PAGEVPAGE石油化工碼頭港口危險品安防監(jiān)測預警系統(tǒng)研究摘要：近年來，隨著我國石油、化學品等的進口量不斷增加，我國已成為僅次于美國的第二大原油進口國。為了滿足石油化學品海運發(fā)展的需求，我國眾多沿海城市紛紛興建了石油化工碼頭。在石油化工碼頭的生產(chǎn)過程中，存在著大量的危險因素，涉及到的石油、化學品等往往蘊藏著大量的化學能，其中絕大多數(shù)化學品都具有燃燒性、爆炸性、毒性、腐蝕性和污染性等特性，因此要求其在運輸和貯存方面嚴格管理。在石油、天然氣和化工行業(yè)，火災、爆炸和泄漏中毒是常見的災害性事故，這些重大事故顯然是高風險的。建立一套完整的、科學的安全預警體系，根據(jù)其動態(tài)變化特點實時進行警情評估并提供應急處置方案，以實現(xiàn)對石油化工碼頭危險品的安全實時監(jiān)控預警，達到事前預防的管理目標。本文的目的在于設(shè)計出于港口安防需求的監(jiān)測預警系統(tǒng)，以加強港口安防建設(shè)，提高生產(chǎn)效率。文章首先提出問題，指出研究石油化工碼頭安防監(jiān)測預警體系的目標和意義；接著闡述安防監(jiān)測預警的相關(guān)理論，作為論文研究的基礎(chǔ)；然后在了解實時監(jiān)測軟件技術(shù)及硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，對危險品風險實時監(jiān)測預警系統(tǒng)需求進行分析，并簡單設(shè)計系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，對監(jiān)測預警系統(tǒng)進行具體設(shè)計；最后從預警系統(tǒng)硬件和軟件功能兩方面提出港口安防風險實時監(jiān)測預警系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：監(jiān)測預警系統(tǒng)；石油化工碼頭；港口危險品

Abstract:Inrecentyears,asChina'soilimports,chemicals,etc.isincreasing,ChinahasbecomesecondonlytoAmerica'ssecondlargestcrudeoilimporter.Inordertomeettheneedsofthedevelopmentofoilandchemicalsshipping,China'slargecoastalcitieshavetobuildapetrochemicalwharf.Intheproductionprocesspetrochemicalwharf,thereisalotofriskfactorsrelatedtooil,chemicals,etc.oftencontainsalargenumberofchemicalenergy,whichthevastmajorityofchemicalshaveincendiary,explosive,toxic,corrosiveandpollutionandothercharacteristics,thusrequiringitsstrictmanagementintermsoftransportandstorage.Intheoil,gasandchemicalindustries,fires,explosionsandtoxicleaksarecommondisasteraccidents,thesemajoraccidentsisclearlyrisky.Establishacompletesetofscientificsafetyearlywarningsystem,basedonreal-timedynamicchangesofthepoliceintelligenceassessmentsandtoprovideemergencyprogramstoachievesecurityofdangerousgoodsinpetrochemicalwharfreal-timemonitoringandearlywarning,preventionbeforehandtoachievemanagementobjectives.Forthepurposeofthispaperistodesigntheportsecurityneedsofmonitoringandearlywarningsystemstostrengthenportsecurityconstruction,improveproductionefficiency.Firstly,askquestions,pointouttheobjectivesandsignificanceofpetrochemicalwharfsecuritymonitoringandearlywarningsystem;thenexpoundedthetheoryofsecuritymonitoringandearlywarningasathesisbased;thenunderstandthereal-timemonitoringsoftwaretechnologyandhardware,basedonthehazardconductreal-timeproductriskmonitoringandwarningsystemneedsanalysis,andthebasicstructureofsimpledesignsystem,monitoringandearlywarningsystemsforspecificdesign;Finally,thedevelopmentofportsecurityriskstoachievereal-timemonitoringandearlywarningsystemearlywarningsystemfrombothhardwareandsoftwarefeatures.Keywords:monitoringandearlywarningsystems;petrochemicaldock;harbordangerousgoods

目錄第一章緒論 21.1選題背景和意義 21.2文獻研究綜述 31.3研究目標與內(nèi)容 61.4研究方法與創(chuàng)新 6第二章石油化工碼頭安全預警相關(guān)理論 82.1石油化工碼頭安全預警的內(nèi)涵 82.2石油化工碼頭安全預警的特點 82.3石油化工碼頭安全預警的程序 92.4石油化工碼頭安全預警的理論基礎(chǔ) 122.4.1系統(tǒng)論 122.4.2控制論 132.4.3安全科學理論 14第三章石油化工碼頭危險品安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的軟件技術(shù)及硬件設(shè)備 153.1軟件開發(fā)基礎(chǔ) 153.1.1軟件開發(fā)環(huán)境 153.1.2.NET開發(fā)平臺 153.1.3ASP.NET 163.1.4三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 173.2軟件技術(shù) 183.2.1實時刷新 183.2.2動態(tài)地圖 203.3硬件設(shè)備 213.3.1質(zhì)譜儀介紹 213.3.2氣體采集原理 22第四章石油化工碼頭危險品安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的設(shè)計 234.1系統(tǒng)辨識及需求分析 234.1.1系統(tǒng)辨識 234.1.2系統(tǒng)風險分析 234.1.3需求分析 254.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 254.2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 254.2.2綜合風險模型設(shè)計 274.2.3預警結(jié)果設(shè)計 274.2.4用戶分類及權(quán)限設(shè)計 284.3安防泄露風險實時監(jiān)測設(shè)計 294.3.1安防泄露風險實時監(jiān)測信息流 294.3.2泄露風險實時監(jiān)測預警流程 304.3.3泄露風險實時監(jiān)測分級預警 314.4常規(guī)作業(yè)與特種作業(yè)預警設(shè)計 324.4.1常規(guī)作業(yè)與特種作業(yè)風險指標設(shè)計 324.4.2常規(guī)作業(yè)和特種作業(yè)預警流程 344.4.3常規(guī)作業(yè)與特種作業(yè)報警界面設(shè)計 354.4.4常規(guī)作業(yè)與特種作業(yè)分級預警 364.5數(shù)據(jù)庫設(shè)計 374.5.1數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 374.5.2風險因素管理數(shù)據(jù)庫設(shè)計 40第五章石油化工碼頭危險品安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn) 425.1預警系統(tǒng)硬件的實現(xiàn) 425.1.1整體布局的實現(xiàn) 425.1.2質(zhì)譜儀及氣體采集系統(tǒng)的實現(xiàn) 425.2預警系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn) 435.2.1系統(tǒng)界面展示 435.2.2泄露風險實時監(jiān)測功能的實現(xiàn) 475.2.3作業(yè)預警功能的實現(xiàn) 49第六章結(jié)論與展望 556.1結(jié)論 556.2展望 57參考文獻 58致謝 61PAGE34第一章緒論1.1選題背景和意義自20世紀60年代初期安全評價開始應用于石油化工行業(yè)以來，石化行業(yè)的風險管理經(jīng)歷了不斷實踐、不斷完善的發(fā)展過程。