安全生产监管物联网平台 解决方案V12doc.docx

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安全生产监管物联网平台解决方案V12doc

安全生产监管物联网平台解决方案V1.1

东方正通安全生产监管物联网应用平台解决方案

北京东方正通科技有限公司2013年6月

1.政策背景

安全生产关系人民群众生命财产安全，关系改革开放、经济发展和社会稳定的大局，是落实科学发展观的必然要求和构建和谐社会的重要内容。

1.1.国家“十二五”规划明确提出要推进物联网的应用

2010年10月8日第十七届五中全会决议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》（以下简称《建议》）。

《建议》提出在“十二五”时期要全面发展现代产业体系，提高产业核心竞争力。

其中，在全面提高信息化水平方面，要推动信息化和工业化深度融合，推进物联网研发应用。

工信部表示“十二五”期间物联网在产业体系方面要初步形成从传感器、芯片、软件、终端、整机、网络到业务应用的完整产业链，培育一批具有国际竞争力的物联网产业领军企业；创新能力方面，要突破一批核心关键技术，实现自主研发、技术创新；在国民经济和民生服务等重点领域形成物联网的规模性应用；安全保障方面，集成网络和重要信息安全防护水平要提升，重点和关键应用要安全可控。

1.2.《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的文件

2010年7月，国务院出台《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发?

2010?

23号）文件，要求进一步加强安全生产

工作，全面提高企业安全生产水平。

通知要求的主要任务是，以煤矿、金属非金属矿山、交通运输、建筑施工、危险化学品、冶金等行业（领域）为重点，全面加强企业安全生产工作。

通知要求严格企业安全管理，建设坚实的技术保障体系和更加高效的应急救援体系，实施更加有力的监督管理，建设更加高效的应急救援体系，严格行业安全准入，加强政策引导，更加注重经济发展方式转变，实行更加严格的考核和责任追究。

2010年国家安监总局也下发了《国家安全监管总局转发国务院办公厅印发贯彻落实<国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知>重点工作分工方案的通知》（安监办?

2010?

170号），并同时制定了《贯彻落实<国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知>重点工作分工方案》，要求严格企业安全管理，实施更有力的监督管理，建设更加高效的应急救援体系。

2.信息化中存在的问题

物联网是生产安全监管工作的技术重要手段。

目前，安全生产领域物联网应用工作刚刚起步，当前物联网技术的应用很难全面支撑安全生产监督工作的各种业务要求。

当前安全生产领域在物联网应用中主要存在以下差距和不足。

2.1.安全生产监管方式不够丰富

目前，安全生产管理手段比较单一，主要是通过行政许可和执法

检查的方式对企业进行监管，受时间和人力条件约束，安全生产监管的工作效率和精细化管理水平有待提升。

通过在生产经营单位应用物联网技术，可以扩展安全生产监管的范围和深度，摆脱时间和空间束缚，使监管触角直接延伸到企业，实现重点行业领域企业的全方位、动态监管，及时掌握全市安全生产动态，为安全生产执法检查、行政许可监管、安全事故风险防控工作等提供有力、有效的监管手段。

2.2.使用的物联网技术较为单一，准确度和智能化程度较低

通过各种传感器、视频摄像头、GPS定位仪器、电子标签等感知设备采集企业生产经营的监控数据是安全生产监管领域物联网应用的基础。

当前，安全生产物联网应用中所选用的传感器等感知设备类型比较单一，未能全面覆盖生产的主要风险点，能够采集到的生产数据有限，数据准确度有待提高，数据分析、监测预警等智能化应用尚未开展，不能很好地满足企业和政府安全生产监管的需求。

