个或多个聚类数据包内的数据超出标准数据区值内时，将生成控制声光报警器组工作的控制指令。
优选地，所述监测预警平台还包括：
显示模块，操作于以画面形式呈现多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据比对处理的结果；
通信输入输出接口模块，与控制模块、厂区调度指挥中心、5G通信模块和声光报警器组通信连接，操作于将控制模块的控制指令发送至声光报警器组、将多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据比对处理的结果上传至厂区调度指挥中心，以及将厂区调度指挥中心操作生成的控制信息经监测预警平台和5G通信模块下发至PLC控制系统。
优选地，该基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统还包括：
监管终端，与监测预警平台相连接，操作于远程监管监测预警平台的监管预警信息；
政府监管平台，与监测预警平台相连接，操作于政府监管监测预警平台的监管预警信息。
优选地，该基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统还包括：
本地数据库，与监控内网相连接，操作于本地存储物理监测传感器系统、可燃气体监测系统和有毒气体监测系统的监测数据，以及PLC控制系统下发至电动执行设备的控制指令数据；
监管工作站，与监控内网相连接，操作于本地监管物理监测传感器系统、可燃气体监测系统和有毒气体监测系统的监测数据，以及PLC控制系统下发至电动执行设备的控制指令数据。
优选地，所述监管终端至少包括笔记本、智能手机、平板电脑和台式机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明，通过采用由物理监测传感器系统、可燃气体监测系统、有毒气体监测系统、硬盘录像系统、PLC控制系统、电动执行设备、5G通信模块、监控内网和监测预警平台组合而成的重大危险源安全监测预警管理系统，能够对化工厂区的重大危险源的各个需求区域进行自动化地实时监测，并将监测数据实时传输到监测预警平台后进行比对分析，且当一个或多个监测数据超出标准区值数据异常后，可进行快速的预警处理，从而提醒管理调度人员及时作出调度指令，以控制电动执行设备做出相应的调整，因而不存在异常发生后管理滞后性，可靠性高，也相对于传统的人工巡检方式，大大节省了人力，不存在监测死角，保证化工企业生产的稳定运行，将安全隐患及时消除在萌芽状态。
附图说明
图1为本发明一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统的结构架构图。
图2为本发明一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统的监测预警平台内部模块图。
图3为本发明一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统的物理监测传感器系统组成模块图。
图4为本发明一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统的电动执行设备组成模块图。
图中：1、电动执行设备；2、PLC控制系统；3、有毒气体监测系统；4、可燃气体监测系统；5、串口服务器；6、物理监测传感器系统；7、视频监控录像机组；8、硬盘录像系统；9、工业交换机；10、监测预警平台；11、监管工作站；12、厂区调度指挥中心；13、本地数据库；14、声光报警器组；15、5G通信模块；16、政府监管平台；
101、电磁阀组；102、风机组；103、泵机组；104、反应釜组；601、；602、；603、流量传感器组；604、风速风向传感器组；605、湿度传感器组；606、粉尘浓度传感器组；607、液位传感器组；608、振动传感器组；1001、数据比对模块；1002、数据处理模块；1003、数据分类模块；1004、数据获取模块；1005、通信输入输出接口模块；1006、显示模块；1007、标准数据存储模块；1008、分析数据存储模块；1009、控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，该系统包括：物理监测传感器系统6、可燃气体监测系统4、有毒气体监测系统3、与前述三者相连接的串口服务器5，视频监控录像机组7、与视频监控录像机组7相连接的硬盘录像系统8、PLC控制系统2、与PLC控制系统2相连接的电动执行设备1，与串口服务器5、PLC控制系统2、硬盘录像系统8和监控内网相连接的工业交换机9，通过5G通信模块15与监控内网通信连接的监测预警平台10，以及与监测预警平台10相连接的厂区调度指挥中心12和声光报警器组14；
工作时，物理监测传感器系统6、可燃气体监测系统4和有毒气体监测系统3各自监控的数据通过工业交换机9传输至监控内网，而后通过5G通信模块15上传至监测预警平台10；
厂区调度指挥中心12操作生成的控制信息传输至监测预警平台10，而后通过5G通信模块15和监控内网下发至PLC控制系统2，PLC控制系统2生成相对应的控制指令后下发至电动执行设备1，电动执行设备1执行相应的动作。