從宏觀的行業(yè)企業(yè)整體到微觀的具體生產(chǎn)裝置、工藝流程、作業(yè)條件等，針對不同范疇的研究對象，風險管理已經(jīng)進入了全面發(fā)展和廣泛應用的階段。目前，以風險辨識和風險評價（也就是安全評價）為核心的風險管理作為安全工程的新領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，日益受到重視。但是作為現(xiàn)代安全管理核心技術(shù)的風險管理方法，一方面本身的理論和方法還在不斷的發(fā)展中，另一方面行業(yè)特點不同和專業(yè)人員理解及掌握的差別，其應用的質(zhì)量和水平存在很大的差距，主要體現(xiàn)在風險辨識的系統(tǒng)全面性，風險評價方法和技術(shù)合理有效性，以及最終風險防范及控制的模式、機制、方法和效能。在西方發(fā)達國家，風險管理已經(jīng)普及到大中小企業(yè)，并在工業(yè)安全管理中廣泛而迅速地得到推廣和應用。作為一種嶄新、有效的管理機制，風險管理越來越受到各國工業(yè)安全領(lǐng)域的重視，它標志著技術(shù)進步達到了一個新的水平。從公開發(fā)表的資料來看，目前國內(nèi)外常見的預警系統(tǒng)的研究開發(fā)主要集中在地質(zhì)災害、房地產(chǎn)、金融、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)學、氣象災害、生態(tài)環(huán)境、航空、教育、社會群體性事件等行業(yè)領(lǐng)域上，如突發(fā)性環(huán)境污染事故應急預警系統(tǒng)、可持續(xù)發(fā)展預警系統(tǒng)、環(huán)境安全預警系統(tǒng)、財務風險預警系統(tǒng)、流行疾病預警和發(fā)布系統(tǒng)、不放心從業(yè)人員預警信息系統(tǒng)、食品安全預警系統(tǒng)、水庫安全實時監(jiān)控預警系統(tǒng)、凝凍災害預警系統(tǒng)以及美國的OEHHA數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。針對微觀的某一類具體生產(chǎn)工藝裝置實施風險管理進行預警系統(tǒng)開發(fā)，在國內(nèi)尚屬起步階段。近年來，也有一些利用傳感器和計算機網(wǎng)絡的監(jiān)控預警系統(tǒng)，如油氣集輸站的安全監(jiān)控預警及管理信息系統(tǒng)，大型油氣（?；罚﹥迏^(qū)安全監(jiān)控預警系統(tǒng)。中國地質(zhì)大學（北京）安全研究中心在我國煤礦、民航、石油化工等高危的行業(yè)較領(lǐng)先地開展了基于風險管理為支持技術(shù)的風險預警機制體系的研究，包括在首都機場、邯鄲峰峰集團、新疆克拉瑪依油田、中石油大慶天然氣分公司等以等所做的風險預警系統(tǒng)及支持技術(shù)的研究工作。在本文中，目的在于通過分析當前石油化工碼頭經(jīng)常出現(xiàn)危險狀況來找出避免措施，從而減少這個方面的危險，并且促進該生產(chǎn)能夠更加順利的進行。（1）站在安全管理的方面來看，可以說在當前的運用過程中還是缺乏安全管理制度體系的監(jiān)督管理，所以說針對這一情況，在本章中進行相應的描述并指出其監(jiān)管系統(tǒng)的必要性，對于防范安全事故存在著重要意義。（2）為了進一步貫徹并落實把安全放在首位并采取相應的預防措施的原則，應該依靠預警模型來評判其中的指標體系，這樣便于僅僅在事故發(fā)生的初期就能夠發(fā)現(xiàn)并作出防范，從而減少其發(fā)生狀況，在一定程度上確保損失降到最低。（3）對于管理手段方面，也要從實際狀況出發(fā)，作出轉(zhuǎn)變，也就是說，不能再依靠傳統(tǒng)的事后緊急處理的辦法，必須在事故發(fā)生以前就要做好相關(guān)的預防工作；同時還應該明確的了解到當前危險品所具有的特點，并以此為基礎(chǔ)把管理手段從靜態(tài)發(fā)展為動態(tài)，進行更加及時的管理；另外必須站在整體大局的角度上來建立相應的預警指標體系，把之前的過于分散的管理體系集中起來，形成一個整體加以管理。1.2文獻研究綜述國外關(guān)于安防監(jiān)測預警的研究要比國內(nèi)起步的早些。從戰(zhàn)爭時代開始，就有了關(guān)于該方面的理論基礎(chǔ)，隨后進行相應的傳播，進一步發(fā)展到社會科學以及自然科學的范圍之內(nèi)。在第二次世界大戰(zhàn)以后，美國也開始將這一理論運用于經(jīng)濟領(lǐng)域，這就推動了經(jīng)濟預警理論的產(chǎn)生[1]。在這以后，預警理論就發(fā)展的日益健全，同時在多個領(lǐng)域之內(nèi)大量運用，不少國家也將此納為相關(guān)體系之中。比如在1978年歐盟共合體所指定的關(guān)于監(jiān)測成員國發(fā)展情況的監(jiān)測系統(tǒng)，還有在1979年美國所提出的經(jīng)濟指標系統(tǒng)以及1990年杰狄士所強調(diào)的系統(tǒng)預警理論[2]，諸如此類。在此基礎(chǔ)上，預警理論在宏觀領(lǐng)域越來越完善，也就使其逐漸發(fā)展到了微觀領(lǐng)域，并且也取得了一定的成就。包括2001年施羅特所提出在以隱馬爾可夫模型為基礎(chǔ)所發(fā)展而來的軍事沖突預警方法[3]、2006年施羅特所構(gòu)建的政治變革預警模型[4]以及在2010年巴莎所設(shè)立并強調(diào)的洪水監(jiān)測預警系統(tǒng)[5]等。從目前的發(fā)展狀況來看，預警理論已經(jīng)廣泛的運用于微觀領(lǐng)域，尤其是銀行、煤炭等行業(yè)。當今社會經(jīng)濟等各個方面又有著顯著的發(fā)展，特別是在經(jīng)濟全球化的推動下，對外貿(mào)易也越來越普遍，在這種情況下，怎樣來確保石油化工的碼頭是足夠安全的，其結(jié)果直接影響著整個社會的發(fā)展，并且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。所以說，必須通過分析當前石油化工碼頭經(jīng)常出現(xiàn)危險狀況來找出避免措施，從而減少這個方面的危險，并且促進該生產(chǎn)能夠更加順利的進行。在這個過程中，預警系統(tǒng)的存在就十分必要了。歷經(jīng)幾十余載的發(fā)展，不少學者就這方面的問題提出了一系列的完善措施，并且涉及到的范圍十分廣泛。預警理論研究。站在經(jīng)濟頻繁變動的角度來進行探索，預警理論發(fā)揮著重要作用，所以我國針對其方面進行了不少研究。從宏觀發(fā)展的層面來看，有不少學者對此進行了闡述，包括何躍在2006年就根據(jù)預警模型以及相關(guān)指標針對工業(yè)方面的經(jīng)濟預警作出了說明[6]，另外在2007年朱超關(guān)于港口經(jīng)濟預警系統(tǒng)[7]進行了介紹。從微觀發(fā)展的層面來看，王林與唐曉東在2000年就站在政策預警、外部經(jīng)濟預警以及內(nèi)部經(jīng)濟預警這三個角度去企業(yè)預警體系作出了概述[8]、2010年丁寶成的《煤礦安全預警模型及應用研究》[9]、2011年王寧的《原油碼頭輸油管道風險防范的重點及建議》等[10]。預警指標體系的研究。預警指標是指對現(xiàn)象宏觀運行進行監(jiān)測，并據(jù)此對可能出現(xiàn)的總體失衡、結(jié)構(gòu)性矛盾、突發(fā)異常情況作出預報的指標[11]。預警指標體系的恰當構(gòu)建是預警的基礎(chǔ)。國內(nèi)外很多學者根據(jù)其理論思考和實踐經(jīng)驗在財務、煤礦、環(huán)境等領(lǐng)域?qū)︻A警指標體系的構(gòu)建進行了研究[12]。國外指標體系的構(gòu)建方法包括：①閱讀大量文獻；②調(diào)查問卷收集專家意見；③前兩者相結(jié)合的方法；④分析典型工程案例[13]。從當前的發(fā)展過程來看，我國在此方面還是處于初期階段，涉及到的理論基礎(chǔ)以及實踐運用都還遠遠不足，僅僅有少數(shù)學者對其作出了研究，曹鑫[14]、范世東[15]等強調(diào)，就預警體系來說，需要通過安全評價指標來進行進一步分析，以此為前提，在聯(lián)系實際狀況的同時將該指標結(jié)合起來，依靠專家進行發(fā)展，從而建設(shè)處完善的預警指標體系。預警方法的研究。由二十世紀六十年代起，對于預警的措施方面就愈加完善，隨后發(fā)展到八十年代中葉的階段，我國對此展開了一系列討論與研究。通常情況下，有以下幾種預警辦法運用的較為廣泛：（1）蒙特卡羅方法[16]：（MonteCarlosimulation），也被叫做為隨機抽樣技術(shù)。