因此，为了满足安全生产监管的需求，进一步落实企业主体责任，需要积极扩大物联网应用的领域和范围。

2.3.物联网数据信息应用机制尚未建立

物联网不仅可以服务于企业自身的安全生产，也可以服务于政府部门的安全生产监管。

目前，除个别行业领域的部分大型生产经营企业，多数企业的物联网监控数据尚未接入安全生产监管部门，导致这些物联网监控数据无法服务于政府监管的职能。

此外，安全监管系统物联网建设缺少统一规划，建设标准、数据类型不统一，同时需要建

立系统之间的共享交换平台，以实现安全生产监控数据信息共享，从而有效支撑多级安监部门的安全生产监管职能。

2.4.基于物联网的应急处置能力不足

基于安全生产监管的需求，当突发事件发生时（或在出现爆发前兆时提供预警信息），物联网应用需要帮助安全生产监管部门做到“现场看得见”、“数据上得来”，能够显示突发事件发生地周边所有监控视频、传感器信号、责任企业响应等数据，持续监控事件进展，各类信息实时上报，实现对事件全过程监控，直至处臵完毕，还可根据传感器信号等相关数据，进行事件趋势预测，并根据响应预案提出应对措施，提供辅助决策。

当前物联网应用对安全生产监管的应急支持仍无法满足上述要求，应急处臵能力有待进一步提高。

2.5.物联网在安全生产领域中应用的标准规范和法规体系存在缺失

安全生产领域的物联网应用涉及到各级安监局以及企业自身等多家单位，多个行业领域，多种数据采集方法。

因此，需要针对煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、工业企业等高危行业的实际情况和业务需求，研究制定安全生产各领域物联网建设规范。

规范中明确物联网监控重点和实现形式、企业数据采集（包括数据采集的指标、位臵、采集方式、采集设备的安装接入标准），接入、传输等内容，为物联网平台建设与稳定运行提供技术、政策保障。

3.安全生产监管业务分析

本平台的用户主要包括安全生产企业管理人员、各级安监部门工作人员、第三方服务机构工作人员、专家以及政府部门的相关领导等用户。

此外，基于系统管理的需要，还有一类用户为系统管理员。

安全生产监管物联网应用平台的总体业务流程大致分为物联及视频信息采集传输、风险管理与应对、监测预警与分析、应急处臵与救援、事后取证与应急事件再现这几个过程。

风险源管理：

是通过对重点行业的风险源辨识、登记建档、安全评估、备案申报及审核，分析风险源的种类、数量、地理分布等情况，为风险的监测预警提供基础数据支撑。

各级安全生产监督管理部门可以利用物联网手段对风险源进行实时远程检查。

监测预警：

监测预警业务是对风险源的监测、报警、预警进行配臵、分析和管理的业务。

监测预警业务需要通过以下几个环节实现：

对风险源的监测指标的分级分类管理、监测信息管理与预测预警、报警处臵分析和跟踪督查、预警信息发布和预警响应等。

监测预警业务需要通过物联网技术获取风险源相关监测数据，通过数据进行分析和管理,为监测预警辅助决策提供信息支撑。

应急准备：

业务主要是针对风险源的预案、队伍、专家、物资、演练、培训等各方面的应急准备工作。

企业作为主体责任单位负责具体落实应急准备工作。

安全生产监督管理部门对应急准备工作和落实

情况实施监管。

企业可以通过物联网技术提高应急准备工作的效率和效果，各级安全生产监督管理部门可以通过物联网技术提高对应急准备工作监管的工作效率。

应急救援：

生产安全事故应急救援是各级安全生产监督管理部门接收生产安全事故信息后，启动应急响应与应急处臵工作，成立现场指挥部，指挥协调各相关部门按照相关预案确定的职责开展救援工作。