参阅图3，在本实施例中，所述物理监测传感器系统6至少包括温度传感器组601、压力传感器组602、流量传感器组603、风速风向传感器组604、湿度传感器组605、粉尘浓度传感器组606、液位传感器组607和振动传感器组608。
在实际使用过程中，它们可以分别采集重大危险源的设施或所在区域的温度、罐体压力、管道流量、区域风速风向、区域湿度、区域粉尘浓度、罐体液位和罐体振动强度等数据，并将数据收集到串口服务器5，而后转化为以太网数据传输至监控内网，以便通过5G通信模块15上传至监测预警平台10进行处理分析。
参阅图4，在本实施例中，所述电动执行设备1至少包括电磁阀组101、风机组102、泵机组103和反应釜组104。
参阅图2，在本实施例中，所述监测预警平台10包括：
数据获取模块1004，操作于获取5G通信模块15上传的物理监测传感器系统6、可燃气体监测系统4和有毒气体监测系统3的监测数据，并输送至数据分类模块1003进行后续处理；
在实际使用过程中，当该系统全天正常工作时，数据获取模块1004可以实时监测重大危险源的各种数据信息，并生成一个个样本集，并将样本集输送至数据分类模块1003进行分类处理，以形成多个聚类数据包，例如该系统设置5min作为一个采集周期，将全天24h划分成288个采集周期，并生成288个样本集，并依次编号，具体如第XX样本集，采集周期为第XX周期。
数据分类模块1003，操作于将获取到的物理监测传感器系统6、可燃气体监测系统4和有毒气体监测系统3监控数据进行分类处理，以形成多个聚类数据包；
数据处理模块1002，操作于接受数据分类模块1003输送的多个聚类数据包，并对多个聚类数据包内的数据进行去噪处理；
去噪处理的内容主要包括：对监测数据中明显失真，如数据大于或小于实际情况或监测数据为0的数据予以删除处理。
标准数据存储模块1007，存储有各类监测数据的标准区值数据；标准区值数据为重大危险源正常工作的数据取值，如重大危险源所在区域的温度正常取值可设定为-10-50℃，当温度传感器组601监测的温度数据高于50℃，或低于-10℃，则表明重大危险源所在区域的温度处于异常。
数据比对模块1001，与标准数据存储模块1007和数据处理模块1002相连接，操作于将多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据进行比对处理，以分析出聚类数据包内的数据是否处于标准数据区值内；
分析数据存储模块1008，与数据比对模块1001相连接，操作于存储数据比对模块1001的比对处理结果，以便后续调用和查询；
控制模块1009，与数据比对模块1001相连接，操作于当其中一个或多个聚类数据包内的数据超出标准数据区值内时，将生成控制声光报警器组14工作的控制指令。
参阅图2，在本实施例中，所述监测预警平台10还包括：
显示模块1006，操作于以画面形式呈现多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据比对处理的结果；
通信输入输出接口模块1005，与控制模块1009、厂区调度指挥中心12、5G通信模块15和声光报警器组14通信连接，操作于将控制模块1009的控制指令发送至声光报警器组14、将多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据比对处理的结果上传至厂区调度指挥中心12，以及将厂区调度指挥中心12操作生成的控制信息经监测预警平台10和5G通信模块15下发至PLC控制系统2。
参阅图1，在本实施例中，该基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统还包括：
监管终端17，与监测预警平台10相连接，操作于远程监管监测预警平台10的监管预警信息；
政府监管平台16，与监测预警平台10相连接，操作于政府监管监测预警平台10的监管预警信息。
参阅图1，在本实施例中，该基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统还包括：
本地数据库13，与监控内网相连接，操作于本地存储物理监测传感器系统6、可燃气体监测系统4和有毒气体监测系统3的监测数据，以及PLC控制系统2下发至电动执行设备1的控制指令数据；
监管工作站11，与监控内网相连接，操作于本地监管物理监测传感器系统6、可燃气体监测系统4和有毒气体监测系统3的监测数据，以及PLC控制系统2下发至电动执行设备1的控制指令数据。
在本实施例中，所述监管终端17至少包括笔记本、智能手机、平板电脑和台式机。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，该系统包括：物理监测传感器系统(6)、可燃气体监测系统(4)、有毒气体监测系统(3)、与前述三者相连接的串口服务器(5)，视频监控录像机组(7)、与视频监控录像机组(7)相连接的硬盘录像系统(8)、PLC控制系统(2)、与PLC控制系统(2)相连接的电动执行设备(1)，与串口服务器(5)、PLC控制系统(2)、硬盘录像系统(8)和监控内网相连接的工业交换机(9)，通过5G通信模块(15)与监控内网通信连接的监测预警平台(10)，以及与监测预警平台(10)相连接的厂区调度指挥中心(12)和声光报警器组(14)；