該辦法在1977年由法國學者Buffon正式提出，他以投針試驗為基礎(chǔ)得出了相應的圓周率，在這個過程中進一步衍生出了所謂的蒙特卡羅方法。在這個方法中，能夠憑借符合固定規(guī)則的隨機數(shù)字就部分無法依靠相應的核算所遺留的問題加以解決。在這個過程中，通過了不少實驗才得出了這一結(jié)論，是十分嚴謹?shù)?。目前該辦法主要運用在預警分析以及等級鑒定的解決上，發(fā)揮著重要作用[17]。（2）景氣指數(shù)法[18]：這個方法的主要目的是較為明確的體現(xiàn)出不同行業(yè)所表現(xiàn)出的特點，并把這些特點具體化，也就是說，在這個辦法中，依靠具體化的指標來進一步了解到各個行業(yè)的發(fā)展情況，并針對此作出相應的檢測預警。憑借這種手段可以對企業(yè)的發(fā)展狀況作出一個詳細的了解并進行實時的檢測，一旦發(fā)生問題可以及時的進行反映并作出相應的判斷。關(guān)于此方法在2013年經(jīng)濟學家董振磊[19]根據(jù)世界范圍內(nèi)的石油海運市場的發(fā)展情況進行了闡述。（3）自回歸條件風險模型[20]：該模型主要是通過一個時間段，以部分變量為基礎(chǔ)，對其以前的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，找出之間的誤差，并運用統(tǒng)計手段來進一步作出預判，分析未來發(fā)展所存在的誤差[21]，依靠這種方式來解決非線性問題。任常興[22]就根據(jù)這一模型在2006年關(guān)于危險品道路運輸?shù)娘L險判斷中進行說明，并指出了當前的實質(zhì)所在。（4）人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法[23]：這種方法可以說在處理起來選擇的是較為分散的手段，主要是通過模仿生物腦對于問題的處理過程，在經(jīng)過相應的模擬實踐之后得出，可以較為明確的進行事務的區(qū)分，同時可以提升自我，并且隨著環(huán)境變化的不同來作出調(diào)整。在這個辦法中，需要把該預測結(jié)果和既定的目標作出對比才能真正的明確其預警等級。（5）模糊綜合評判法[24]：在這個方法的運用過程中是關(guān)于事物整體所進行的較為綜合的評判，但是因為其他因素的制約，所體現(xiàn)的評價一般來說比較模糊，所以在此基礎(chǔ)上需要根據(jù)其所占據(jù)的比重來確定權(quán)重系統(tǒng)，然后依照好壞程度作出判斷，進一步得到綜合的數(shù)值進行預警。該辦法能夠把定性的評價轉(zhuǎn)變成定量的評價，這樣所得到的結(jié)果更加明確，并且綜合性強，可以有效地解決相應的問題。關(guān)于此方面，2011年宋劍偉[25]就液體化工碼頭油氣泄露的事件作出相應的研究，并在此辦法的基礎(chǔ)上加以分析，找出其中的問題并進行解決。石油化工碼頭預警研究。關(guān)于預警系統(tǒng)方面的研究越來越廣泛，不少學者針對此問題作出了深入的了解。2008年桑海泉[26]對石油化工碼頭包含的油庫、?；穫}庫、油品收發(fā)、危化品裝卸作業(yè)、運輸車輛、輸油管道等眾多方面提出了監(jiān)控方案，并且設(shè)計了相關(guān)的軟件模塊。2011年郭景晨[27]針對港口溢油環(huán)境風險預警工作，建立預警指標體系，應用AHP確定各指標權(quán)重，建立了以溢油污染事故警情綜合指數(shù)為核心的預警等級評估方法體系。2012年彭士濤等[28]在總結(jié)和闡述重大危險源辨識及風險評價方法的基礎(chǔ)上，從如何界定危險源、評價方法、分級方法和可接受風險水平4個方面做了詳細介紹，并提出了適用于石油化工碼頭重大危險源的辨識和評價方法。2013年劉新宇[29]通過對重大危險源的辨識分級，采用層次分析法和模糊綜合評判方法相結(jié)合，對港口物流樞紐的安全狀態(tài)綜合評價，構(gòu)建了港口物流樞紐危險貨物重大危險源預警體系，實現(xiàn)了其有效預警。2014年孫毅等[30]從石油化工碼頭儲罐區(qū)預警指標體系的建立、預警模型的選取、監(jiān)控與預警系統(tǒng)的開發(fā)三方面綜述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并且分析了可拓理論、模糊綜合評判和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡三種方法在石油化工碼頭儲罐區(qū)預警系統(tǒng)應用中的優(yōu)缺點。2014年王林[31]在對組態(tài)軟件和PLC分析介紹的基礎(chǔ)上，將二者結(jié)合應用于石油化工碼頭安全監(jiān)控系統(tǒng)中，并對其應用效果作了詳細闡述。同年張宇等[32]將港口物流樞紐重大危險源安全管理體系分為重大危險源辨識、重大危險源預警、發(fā)生事故應急處置、監(jiān)控與監(jiān)管信息4個模塊，通過研究4個模塊以及改善預警機制等提高港口物流樞紐重大危險源的安全管理水平。通過對以上石油化工碼頭港口安防檢測預警系統(tǒng)相關(guān)文獻資料進行綜述，找出對課題相關(guān)的理論，為論文的寫作提供理論基礎(chǔ)。本文根據(jù)企業(yè)特點，從系統(tǒng)辨識，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)功能設(shè)計三個方面，對石化碼頭港口安防檢測預警系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計進行介紹，進而開發(fā)研制出功能齊全、簡單實用的應用軟件系統(tǒng)——石化碼頭港口安防檢測預警系統(tǒng)。1.3研究目標與內(nèi)容研究目標：石化碼頭倉儲企業(yè)運輸及存儲大量的易燃，易爆，有毒，有害危險物質(zhì)。石化企業(yè)相對密集，使得某個企業(yè)若發(fā)生重大事故往往會波及相鄰企業(yè)，造成各種重、特大事故，很可能會引發(fā)災難性的多米諾事故連鎖效應，對社會公共安全造成重大威脅。本文研究目標在于根據(jù)風險管理的體系和預警機制、研究分析風險動態(tài)管理信息的支持系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)、作業(yè)各環(huán)節(jié)的風險的動態(tài)、超前、實時、有效的管理。研究內(nèi)容和：1）對石化碼頭港口安防監(jiān)測預警系統(tǒng)管理理論的分析闡述；2）對石化碼頭港口安防監(jiān)測預警系統(tǒng)開發(fā)中使用到的.NET開發(fā)平臺等軟件開發(fā)基礎(chǔ)進行介紹，并介紹實現(xiàn)實時刷新和動態(tài)地圖的軟件技術(shù)，最后介紹本系統(tǒng)中所使用質(zhì)譜儀的相關(guān)情況；3）根據(jù)企業(yè)特點，從系統(tǒng)辨識，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)功能設(shè)計三個方面，對石化碼頭港口安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計進行介紹；4）開發(fā)研制出功能齊全、簡單實用的應用軟件系統(tǒng)——石化碼頭港口安防監(jiān)測預警系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用B/S模式，可以在石化碼頭倉儲企業(yè)計算機局域網(wǎng)上運行，可以進行安防風險實時監(jiān)測、風險報警、風險評價分級、風險實時預警、預警信息共享、風險標準庫和歷史庫管理，并且易于操作和維護。1.4研究方法與創(chuàng)新研究方法：一是文獻資料法。通過知網(wǎng)、萬方等渠道搜集安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的相關(guān)文獻資料，并對其進行歸納分析，得出課題研究的理論基礎(chǔ)，為論文框架構(gòu)建提出參考。二是案例分析法。以天津港石油化工碼頭為例，對其安防監(jiān)測預警的現(xiàn)狀進行分析，從而設(shè)計出完善的安防監(jiān)測預警體系，以為其他港口安防監(jiān)測預警體系的設(shè)計提出借鑒。三是理論與實際結(jié)合法。通過對天津港石油化工碼頭進行實地調(diào)查，了解天津港石油化工碼頭的基本情況，并將其與安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的相關(guān)理論結(jié)合，從而為天津港石油化工碼頭安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。創(chuàng)新點：本研究利用成熟的動態(tài)地圖技術(shù)，將風險預警的結(jié)果簡單、直觀的表現(xiàn)出來，使企業(yè)各層面的人員均能接觸到預警信息，將風險管理和安全預警的概念逐漸深入人心。在國內(nèi)的相關(guān)研究報道中，在石油化工領(lǐng)域利用質(zhì)譜儀進行實時監(jiān)測是首例，本研究中利用質(zhì)譜儀進行安防實時監(jiān)測的技術(shù)將具有非常重要的創(chuàng)新意義。