在各个阶段处臵过程中，需要利用物联网监测数据以及相应的智能分析手段为现场的事故救援提供辅助决策支持。

事故调查：

是由相关部门适时组成事故处臵调查评估小组，开展事故原因分析、事故责任调查评估，写出应对工作总结报告。

事故调查中重点需要收集事故过程信息，实现事故动态展现。

针对企业用户,需要平台提供相应的B/S客户端功能及界面配臵,主要完成企业风险源申报、报警处臵信息上报、通知接收和情况反馈等。

在风险源管理部分，需要实现风险源辨识、评估、建档及申报流程，接收通知和反馈信息。

在监测预警部分，需要实现企业用户报警处臵情况上报，预警信息接收等。

在应急准备部分，需要实现企业用户知识案例共享、应急演练部分企业参与的功能。

4.平台建设目标

通过建设安全监管系统物联网应用平台实现以下“三个提升”。

（1）以煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、工业企业、烟花爆

竹等重点行业领域企业推广应用物联网为重点，提升企业安全管理水平。

在煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、工业企业、烟花爆竹等重点行业领域的企业推广应用物联网技术，通过生产经营单位生产场所、生产装臵和生产岗位主要风险点部署各类状态感知设备，督促企业全面落实主体责任，加强对重点场所、危险部位安全生产设施的安全管理，切实提高企业安全生产风险控制和预防能力，提升企业安全管理水平。

（2）以建立重大危险源管理机制为出发点，提升应急反应能力和应急处臵水平。

在煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、工业企业、烟花爆竹等重点行业领域危险源及其周边部署各类状态感知设备，通过物联网实现对重大危险源的实时信息监控，提高企业及安全监管部门的应急反应能力；通过及时获取突发事件现场的实时动态信号数据，为科学快速决策提供全面、及时、准确的信息服务，辅助合理指挥调度，提高安全生产监管的应急处臵水平。

（3）通过推广应用物联网技术，提升安全生产监管水平。

通过在煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、工业企业、烟花爆竹等重点行业领域的推广应用物联网技术，实现监管部门对生产经营单位常规风险及危险点动态信息的实时监控，为安全生产监管的许可管理、监管执法、隐患排查、预测预警、事故调查等提供信息支撑息，

降低监管成本，实现高效精确监管；丰富安全生产指标体系，提升全市安全生产形势研判和预警预报能力。

5.平台建设原则

5.1.统筹规划、统一标准

物联网建设是一项涉及面广、技术和资金密集型的系统工程，为确保工程发挥整体效益，必须在统一部署下，遵照统一的规范协同建设，共同发展。

5.2.分类指导，稳步推进

坚持因地制宜，量力而行，根据安全生产重点行业领域现有信息化发展水平和基础条件，针对生产经营特点和实际需求，实行分类指导，合理确定物联网建设工作进度，积极稳妥的推进工作，不搞“一刀切”，促进物联网应用的有效、健康发展。

5.3.需求主导，讲求实用

物联网技术的推广应用要与实际相结合，符合安全生产发展的需要，重视系统建设的实用和实效，要遵循经济、实用、先进、可靠的原则建设可扩展、易于管理和维护的系统，避免资金和资源的浪费。

5.4.充分利旧，自主可控

考虑到部分行业领域已广泛采用各类技术实现了自动化监控和管理，具备了一定得物联网应用基础，要充分利用已有的感知设备和传

感网络，整合利用现有的技术系统和资源，采用拥有自主知识产权的、成熟可靠的技术和产品、方案，建设自主可控的物联网。

6.平台总体设计（以市级平台为例）

安全生产监管物联网应用平台积极推进安全监管领域物联网应用为目标，以煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、烟花爆竹、工业企业等重点行业领域企业推广物联网应用为重点，通过传输网，将企业数据上传至市区两级综合应用平台，实现城市安全运行与应急管理的物联网技术应用。

6.1.平台总体框架

安全生产监管系统物联网应用平台总体框架如下：

图1总体框架图

1.重点行业领域企业监测

重点行业领域企业监测是指安监局直接监管的煤矿、金属及非金属矿山、危险化学品、烟花爆竹、工业企业。

为落实企业安全主体责任，加强企业安全生产监控水平，在企业的主要风险点建设企业传感网，通过企业监控中心实现企业自身的风险监控和应急处臵，通过企业数据接入节点将企业监控中心的传感数据接入传输网。