工作时，物理监测传感器系统(6)、可燃气体监测系统(4)和有毒气体监测系统(3)各自监控的数据通过工业交换机(9)传输至监控内网，而后通过5G通信模块(15)上传至监测预警平台(10)；
厂区调度指挥中心(12)操作生成的控制信息传输至监测预警平台(10)，而后通过5G通信模块(15)和监控内网下发至PLC控制系统(2)，PLC控制系统(2)生成相对应的控制指令后下发至电动执行设备(1)，电动执行设备(1)执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，所述物理监测传感器系统(6)至少包括温度传感器组(601)、压力传感器组(602)、流量传感器组(603)、风速风向传感器组(604)、湿度传感器组(605)、粉尘浓度传感器组(606)、液位传感器组(607)和振动传感器组(608)。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，所述电动执行设备(1)至少包括电磁阀组(101)、风机组(102)、泵机组(103)和反应釜组(104)。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，所述监测预警平台(10)包括：
数据获取模块(1004)，操作于获取5G通信模块(15)上传的物理监测传感器系统(6)、可燃气体监测系统(4)和有毒气体监测系统(3)的监测数据，并输送至数据分类模块(1003)进行后续处理；
数据分类模块(1003)，操作于将获取到的物理监测传感器系统(6)、可燃气体监测系统(4)和有毒气体监测系统(3)监控数据进行分类处理，以形成多个聚类数据包；
数据处理模块(1002)，操作于接受数据分类模块(1003)输送的多个聚类数据包，并对多个聚类数据包内的数据进行去噪处理；
标准数据存储模块(1007)，存储有各类监测数据的标准区值数据；
数据比对模块(1001)，与标准数据存储模块(1007)和数据处理模块(1002)相连接，操作于将多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据进行比对处理，以分析出聚类数据包内的数据是否处于标准数据区值内；
分析数据存储模块(1008)，与数据比对模块(1001)相连接，操作于存储数据比对模块(1001)的比对处理结果，以便后续调用和查询；
控制模块(1009)，与数据比对模块(1001)相连接，操作于当其中一个或多个聚类数据包内的数据超出标准数据区值内时，将生成控制声光报警器组(14)工作的控制指令。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，所述监测预警平台(10)还包括：
显示模块(1006)，操作于以画面形式呈现多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据比对处理的结果；
通信输入输出接口模块(1005)，与控制模块(1009)、厂区调度指挥中心(12)、5G通信模块(15)和声光报警器组(14)通信连接，操作于将控制模块(1009)的控制指令发送至声光报警器组(14)、将多个聚类数据包内的数据与各类监测数据的标准区值数据比对处理的结果上传至厂区调度指挥中心(12)，以及将厂区调度指挥中心(12)操作生成的控制信息经监测预警平台(10)和5G通信模块(15)下发至PLC控制系统(2)。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，该系统还包括：
监管终端(17)，与监测预警平台(10)相连接，操作于远程监管监测预警平台(10)的监管预警信息；
政府监管平台(16)，与监测预警平台(10)相连接，操作于政府监管监测预警平台(10)的监管预警信息。
7.根据权利要求1或6所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，该系统还包括：
本地数据库(13)，与监控内网相连接，操作于本地存储物理监测传感器系统(6)、可燃气体监测系统(4)和有毒气体监测系统(3)的监测数据，以及PLC控制系统(2)下发至电动执行设备(1)的控制指令数据；
监管工作站(11)，与监控内网相连接，操作于本地监管物理监测传感器系统(6)、可燃气体监测系统(4)和有毒气体监测系统(3)的监测数据，以及PLC控制系统(2)下发至电动执行设备(1)的控制指令数据。
8.根据权利要求6所述的一种基于5G技术的重大危险源安全监测预警管理系统，其特征在于，所述监管终端(17)至少包括笔记本、智能手机、平板电脑和台式机。
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