第二章石油化工碼頭安全預警相關(guān)理論在最近幾年的發(fā)展過程中，由于石油化工行業(yè)的運用越來越普遍，也就出現(xiàn)了各式各樣的問題，包括管道爆炸、油氣泄露等，嚴重威脅到了該行業(yè)甚至是整個社會的發(fā)展，安全方面存在著重大隱患。所以說，針對這一問題必須建立相應的制度體系，并通過有效手段加以防范，這樣才能從根本上進行解決，進一步減少風險損失。2.1石油化工碼頭安全預警的內(nèi)涵對于石化碼頭的危險品的裝載與卸載的環(huán)節(jié)來說，還需要和管道運輸以及裝卸作業(yè)聯(lián)系起來，可以說是相互作用，一體化發(fā)展的，并且該整體過程十分繁瑣，變動頻繁。在整個工作的過程中由于危險品的存在，所以在管理方面更是要規(guī)范化、嚴格化，有效避免事故的發(fā)生。但是從目前的管理狀況來看，盡管針對問題有不少解決辦法，然而還是存在著一定的不足，尤其是傷亡方面更是造成了不可挽回的損失，對于整個管理來說都是后果十分嚴重的。所以說，針對目前的狀況，必須通過相應的預警系統(tǒng)來加以防范，從而更好地避免事故的發(fā)生。石油化工碼頭危險品安全預警（Early-Warning）主要說明按照之前發(fā)生事故之后所總結(jié)出的經(jīng)驗結(jié)合當前的實際發(fā)展狀況作出判斷，并依據(jù)該規(guī)律找出當前事故發(fā)生的特點，做好預防工作，進行警示，讓相關(guān)人員可以及時的進行控制，在一定程度上能夠減少事故的發(fā)生。事實上，事故不僅能夠事先預見，還能夠有效防范，當然在這個過程中必須具備極為豐富充足的經(jīng)驗以及專業(yè)的判斷能力來能夠?qū)崿F(xiàn)。這樣就能針對這些問題有效的防范，從而最大可能的減少損失。由于預警過程中目標之間的差異，所以針對不同的情況應該具體分析，依靠相應的檢測標準來進行監(jiān)測，在這個過程中應該最開始就了解到指標是否符合相關(guān)規(guī)定，并且和相關(guān)標準一一對應進行分析，最后做出及時的監(jiān)管。同時，還必須建立相應的信息傳遞平臺從而能夠把相關(guān)信息數(shù)據(jù)及時的傳遞給相應的管理人員，進一步提前做出防范處理。作為管理人員，接收到信息以后也就做出對比進行判斷，有不足的地方加以調(diào)整，做好預警工作。隨著不斷地改善與發(fā)展，該系統(tǒng)會越來越完善，管理方面也就更加規(guī)范。2.2石油化工碼頭安全預警的特點石油化工碼頭安全預警有如下特點：預警指標的不確定性。受到各種物體的影響，在指標的標準化方面不能夠統(tǒng)一而論，必須針對具體的事物進行相應的處理，結(jié)合時間地點因素，選擇使用的指標數(shù)據(jù)。預警的動態(tài)性。隨著時間、地點以及事物的不斷變化，要選擇不同的指標進行預警，這就說明，在整個預警過程中，也是頻繁變動的。所以說，針對這種情況，應該結(jié)合實際發(fā)展狀況，對其進行調(diào)整與完善，從而更好的運用到實踐之中，并且符合其指標特性。警源的復雜性。在整個危險品的搬運環(huán)節(jié)中，受到其涉及范圍較為廣泛的影響，在整個過程就十分繁瑣復雜。站在系統(tǒng)論的角度而言，對于整個監(jiān)管系統(tǒng)來說，安全預警系統(tǒng)作為其中的重要部分，發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。警源的預警信號需要從其他相關(guān)的系統(tǒng)中采取，如正在進行的裝卸過程。所以說必須建立良好的信息溝通平臺促進交流的順暢進行，才能提高工作效率，減少損失。警情的累積性和突發(fā)性。綜合來看，危險事故并非發(fā)生的較為突然，一般來說在長時間的積累之下導致其發(fā)生，所以在建立預警系統(tǒng)的過程中要認識到時間段的重要性。在整個裝卸環(huán)節(jié)受到諸多原因的作用都有可能致使當前埋下安全隱患，在一定時間的發(fā)展以及持續(xù)的問題的堆積以后，就會導致事故發(fā)生，不過也會存在著突然爆發(fā)的事故，所以必須嚴格管理，在日常工作中就要做好提前預防措施，改善這種狀況。警兆的滯后性。從上面內(nèi)容可以看出，隨著警情的持續(xù)積累，造成系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重問題，并且損失巨大，難以挽回。這種狀況下如果出現(xiàn)一些征兆就說明此刻情況十分危險。所以說，在該體系建設(shè)的過程中，必須將指標的預知性以及代表性結(jié)合起來，作出預防工作，控制風險，減少損失。2.3石油化工碼頭安全預警的程序在整個完整的安全預警程序中，一般來說涉及到四個方面，分別是風險辨識、評價、控制以及警示。這就要求在處理的過程中重要先明確當前的風險實質(zhì)，然后對其作出相應的判斷，之后劃分適當?shù)牡燃?，并針對其作出有效控制。預警信號的顯示與發(fā)布[56-57]，如圖2.1所示。圖2.1安全預警程序圖一是信號選擇。因為眾多企業(yè)很難真正的認識到危險發(fā)生，這就使得一旦出現(xiàn)危機事件就會形成難以挽回的損失，所以針對這種情況，管理人員要做好相應的管理工作，在事前就應該對風險進行把控，這樣可以有效避免危險帶來的損害。二是風險監(jiān)控。風險監(jiān)控是指對石油化工碼頭危險品裝卸過程進行全程實時監(jiān)督，根據(jù)實際情況采取措施對風險進行控制。隨著時間、地點以及事物的不斷變化，要選擇不同的指標進行預警，這就說明，在整個預警過程中，也是頻繁變動的。所以說，針對這種情況，應該結(jié)合實際發(fā)展狀況，對其進行調(diào)整與完善，從而更好的運用到實踐之中，并且符合其指標特性。三是風險識別。通常來說，風險識別可以從兩個方面來進行，分別是感知風險以及分析風險。在識別的過程中，一般選擇系統(tǒng)的處理辦法，于事故還未發(fā)生以前就應該了解到有哪些因素可能造成風險的發(fā)生，進一步了解其原因。風險的存在多種多樣，不僅涉及到已經(jīng)存有的，還涉及到暫時還沒有發(fā)現(xiàn)的，另外，風險不僅僅局限于內(nèi)部，還包括外部因素所形成的風險。當然，風險并非完全都是一成不變的，也有隨著環(huán)境等其他因素的改變而不斷變化的。所以說，從識別的角度來看要通過合適的指標加以判斷。四是風險診斷。對于發(fā)現(xiàn)的風險應該對其作出相應的診斷，也就是說，根據(jù)其具體原因判斷致使風險發(fā)生的主要因素，找出其中最為核心的部分并明確其發(fā)生的整體過程。五是風險評價。在上述兩個步驟以后就需要通過風險評價來了解到當前的主要問題，進行綜合性的判斷，并考慮針對實際情況應該做出那種方式的防范。通過這個過程，可以針對主要因素作出詳細的描述并找出其中的問題，從而明確由于這些因素的影響會產(chǎn)生何種后果，并分析該危險的程度大小，進一步掌握具體狀況，做好相應的處理。六是預警等級劃分。根據(jù)《國家突發(fā)公共事件總體應急預案》、《國家安全生產(chǎn)事故災難應急預案》將事故預警級別由低到高劃分為無警、輕警、中警和重警四個級別。生產(chǎn)過程處于無警狀態(tài)則正常監(jiān)控，繼續(xù)運轉(zhuǎn)。發(fā)出輕警信號時，企業(yè)安全管理部門應對引起警報的原因進行分析，局部調(diào)整；發(fā)出中警信號時，企業(yè)需加大監(jiān)管力度，對風險進行處理，包括風險分散、轉(zhuǎn)化和阻斷；發(fā)出重警信號時，企業(yè)安全監(jiān)督管理部門需啟用應急救援預案，開展救援工作，盡可能地減少事故帶來的損失。七是警情演示。綜合來看，危險事故并非發(fā)生的較為突然，一般來說在長時間的積累之下導致其發(fā)生，所以在建立預警系統(tǒng)的過程中要認識到時間段的重要性。在整個裝卸環(huán)節(jié)受到諸多原因的作用都有可能致使當前埋下安全隱患，在一定時間的發(fā)展以及持續(xù)的問題的堆積以后，就會導致事故發(fā)生，不過也會存在著突然爆發(fā)的事故，所以必須對警情的嚴重程度做好相應的劃分，嚴格管理，在日常工作中就要做好提前預防措施，改善這種狀況。2.4石油化工碼頭安全預警的理論基礎(chǔ)石油化工碼頭危險品安全預警的理論基礎(chǔ)有系統(tǒng)論、控制論、安全科學理論等。2.4.1系統(tǒng)論系統(tǒng)論是美籍奧地利人L.V.貝塔朗菲創(chuàng)立的。通過這一理論可以看出目前存在著各個方面的因素，并且相關(guān)之間存有一定的聯(lián)系，缺一不可。系統(tǒng)里強調(diào)不是因為某一個因素造成問題的發(fā)生，并且這種狀況并非獨立存在，換句話說，由于各個因素之間的連接線所以任何一個環(huán)節(jié)的影響就會產(chǎn)生循環(huán)牽連的作用，形成不可挽回的危害。所以，為了從根本上改善這種狀況，僅僅依靠部分是難以達到目的的，應該將整體結(jié)合起來進行綜合考慮，才能實現(xiàn)目標，發(fā)揮其作用。系統(tǒng)論就是在認識系統(tǒng)的特點及規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用一些有助于人們達到目的需要的特點來控制、管理和改造系統(tǒng)，使系統(tǒng)不斷地更新變化，達到優(yōu)化的目的。系統(tǒng)分析方法的出現(xiàn)幫助人們解決了許多規(guī)模宏大、關(guān)系錯綜以及指數(shù)眾多的復雜問題，提供了一種綜觀全局的新思路，與許多橫斷科學如控制論、信息論一起為現(xiàn)代科學提供了一種新方法。