2.传输网传输网是指由企业数据接入层、网络传输层、汇聚交换层组成的物联网数据传输层。

实现由企业接入节点到市区两级平台的数据传输，同时实现对企业数据接入节点的网络管理与信息安全管理，保证信息的高效、可靠、实时、安全的传输。

3.综合应用平台综合应用平台实现市区两级应用，包括应用系统、数据中心、GIS平台、门户系等。

应用系统是综合应用平台的核心，包括风险源管理、监测预警、应急准备、应急救援、事故调查、监管业务协同和后台管理系统。

4.支撑保障体系支撑保障体系是指法规标准体系、安全保障体系、第三方运营服务体系、运行维护体系。

6.2.应用架构设计

图2系统应用架构设计图

本项目的应用架构主要包括如下几部分：

1、市区两级安监部门通过企业物联网监测系统采集信息，通过传输网络实现市区两级信息的交换和共享，实现风险源管理、监测预警、应急处臵、指挥救援的信息支撑。

跨区域企业的监控信息直接接入市级平台，上述企业辖区内的区县需要使用该类数据时，通过市区两级预警调度平台的数据共享渠道访问数据。

区内企业数据接入所属辖区的区县平台，市安监局通过市区两级预警调度平台的数据共享渠道获取数据。

市区两级安监部门通过预警调度平台实现物联网数据辅助业务管理。

2、实现企业、区县、市级三级监测预警和应急管理。

企业级监测本企业的所有安全生产监控信息，发生报警时，由本企业负责处臵，并将报警内容和处臵结果报送区县预警调度平台。

区县安监局监测本辖区内企业的安全生产监控信息，当发生需要区县干预或处臵的事件时，由区县负责督查和指导企业进行处臵，并将事件信息和处臵结果报送市级预警调度平台。

市安监局监测本市企业的安全生产监控信息，当发生需要市安监局干预或处臵的事件时，由市安监局负责指导区县和企业进行处臵。

市安监局通过市级平台实现预警信息发布、应急处臵和指挥救援的多级信息管理，实现与外部系统的信息共享交换。

6.3.市级平台总体架构设计

预警调度平台应用系统分为市级平台和区县级平台两级结构，系统根据市级安监部门和区县安监部门的职能不同，分为市级、区县两级部署，两级平台在功能上基本一致，根据监管职能在权限和功能各有侧重。

市级平台用于支撑市级安全生产监督管理部门在预警预测、应急处臵、决策指挥、事故调查等方面的业务，以及对区县的指导业务。

市级平台侧重实现资源整合，保障数据上报渠道的畅通，实现与外部数据的共享交换。

区县平台侧重于区县安全生产监督管理部门在风险源评估与登记备案、监测处臵、执法检查、应急联动等方面的具体业务支持功能。

两级平台架构分别描述如下：

图3市级预警调度平台总体结构图

本项目的市级平台总体架构主要包括如下几部分：

1、市级预警调度平台门户系统安全生产事故风险源管理门户系统（包括安全生产移动门户）是市区两级安监局和企业用户进入预警调度平台的统一入口，同时实现信息发布和提供信息服务的功能。

综合展现系统综合展现系统实现对展示内容进行分类组织、管理和集成，对安全生产总体态势进行综合展现。

应用系统应用系统是北京市市区两级预警调度平台建设的关键和核心，包括风险源管理、监测预警、应急准备、应急救援、事故调查、业务协同和后台管理系统。

2、应用支撑层应用支撑层为应用系统提供基础服务和支撑，包括应用服务器中间件、GIS平台、数据分析与展现、工作流服务、CTI中间件、应用监控管理、智能视频分析、门户服务等。

3、数据中心数据中心实现信息资源共享交换和空间信息服务，包括数据收集、数据整合、数据共享交换、数据应用等功能。

4、基础设施基础设施为系统提供网络传输、计算能力、存储空间等基本服务，

主要包括数据处理与存储系统、网络系统、环境设施等。

5、应急场所应急场所为应急管理提供指挥场所和设施。

应急场所非本期建设内容。

6、传输网络传输网络实现市、区、企业三级的企业物联数据的汇聚和传输，主要采用运营商专网方式建设和利用市区两级政务网络。

7、企业物联数据采集中心企业物联数据采集中心实现接入和采集视频监控数据、传感数据，实现企业物联数据汇聚分级上传，同时实现企业本地监测和报警。

8、支撑体系

（1）标准规范体系标准规范体系在法制标准层面指导、促进和保障安全生产物联网技术应用的建设，主要包括安全生产物联网建设技术标准、管理标准，基础标准、方法标准，产品标准等部分。