在石油化工碼頭危險品安全預警中，預警的功能在于從系統(tǒng)非優(yōu)的角度出發(fā)，尋找導致石油化工碼頭危險品非優(yōu)問題的各種因子，建立反映石油化工碼頭危險品“非優(yōu)”的預警指標體系，然后通過查閱相關(guān)文獻、咨詢專家意見等各種定性定量的方法制定反映預警指標優(yōu)與非優(yōu)的區(qū)間，通過采取預防措施、風險分散、危機管理等預警管理手段，使石油化工碼頭危險品非優(yōu)狀態(tài)回復到優(yōu)的狀態(tài)，從而控制事故影響程度或減少事故發(fā)生概率。2.4.2控制論控制論誕生于20世紀40年代，以美國數(shù)學家諾伯特·維納的《控制論》為代表?？刂普撜J為當有某個信號輸出時，總會得到某個方面或時間點的反饋，正面的、積極的輸出總是我們想要得到的，因此總是會經(jīng)常檢驗自己輸出的正確性和有效性，盡可能地避免負面的、不利的輸出。因此，當我們需要預防事故的發(fā)生時，就要檢查所有的輸出，然后排除不利的，保留有利的。過程中需要反復的調(diào)整，及時的發(fā)現(xiàn)并處理不安全因素。系統(tǒng)論和控制論的思想和方法在危險源辨識與控制，不安全因素的預防與控制以及系統(tǒng)的安全性能分析等各方面得到了廣泛應用。自動控制系統(tǒng)是指無需人力直接參與而能夠獨立地、自動地完成某種特定任務的受控工程系統(tǒng)。它的出現(xiàn)很大程度上代替了人們繁重的體力勞動和簡單反復的腦力勞動，甚至能夠承擔許多人類力所不能及的任務。采集、處理、分析實時變化的數(shù)據(jù)流只有龐大的信息儲存和處理能力的智能控制系統(tǒng)才能完成。根據(jù)控制活動的重點，控制可分三種類型：預先控制：在獲取了足夠的信息與資料的基礎(chǔ)上，建立預測研究系統(tǒng)，能夠面向未來，盡早采取預防措施，對有可能產(chǎn)生的偏差采取糾正措施。實時控制：是在生產(chǎn)活動進行過程中的控制，由監(jiān)管人員在現(xiàn)場直接進行。事后控制：即事后的事故調(diào)查數(shù)據(jù)與各種報表，齊全可靠，為改進和重新制訂預防措施提供依據(jù)，但由于時間的滯后，使當時的偏差不能盡快糾正。在實際的應用中，并不是只能單獨使用一種控制方法，可以將它們有機地結(jié)合在一起，相互作用，相互補充，盡快地糾正過程中出現(xiàn)的偏差，保證生產(chǎn)順利進行。但是作為現(xiàn)代安全管理核心技術(shù)的風險管理方法，一方面本身的理論和方法還在不斷的發(fā)展中，另一方面行業(yè)特點不同和專業(yè)人員理解及掌握的差別，其應用的質(zhì)量和水平存在很大的差距，主要體現(xiàn)在風險辨識的系統(tǒng)全面性，風險評價方法和技術(shù)合理有效性，以及最終風險防范及控制的模式、機制、方法和效能。究其本質(zhì)，這種安全管理也是意味著控制，所以說應該根據(jù)危險程度的不同進行相應的控制，有效防范危險發(fā)生并減少損失。2.4.3安全科學理論在二十世紀四十年代就有關(guān)于人類生產(chǎn)以及生活方面所作出的研究，而這種研究被理論化，發(fā)展為所謂的安全科學（SafetyScience）。隨著A.庫爾曼教授《安全科學導論》一書的出版，給該學科的發(fā)展起到了一定的推動作用，并且意味著安全科學已經(jīng)邁入了成熟的階段。安全科學不僅包含了相關(guān)的理論知識以及處理辦法，還涉及到了不少的實踐發(fā)展。在歷經(jīng)足夠的分析研究以后，逐漸使得該學科建立了相應的理論體系，并且該體系的研究對象包括整個生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的危險、危害以及危險，該體系的目的在于對上述危險進行有效控制并避免。通過這個理論可以明確的了解到當前安全狀況，并且針對其中所發(fā)生的危險進行相應的判斷，從而找出其中所存在的問題并得出相應的解決措施。在該理論中，強調(diào)指出由于人為以及設(shè)備的影響才導致安全存在問題，而究其實質(zhì)來看，還是因為管理方面的不足以及環(huán)境所帶來的變動。在整個生產(chǎn)過程中，因為人的相關(guān)能力的不足，無法明確的了解到危險狀況的發(fā)生，也就說明，難以從根本上避免所有的危險狀況，因此針對這種情況，就必須通過安全工作來有效減少風險的發(fā)生。就算出現(xiàn)了問題，也應該及時的進行補救，減少損失。由于事故的產(chǎn)生不是固定的，也就是說難以明確其時間以及地點所在，這樣在預防的過程中就十分困難，不過根據(jù)實際情況來看，還是存在著一定的客觀規(guī)律性。具體來說，隨著人們的不斷了解以及判斷，對以往事故的總結(jié)能夠認識到事故發(fā)生的大致規(guī)律所在，并依據(jù)該規(guī)律在一定程度上能夠減少事故的發(fā)生。事實上，事故不僅能夠事先預見，還能夠有效防范，當然在這個過程中必須具備極為豐富充足的經(jīng)驗以及專業(yè)的判斷能力來能夠?qū)崿F(xiàn)。這樣就能針對這些問題有效的防范，從而最大可能的減少損失。整個生產(chǎn)過程中，因為人的相關(guān)能力的不足，無法明確的了解到危險狀況的發(fā)生，也就說明，難以從根本上避免所有的危險狀況，因此針對這種情況，就必須通過安全工作來有效減少風險的發(fā)生。就算出現(xiàn)了問題，也應該及時的進行補救，減少損失。第三章石油化工碼頭危險品安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的軟件技術(shù)及硬件設(shè)備3.1軟件開發(fā)基礎(chǔ)3.1.1軟件開發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)的軟件環(huán)境如表3-1所示。表3-1軟件環(huán)境要求需求名稱詳細要求服務器軟件服務器操作系統(tǒng)Windows2008Server。服務器WEB需求服務器可以提供ASP.Net服務支持，使用WindowsIIS6。數(shù)據(jù)庫需求數(shù)據(jù)庫要求MicrosoftSQLServer2008，服務器可穩(wěn)定運行。編譯環(huán)境MicrosoftVisualStudio2010MicrosoftSQLServer2008R2匯編語言C#，html，SQL，JavaScript3.1.2.NET開發(fā)平臺.NET是MicrosoftXMLWebServices平臺，是建立在開放體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的一套可以用來構(gòu)建和運行新一代MicrosoftWindows和Web應用程序的開發(fā)平臺，使用同一得編程模型，有著健全和安全的執(zhí)行環(huán)境，支持多種變成語言，極大的簡化了Web的開發(fā)。.NET平臺主要由以下幾個組成部分：NET框架（.NETFramework），是.NET的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它提供了構(gòu)建和執(zhí)行應用程序及XMLWebService的基礎(chǔ)，其統(tǒng)一的特性意味著所有的應用程序，無論是Windows應用程序、Web應用程序，還是XMLWebService，都可以使用一套通用的工具和代碼來開發(fā)，并且易于相互集成。.NET框架可以消除各種軟件組成和編程語言之間的差異，它通過糅合各種編程語言，不僅能極大的簡化開發(fā)人員處理的大量復雜編輯事務，更重要的是，.NET框架能自動將應用程序轉(zhuǎn)化為可復用并具有互用性的Web服務。.NET框架，使用一種分層體系結(jié)構(gòu)，是一個開發(fā)、部署和運行.NET應用的環(huán)境，包括了ASP.NET、公共語言運行時環(huán)境（CLR）以及.NET框架類。開發(fā)工具，如MicrosoftVisualStudio2010，提供了支持多語言的集成開發(fā)環(huán)境，用于構(gòu)建，運行以及部署基于.NET的應用程序。服務器，如MicrosoftWindowServer2008和MicrosoftSQLServer2008等，可以運行、集成、管理和操作XMLWeb服務和基于Web的應用程序。用戶體驗，如MicrosoftOffice系列軟件等各種客戶端軟件，為用戶提供內(nèi)容豐富多彩的體驗，并提高了工作效率。3.1.3ASP.NETASP.NET是統(tǒng)一的Web應用程序平臺，是一種編程模型和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。通過ASP.NET能夠構(gòu)建更安全、更穩(wěn)定、功能更強大的網(wǎng)絡應用程序。ASP.NET的前身是ASP技術(shù)，ASP技術(shù)結(jié)合HTLM頁面的代碼一起編譯運行，是早期動態(tài)網(wǎng)頁的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，微軟結(jié)合.NET平臺和C#匯編語言，推出了功能更強、開發(fā)更簡單、安全性更好的ASP.NET架構(gòu)，使整個網(wǎng)絡技術(shù)更加迅速的發(fā)展。本研究中使用的是ASP.NET4.0。ASP.NET的主要目標是降低WEB應用程度開發(fā)的門檻，現(xiàn)在ASP.NET成為了.NET開發(fā)平臺的一個部件，用來開發(fā)駐留在微軟的InternetInformationServer（ILS）上并且使用諸如HTTP和SOAP等Internet協(xié)議的WEB應用程序。ASP.NET體系結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖3-1ASP.NET體系結(jié)構(gòu)圖ASP.NET使開發(fā)者能夠創(chuàng)建在InternetInformationServer（IIS）和.NET開發(fā)平臺上運行的WEB應用程序。ASP.NET通過InternetServerApplicationProgrammingInterfaces（ISAPI）與IIS通信，ActiveServerPages（ASP）同樣。事實上，ASP和ASP.NET可以共存于同樣的IIS服務器上：IIS將對于ASP頁面的請求（帶有.asp擴展名）指向ASP，將對于ASP.NET頁面的請求（帶有.aspx或.asmx擴展名）指向ASP.NET。作為目前最受歡迎的網(wǎng)絡開發(fā)技術(shù)，ASP.NET有如下特點：1）高效的運行性能：ASP.NET采用的是前臺頁面（.aspx文件）和代碼頁面（.cs文件）分離存儲，在服務器上運行時可以直接運行代碼頁面已經(jīng)編譯好的DLL文件，從而提高了系統(tǒng)的運行性能。2）簡易性：ASP.NET完全基于面向?qū)ο箝_發(fā)技術(shù)，使整個網(wǎng)絡應用程序開發(fā)根據(jù)頁面各個對象的屬性、方法、事件進行各個功能的開發(fā)。3）靈活性：ASP.NET中可以使用多種匯編語言，可以聯(lián)合其他應用程序進行共同開發(fā)。4）可管理性：ASP.NET目前是基于Web.config文件進行應用程序的管理配置，這使得ASP.NET的應用程序不依賴于本地開發(fā)環(huán)境，方便程序的移植。5）可調(diào)試性：ASP.NET可以像Windows應用程序一樣在調(diào)試中跟蹤錯誤或異常，同時也提供了應對錯誤和異常的處理機制，能夠始終保持程序正常運行。6）自定義性和擴展性：ASP.NET可以將一個頁面程序修改并設(shè)置為一個自定義用戶控件，并可以將其插入其他不同的ASP.NET頁面中，從而提高了代碼的復用性和擴展功能。3.1.4三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架構(gòu)設(shè)計是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，在軟件體系架構(gòu)設(shè)計中，分層式結(jié)構(gòu)是最常見，也是最重要的一種結(jié)構(gòu)。C/S結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)在以往的系統(tǒng)開發(fā)當中被廣泛應用。傳統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)分為客戶端和服務器端，其中客戶端是表現(xiàn)層，服務器端是數(shù)據(jù)庫訪問層?？蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)訪問請求，服務器端收到請求后將結(jié)果返回給客戶端。傳統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是客戶端數(shù)量多了之后，服務器端負擔較大，而且軟件的更新維護不方便，對B/S結(jié)構(gòu)來說不太合適。為了達到“高內(nèi)聚，低耦合”的目的，微軟公司主推三層結(jié)構(gòu)，是在客戶端和服務器端之間增加了一個中間層，通常被稱為組件層。這里說的三層并不是指物理上的三層，而是指邏輯結(jié)構(gòu)上的三層，就是將整個業(yè)務應用劃分為：表示層（UI）、業(yè)務邏輯層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL），如圖3-2。而這邏輯的三層對應的代碼是可以放置在同一臺計算機或服務器上的。圖3-2三層架構(gòu)直觀圖三層結(jié)構(gòu)中各層的功能如下：1）表示層（UI）：表示層主要表示W(wǎng)EB方式，位于最外層（最上層），離用戶最近，就是展現(xiàn)給用戶的界面。表示層主要用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù)，為用戶提供一種人機交互式操作的界面。2）業(yè)務邏輯層（BLL）：業(yè)務邏輯層（是系統(tǒng)架構(gòu)中體現(xiàn)核心價值的部分，主要針對具體問題的操作，也可以理解為對數(shù)據(jù)層的操作，對數(shù)據(jù)業(yè)務邏輯處理。它的關(guān)注點主要集中在業(yè)務規(guī)則的制定、業(yè)務流程的實現(xiàn)等與業(yè)務需求有關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計。業(yè)務邏輯層在體系架構(gòu)中的位置十分關(guān)鍵，它處于數(shù)據(jù)訪問層與表示層中間，起到了數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用，對于數(shù)據(jù)訪問層而言，它是調(diào)用者；對于表示層而言，它卻是被調(diào)用者。3）數(shù)據(jù)訪問層（DAL）：數(shù)據(jù)訪問層有時候也稱為是持久層，主要是對原始數(shù)據(jù)的操作層，其功能是直接操作數(shù)據(jù)庫，比如對數(shù)據(jù)的訪問、增添、刪除、修改、更新、查找等。數(shù)據(jù)訪問層并不是數(shù)據(jù)庫，是為業(yè)務邏輯層和表示層提供各類數(shù)據(jù)服務。采用三層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確，層與層之間的依賴性較低，在開發(fā)過程中可以只關(guān)注某一層進行開發(fā)，有利于各層邏輯的復用，而且可以很容易的用新的實現(xiàn)來替換原有層的實現(xiàn)，在后期更新和維護中，極大地降低了成本和時間。3.2軟件技術(shù)3.2.1實時刷新預警系統(tǒng)中泄露監(jiān)測數(shù)據(jù)和預警信息都是實時更新的，為了使預警結(jié)果顯示也到達實時更新的效果，本研究采用AJAX技術(shù)來實現(xiàn)頁面數(shù)據(jù)的實時刷新。AJAX全稱為“AsynchronousJavaScriptandXML（”異步JavaScript和XML），AJAX并不是一種新的匯編語言，而是指一種創(chuàng)建更好、更快、交互性更強的網(wǎng)頁應用的網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)。傳統(tǒng)的WEB應用程序模型是這樣工作的：用戶的頁面操作觸發(fā)HTTP請求，服務器在接收到請求之后進行一些業(yè)務邏輯處理，如保存數(shù)據(jù)等，然后向客戶端返回一個HTML頁面。這個方法浪費了許多帶寬，也就是浪費了網(wǎng)速，因為用戶發(fā)送請求前后的頁面有很大一部分代碼是相同的。由于每次交互都要向服務器請求，所以用戶頁面的響應時間就依賴于服務器的響應時間，這會導致用戶頁面的響應速度慢。圖3-3傳統(tǒng)WEB應用程序生命周期圖3-3為傳統(tǒng)WEB應用的生命周期。用戶和應用會話的所有狀態(tài)都保留在WEB服務器上。用戶在會話中看到的是一系列的頁面，每次頁面切換都不可避免地要到服務器上走一個來回。AJAX技術(shù)通過SOAP、JavaScript、XML等各項技術(shù)的總和應用，可以僅僅向服務器發(fā)送并取回所需的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)頁面的異步更新，也就是可以不用重新加載整個網(wǎng)頁的情況下，對網(wǎng)頁的某個部分進行更新。這樣一來，用戶頁面和服務器之間交換的數(shù)據(jù)量大量減少，從而使得用戶頁面的響應速度明顯加快?，F(xiàn)在使用AJAX的應用程序非常多，如微博，在線地圖等。圖3-4AJAX應用的生命周期圖3-4AJAX應用的生命周期。用戶登錄后，服務器交付一個客戶端應用給瀏覽器。這個應用可以獨立處理很多的用戶交互，對于自己無法獨立處理的交互，應用會以后臺方式發(fā)送請求給服務器，而不會打斷用戶的操作流程。3.2.2動態(tài)地圖百度地圖API是為開發(fā)者免費提供的一套基于百度地圖服務的應用接口，包括JavaScriptAPI、Web服務API、AndroidSDK、iOSSDK、定位SDK、車聯(lián)網(wǎng)API、LBS云等多種開發(fā)工具與服務，提供基本地圖展現(xiàn)、搜索、定位、逆/地理編碼、路線規(guī)劃、LBS云存儲與檢索等功能，適用于PC端、移動端、服務器等多種設(shè)備，多操作系統(tǒng)下的地圖應用開發(fā)。