（2）安全保障体系安全保障体系建设按照电子政务信息安全的要求，通过信息安全保护和防御以确保信息安全，主要包括安全标准体系、安全策略体系、安全管理体系、安全技术体系和安全服务体系等部分。

（3）第三方运营服务体系第三方运营服务体系是针对安全生产建立预测预警系统与智能应急决策系统相结合的服务性平台，为各级安监部门、企业提供有效服

务，包括数据分析、咨询培训、决策建议等。

（4）运行维护体系运行维护体系针对安全生产监管系统和物联网特点，建立覆盖企业、政府、运营商的服务体系，利用专业设备和管理手段实时监测网络设备、服务器设备以及安全设备的运行状态，实现快速响应、规范高效的运维服务。

6.4.数据中心框架设计

物联数据中心运维管理

配置

数据应用

共享服务目录管理分析展现分析服务接口服务共享交换

审计

统计报告多维分析预测空间地理分析

日志管理运行监控

数据整合

编码赋码数据校验数据合并

编目与注册

数据匹配

分类汇总

数据共享交换

共享分发

收集/提报

数据收集

其他委办局抽取抽取

安全生产监管信息平台

物联网系统

图4数据中心系统框架图

数据中心使用专业的数据抽取、清洗、整合工具，从各类数据来源中抽取数据，对数据进行比对、清洗，将各类数据进行整合与合并。

数据来源包括物联网业务数据、业务操作数据、专业知识、政策法规、工业企业及法人信息、行业基础信息数据、空间地理信息数据、填报补录数据、经济人口数据、交通数据、气象与环保数据、其他业务决策所需数据、等等。

这些数据通过专门的数据接口从各业务系统、各

部门、各委办局抽取、交换到数据中心中。

数据将按照最小粒度原则进行整合，即数据从最基础的业务逻辑上进行整合，这样可以保持各来源的数据相互之间的联系，便于进行关联性的数据分析。

数据中心的系统管理员通过运维管理平台监控数据收集、数据整合、数据交换、数据共享、数据应用、管理文档分发、计划报表调度、配臵用户安全、规划系统缩放等，并使用客户端设计器或B/S方式的设计窗口维护数据交换规则、报表内容、报告格式等。

本系统的最终用户（各层领导、各级业务人员、IT人员、相关委办局、其他数据需求人员）通过分析客户端、Web分析门户、移动终端、应用程序访问本系统，并浏览报表报告、检索文档、查询数据、查看仪表盘、下载信息、进行智能分析。

数据中心通过对各类业务信息的收集、加工、整理、分析、挖掘，使得数据不再是保存在硬盘上占用存储空间、浪费存储成本和人力维护成本的负债；随着数据应用在整个安监局以致其他委办局之间的使用和传递，数据的价值得到的最大化的体现。

通过数据中心的建设，使得存储在系统里的业务数据价值不断提升，以致于对政府行为决策提供帮助、减少事故发生、合理安排安全监察业务、增强安监局的风险控制能力，最大限度地实现了从数据到信息、从信息到知识、从知识到利润的转变。

6.5.传输网络设计

按照数据传输需求，平台设计市、区、企业三级传输模式实现整

个项目的业务数据网络传输模式，骨干网络拓扑设计如下图：

市安监局市级核心节点

政务外网

核心路由器

运营商网络

......

汇聚路由器汇聚路由器

跨区企业跨区企业汇聚路由器汇聚路由器跨区企业汇聚路由器跨区企业汇聚路由器

区县安监局区县级汇聚节点

运营商网络

跨区域企业企业汇聚节点

区内企业企业接入节点

......

接入路由器接入路由器

......