已廣泛應用互聯(lián)網(wǎng)、移動設(shè)備、車廠等行業(yè)，主要涉及房產(chǎn)、電商、團購、移動手機應用、生活服務網(wǎng)站等。本系統(tǒng)中使用JavaScriptAPI，以企業(yè)的俯瞰圖作為地圖，把碼頭、儲罐、管廊等設(shè)施的地理位置通過數(shù)字坐標固定到地圖上。根據(jù)預警信息所涉及到的區(qū)域及設(shè)施設(shè)備，在地圖上顯示作業(yè)的狀況、風險級別、物料輸送的路徑和采樣點的異常情況等。并利用實時刷新技術(shù)，實時自動更新預警信息。使用百度地圖API開發(fā)動態(tài)地圖的優(yōu)點是開發(fā)成本低，代碼開放，以及界面親切。但同時也有弊端，比如必須依賴互聯(lián)網(wǎng)才能使用動態(tài)地圖，如果需要更換地圖的話，所設(shè)置的坐標點將全部失效。3.3硬件設(shè)備3.3.1質(zhì)譜儀介紹質(zhì)譜儀是將物質(zhì)的原子、分子電離成離子，通過適當?shù)碾姶艌鰧щ婋x子按質(zhì)荷比（m/e）的差異進行分離，并通過檢測特定離子的離子流強度，對被測物質(zhì)做出定性、定量分析的一類儀器。質(zhì)譜儀以離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質(zhì)量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器是將同時進入其中的不同質(zhì)量的離子，按質(zhì)荷比大小分離的裝置。分離后的離子依次進入離子檢測器，采集放大離子信號，經(jīng)計算機處理，繪制成質(zhì)譜圖。本項目中采用的MAX300-IG工業(yè)過程氣體質(zhì)譜儀是EXTRELCMS最新的第七代在線過程質(zhì)譜分析儀，適用與各種工業(yè)的在線氣體分析的需要。其工作原理為，氣體通過儀器的離子化室轉(zhuǎn)化為離子，經(jīng)過磁場使離子按質(zhì)荷比大小實現(xiàn)空間分離，離子檢測器收集各種質(zhì)荷比離子轉(zhuǎn)化為與氣體成份濃度的電訊號，經(jīng)機內(nèi)計算機處理后輸出所需訊號。MAX300-IG質(zhì)譜儀的性能指標如表3-2。該質(zhì)譜儀可提供80路端口，可同時分析80個取樣點的氣體樣品，檢測每個組分的氣體樣本只需400毫秒，并且在每個取樣點采集到的氣體樣本如果含有多種氣體，多種氣體的種類和濃度值可以被同時檢測出來。這是目前所知的國際上最先進的氣體檢測手段。質(zhì)譜儀的檢測結(jié)果由配置的工作站來進行存儲和初步顯示，預警系統(tǒng)讀取質(zhì)譜儀檢測出的氣體種類和氣體濃度數(shù)據(jù)，并進行分級預警，從而達到實時監(jiān)測的預警功能。表3-2MAX300-IG質(zhì)譜儀的性能指標質(zhì)量分析器19mm高通量四極質(zhì)量過濾器質(zhì)量范圍標配2-250amu，2~300amu可選可檢測組份質(zhì)量范圍內(nèi)任何氣體或蒸汽被測組份的數(shù)量80組測試上限100%測試下限法拉第杯：10ppm電子倍增器雙檢測器：10PPB動態(tài)范圍法拉第杯檢測器/電子倍增器：8個數(shù)量級分析精度+/-0.0025絕對值，基于1.00%氬氣穩(wěn)定性儀器30天的穩(wěn)定性為+/-0.5%（RSD），基于空氣中1.00%氬氣分析速率一個組分400毫秒3.3.2氣體采集原理質(zhì)譜儀所檢測的氣體樣本是由氣體采集系統(tǒng)進行采樣及輸送的。本項目的氣體采集系統(tǒng)主要由采樣點、專用管道和氣泵組成。采樣點由檢測管和探頭組成，利用氣泵抽氣形成的負壓，將氣體通過檢測管吸入專用管道，再通過氣泵的壓力，將氣體樣本輸送至質(zhì)譜儀進行檢測。氣體樣本在專用管道中傳輸需要時間，采樣點離質(zhì)譜儀的距離越遠，輸送氣體的時間越長，所使用的氣泵功率越高，數(shù)量越多，輸送氣體的時間越短。本項目中企業(yè)的作業(yè)區(qū)面積大，危險品數(shù)量多，管線距離長，為了確保泄露風險預警的及時性，需要縮短氣體樣本的輸送時間，因此需要使用多臺氣泵進行抽氣。第四章石油化工碼頭危險品安防監(jiān)測預警系統(tǒng)的設(shè)計4.1系統(tǒng)辨識及需求分析4.1.1系統(tǒng)辨識根據(jù)企業(yè)的具體情況，將企業(yè)的系統(tǒng)單元板塊的劃分為碼頭區(qū)和儲罐區(qū)，以設(shè)備設(shè)施、工藝流程和作業(yè)崗位為對象來進行系統(tǒng)辨識和風險分析。企業(yè)的業(yè)務主要有裝卸作業(yè)，發(fā)貨作業(yè)，設(shè)施清理等10種常規(guī)作業(yè)，還有動火作業(yè)，動電作業(yè)等10種特種作業(yè)。企業(yè)的貨種范圍為：汽油、柴油、甲苯、二甲苯（含鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯）、乙苯、苯乙烯、甲醇、丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、N，N-二甲基甲酰胺、氯仿、四氯化碳、氯乙烯、液化石油氣、工業(yè)甲醛、1，2-二氯乙烷、乙醇、乙二醇、煤油、1，4-丁二醇、燃料油、基礎(chǔ)油、鄰苯二甲酸二辛酯（僅倉儲）、DINP（鄰苯二甲酸二異壬酯，僅倉儲）共計26種散裝液體化學品。鑒于企業(yè)的特殊地理位置，可能涉及到的惡劣氣象環(huán)境較多，如寒潮、臺風、高溫、暴雨等。在企業(yè)安全管理人員方面，企業(yè)管理層有公司總經(jīng)理和主管安全副總經(jīng)理；企業(yè)下設(shè)有安全環(huán)保部進行安全管理工作，其他職能部門有生產(chǎn)保障部，生產(chǎn)運行部，財務資產(chǎn)部，商務部，后勤管理部，行政管理部。4.1.2系統(tǒng)風險分析根據(jù)天津港石油化工碼頭有限公司所提供資料及現(xiàn)場調(diào)研，將企業(yè)的風險分為靜態(tài)風險和動態(tài)風險，其中靜態(tài)風險為設(shè)備設(shè)施、工藝流程和作業(yè)崗位存在的固有風險，動態(tài)風險主要包括泄露風險，作業(yè)風險和氣象環(huán)境風險。靜態(tài)風險的分析由項目組其他成員完成，本文主要分析企業(yè)的動態(tài)風險。（1）泄露風險碼頭區(qū)域內(nèi)有周邊單位的專用裝卸設(shè)施（裝卸臂、軟管等）、氯乙烯、基礎(chǔ)油、液化石油氣等的輸送管線，這些管線若發(fā)生泄漏，揮發(fā)出的氣體遇明火發(fā)生火災、爆炸事故，直接對本項目造成威脅。企業(yè)工作人員和這些附近關(guān)聯(lián)單位的配合不當、指揮失誤，也可能引發(fā)船舶碰撞事故及泄漏事故，甚至進一步導致火災、爆炸事故的發(fā)生。本企業(yè)所涉及危險貨品主要具有以下危險有害特性：易燃。碼頭裝卸的貨物絕大多數(shù)為易燃或可燃物質(zhì)，其中甲醇、甲苯、乙醇、乙苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、1,2-二氯乙烷丙酮、汽油、液化石油氣等物質(zhì)閃點均很低，揮發(fā)性較強，空氣中只要有很小的點燃能量就會閃光燃燒，而且燃燒速率很快，是燃燒危險性較大的貨種。易爆。石化產(chǎn)品揮發(fā)出來的蒸汽與空氣混合，濃度處于爆炸極限范圍時，遇有一定能量的著火源，容易發(fā)生爆炸，爆炸極限范圍越寬，爆炸下限越低，爆炸危險性就越大。企業(yè)涉及的大多數(shù)貨種能與空氣形成爆炸性混合物，且大部分貨種的爆炸下限較低，部分貨種（如甲醇）的爆炸極限范圍較寬，因此爆炸危險性較大。在石化產(chǎn)品裝卸作業(yè)過程中，燃燒和爆炸經(jīng)常同時出現(xiàn)，互相轉(zhuǎn)化。因此，爆炸危險性與火災危險性排序基本相同。有毒。碼頭的液體化學品中有不少為有毒有害物質(zhì)。其中甲醛、氯乙烯（為高毒物品，氯仿（三氯甲烷）、四氯化碳為毒害品，氯乙烯為極度危害介質(zhì)，甲醛、四氯化碳等為高度危害介質(zhì)，甲苯、甲醇、苯乙烯等為中度毒害的物品。長期接觸有毒液體或吸入有毒氣體，將對人體健康造成危害。短期吸入大量高濃度的有毒氣體，則可能造成人員急性中毒。強腐蝕性?；ごa頭的甲醛等為強腐蝕性液體。這些腐蝕性液體不僅能與大多數(shù)貨物發(fā)生劇烈反應，釋放大量熱，引起火災爆炸事故，而且可以腐蝕設(shè)備設(shè)施，使金屬板（管）穿透，引起物料泄漏，在焊縫及鈍化膜被破壞之處，金屬很可能被腐蝕穿透，引發(fā)事故。聚合?；ごa頭的貨種中，如苯乙烯等具有自然聚合的特性，且在聚合過程中會產(chǎn)生熱量，增大火災爆炸的危險性。易蒸發(fā)。碼頭裝卸的部分貨種，如丙酮、汽油、液化石油氣、甲苯等，具有較強的蒸發(fā)特性。可燃物品飽和蒸氣壓越大，越容易產(chǎn)生引起燃燒所需的蒸氣量，火災爆炸危險性也就越大。由于蒸氣壓受溫度影響較大，溫度升高時，蒸氣壓將隨之增大，因此軟管及管道等應有足夠的強度或采取相應的泄壓措施以防止溫度升高時容器脹裂。同時，應注意避免火源、熱源接近上述設(shè)施。易產(chǎn)生靜電荷。液體化工品在流動、晃動、過濾、噴射等情況下，由于靜電荷產(chǎn)生速度高于其泄漏速度，從而會產(chǎn)生靜電荷聚積?；ごa頭裝卸的許多貨種，如甲苯、甲醇、氯乙烯、甲醛、丙烯酸丁酯、苯乙烯等，在裝卸過程中有產(chǎn)生和積聚靜電荷的傾向。