接入路由器接入路由器

图5总体骨干网络拓扑图

其中：

市区两级网络，充分利用政务外网资源，通过政务外网实现区县汇聚数据往市级平台的传输；跨区跨区企业通过运营商专线（如果有政务物联专网覆盖，优先考虑），通过安全设备实现在市安全生产监督管理局的数据落地，同时将相关业务数据按需分发给跨区企业关联的区县；分布在各区县的中小型企业，利用运营商专线，通过安全设备实现在区县安全生产监督管理局的数据落地，实现区县汇聚，再通过市区两级政务外网上传至市级平台；金属非金属矿及中小型危化企业外围高点监控按照要求直接通过专线汇聚到市级平台。

7.安全生产监管物联网应用平台组成

应用平台由重点行业企业监测系统、传输网络、安全生产综合应用平台等组成。

7.1.重点监管行业企业监测系统

在安监局重点监管的煤矿、金属非金属矿山、危险化学品、烟花爆竹、工业企业等重点行业的企业关生产经营单位生产场所、生产装臵和生产岗位主要风险点部署各类状态感知设备和系统，并接入安监局平台，实现企业生产安全状态的监测。

7.1.1.煤矿企业监测系统

按照行业管理标准，各煤矿企业需要完善矿井的井下视频监控系统、管理人员下井工作面覆盖预警系统、瓦斯监测系统、煤矿顶板安全检测系统、顶板压力检测系统、水泵自动开停系统、压风机自动开停系统、皮带监测系统、人员定位系统等监测系统；实现矿井监控数据和监控视频的汇聚；安监局平台与的监控数据库对接，获取煤矿下属矿井的实时监控数据信息；安监局平台与煤矿的视频图像平台对接，获取煤矿下属矿井的视频图像信息。

7.1.2.金属非金属矿企业监测系统

按照行业管理标准，各金属非金属矿山企业需要完善矿山微震监测、尾矿库监测、地面大面积沉降、露天采场监测、位移监测系统、

安全生产监管物联网应用平台解决方案白皮书

浸润线监测系统、库水位监测系统、采空区和应力监测系统、人员定位等监测系统；各金属非金属矿山企业实现本单位监控数据和视频的汇聚；安监局平台与金属非金属矿山企业的监控数据库和视频图像平台对接，获取非煤矿山的实时监控数据信息和视频图像信息。

7.1.3.危化品企业监测系统

1.危化品生产企业监测系统按照行业管理标准，危化品生产企业完善其下属加油站和油库的危险区域各类环境状态（有毒有害气体浓度、可燃气体浓度、油罐液位、环境温度、油压、油温、流量）和重点生产设备设施工作状况（卸油区、付油区、油泵房、变配电间、油库进出口）的监控系统，汇聚其下属单位监控数据和视频，安监局平台与其监控数据库和视频图像平台对接，获取其下属单位的实时监控数据和视频图像。

2.危化品经营企业监测危化品经营企业按照行业管理标准完善重点装臵、采集重点区域、风险源的监控系统，并在周边建设重大危险源外围视频监控系统，汇聚监控数据和视频。

安监局平台与其监控数据库和视频图像平台对接，获取企业的实时监控数据和视频图像。

7.1.4.工业企业监测

按照行业管理标准，工业企业需要完善自身的监控系统，汇聚监控数据和视频。

安监局平台与其监控数据库和视频图像平台对接，获取企业的实时监控数据和视频图像。

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7.1.5.烟花爆竹企业监测

各烟花爆竹批发企业按照行业管理标准完善仓库温湿度、视频监控，二级烟花爆竹批发企业将监控数据和视频上传到一级批发企业；安监局平台实现与一级批发企业的监控数据和视频图像平台对接。

7.2.传输网络

根据安全生产监管数据交换的需求，市区两级平台需要建立与企业进行数据交换的网络通道，以传输安全生产相关数据；市安监局也需要建立与区安监局进行数据交换的通道，以传输安全生产相关数据、数据和指令。

充分利用已有的政务外网资源，依托公共网络资源，建立一套安全生产监管的数据传输网络，连接市安监局、区