靜電放電是導致火災爆炸事故的重要原因之一。（2）作業(yè)風險并結(jié)合裝卸、儲存貨種的理化特性，對企業(yè)碼頭及庫區(qū)所裝卸、儲存危險貨物的危險有害特性和裝卸儲存作業(yè)過程中存在的危險因素從自然條件、裝卸貨種、設(shè)備裝置、裝卸作業(yè)、材料腐蝕、重大危險源等方面進行如下分析。裝卸的液體化學品種類多，且均屬《危險化學品安全管理條例》中規(guī)定的易燃氣體、易燃液體、有毒物品和腐蝕性物品，火災爆炸的危險突出。港區(qū)內(nèi)其他倉儲企業(yè)租用該企業(yè)碼頭，利用自有裝卸設(shè)備、管線和員工在該企業(yè)碼頭上從事自身經(jīng)營貨種的裝卸活動。作業(yè)存在船舶碰撞的危險有害因素，且受自然條件，如高低溫、臺風、潮汐、雨雪、雷暴、霧等影響顯著。本碼頭前沿采用復合軟管進行裝卸作業(yè)，裝卸設(shè)施較簡單，應注意在裝卸作業(yè)過程中采取適當?shù)陌踩胧?，以防止火花產(chǎn)生。（3）氣象環(huán)境風險氣象環(huán)境的危險有害因素擇要辨析如下：高、低溫危害。港區(qū)的歷年極端最高氣溫為38℃，極端最低氣溫為-11.5℃，而碼頭及罐區(qū)作業(yè)大部分都在露天，碼頭前沿及罐區(qū)的輻射熱也非常高，炎熱的夏季如防暑降溫措施不當，會造成作業(yè)人員中暑的危險；寒冷的冬季，如防護措施不當，也易造成作業(yè)人員凍傷、滑倒跌傷的可能。雷、雨、雪、霜凍的危害。作業(yè)區(qū)域在中雷暴區(qū)，碼頭上的高大裝置（如吊機）極易遭受雷擊，如防雷設(shè)施與接地保護裝置失效，都會引發(fā)雷擊事故，造成財產(chǎn)和人員的嚴重損失和傷害。企業(yè)所在地屬于雨量充沛的地區(qū)，降雨、降雪、冷凍結(jié)冰對作業(yè)的影響主要表現(xiàn)在：碼頭作業(yè)人員在上下登船梯時滑落摔倒。由于雨雪天氣影響作業(yè)人員的觀察，因此由此造成的事故時有發(fā)生。此外，因降雨積水，對碼頭的變配電設(shè)施也會構(gòu)成一定的威脅；而伴隨降雨出現(xiàn)的雷電會直接威脅高桿燈及建（構(gòu)）筑物的安全。霧日危害。作業(yè)區(qū)域多年平均霧日為42.3天，年最多霧日68天，對碼頭及船舶航行都帶來很大威脅，對碼頭的裝卸作業(yè)都影響很大，稍有不慎都可能造成意外損失和人員的傷害。風的危險因素。作業(yè)區(qū)域10min最大風速達20m/s，平均風速3.3m/s。作業(yè)應充分考慮到上述因素，極有可能造成設(shè)備、設(shè)施吹落、垮塌毀損損壞碼頭等危險有害因素。人在罐區(qū)采樣、計量及登高檢維修時，容易造成高處墜落。作業(yè)區(qū)域夏季時可遇臺風，臺風天氣應停止作業(yè)，否則極易造成人員傷亡事故。作業(yè)區(qū)域有時可遭遇陣風，陣風具有不可預測性，且風速較大，吹落設(shè)施、器材，造成物體打擊，還可能致使作業(yè)人員發(fā)生高處墜落和落水淹溺。腐蝕。企業(yè)位于海河下游，氣候溫暖、雨量充沛，相對濕度較大。該區(qū)域距海較近，還受到海岸季風及海水中氯離子腐蝕的影響（濕風中的氯離子），設(shè)備、設(shè)施等建構(gòu)筑物如防腐措施不好，極易遭受腐蝕危害，如碼頭裝置、管道閥門、鋼便橋、護欄、系纜柱、支吊架、樁、儲罐等都露天布置，因此均存在腐蝕。它不僅使許多金屬生銹，造成大量金屬損耗，還破壞金屬表面許多優(yōu)良的性能，降低了金屬承受負荷的能力，甚至導致強度減弱，引發(fā)事故發(fā)生。潮汐的危險因素。在危險品裝卸過程中，如突發(fā)異常海況，如急漲潮、急落潮，導致船體顛簸，積壓軟管，可能導致軟管破裂，裝卸貨物發(fā)生泄漏。海河受海潮漲落的一定影響，碼頭平臺前的水深也會隨潮水的漲落發(fā)生變化，如果水深低于船舶靠岸的要求，可能發(fā)生擱淺的危險。碼頭前沿水域若不定期掃床，水深達不到船舶?？恳?，則船舶?？繒r也容易發(fā)生擱淺事故。4.1.3需求分析企業(yè)現(xiàn)有利用傳感器和可燃氣體聲光報警器的SCADA報警系統(tǒng)，作業(yè)通知單和工作票等安全管理制度，并會定期開展風險辨識。企業(yè)目前的信息管理平臺還不具備全面的風險預控管理能力，一是缺乏生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施風險、生產(chǎn)工藝風險和作業(yè)崗位風險的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，二是沒有針對動態(tài)風險的實時評價功能，三是缺乏系統(tǒng)、動態(tài)的風險報警和預警功能。特別是現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)，不具備對作業(yè)風險超前預警和預防，以及對生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)施的風險適時預警和預控的能力。通過研究討論，最終確定在企業(yè)現(xiàn)有的安全管理水平基礎(chǔ)上，通過使用質(zhì)譜儀檢測技術(shù)，開發(fā)泄露風險實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，從而實現(xiàn)以下功能：物料泄漏風險實時監(jiān)測預警；作業(yè)通知單和工作票的電子化；常規(guī)作業(yè)、特種作業(yè)和氣象環(huán)境的可視化預警；建立靜態(tài)風險數(shù)據(jù)庫；實現(xiàn)預警系統(tǒng)的遠程操作。4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)風險辨識的結(jié)果以及企業(yè)對預警的需求分析，將該系統(tǒng)的預警分為靜態(tài)預警和動態(tài)預警，具體功能見表4-1。表4-1系統(tǒng)預警分類及功能分類預警項目預警方式主要功能靜態(tài)預警設(shè)備設(shè)施風險預警人工型預警設(shè)備設(shè)施各子系統(tǒng)固有風險因素預警工藝流程風險預警人工型預警各類作業(yè)活動流程固有風險因素預警作業(yè)崗位風險預警人工型預警各作業(yè)崗位固有風險因素預警動態(tài)預警泄露風險實時監(jiān)測預警技術(shù)自動型預警物料傳輸及存儲過程中泄露風險實時監(jiān)測預警常規(guī)作業(yè)風險預警人工報告型預警各類常規(guī)作業(yè)實時風險預警特種作業(yè)風險預警人工報告型預警各類特種作業(yè)實時風險預警根據(jù)預警功能的分類，將石化碼頭危險品泄露風險實時監(jiān)測預警系統(tǒng)設(shè)計如圖4-1。圖4-1泄露風險實時監(jiān)測預警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)由七個功能模塊組成：泄露實時監(jiān)測模塊，報警模塊，預警模塊，撤警模塊，歷史查詢模塊，風險因素管理模塊，系統(tǒng)管理模塊。系統(tǒng)各模塊功能見表4-2。表4-2系統(tǒng)各模塊功能模塊名稱模塊功能泄露實時監(jiān)測提取質(zhì)譜儀的檢測信息，對物料泄露風險進行實時監(jiān)測和分級預警。報警常規(guī)作業(yè)、特種作業(yè)的風險預警預報操作，預警信息由此模塊提交、審批。預警實時泄露檢測的異常數(shù)據(jù)記錄，已發(fā)布的常規(guī)作業(yè)、特種作業(yè)預警信息在此模塊顯示及查詢。撤警已發(fā)布的常規(guī)作業(yè)、特種作業(yè)預警信息在此模塊撤銷、審批。歷史查詢所有預警信息的歷史查詢。風險因素管理企業(yè)設(shè)備設(shè)施、工藝流程、作業(yè)崗位風險因素的靜態(tài)風險數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)管理管理用戶，添加用戶，用戶資料，修改密碼。4.2.2綜合風險模型設(shè)計本預警系統(tǒng)的綜合風險R設(shè)定為4級，從低到高分別是：Ⅰ級風險（綠色），Ⅱ級風險（黃色），Ⅲ級風險（橙色），Ⅳ級風險（紅色）。本系統(tǒng)研究的實時風險即動態(tài)風險，包括泄露實時監(jiān)測風險，作業(yè)實時風險，氣象實時風險，綜合風險R的數(shù)學模型如下：R=Max{Rx，Rz，Rq}其中Rx表示泄露實時監(jiān)測風險；Rz表示作業(yè)實時風險，即常規(guī)作業(yè)和特種作業(yè)的綜合風險；Rq表示氣象環(huán)境實時風險。泄露實時監(jiān)測風險，作業(yè)實時風險，氣象實時風險的風險等級同樣從低到高分為4級。4.2.3預警結(jié)果設(shè)計從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能可以知道，本系統(tǒng)的靜態(tài)預警分為設(shè)備設(shè)施預警、工藝流程預警和作業(yè)崗位預警，動態(tài)預警分為泄露實時監(jiān)測預警、常規(guī)作業(yè)風險預警、特種作業(yè)風險預警。靜態(tài)預警的預警結(jié)果是風險數(shù)據(jù)庫，即預警系統(tǒng)的風險因素管理模塊，用表格，頁面文本的形式來顯示預警結(jié)果。動態(tài)預警的預警結(jié)果見表4-3。表4-3動態(tài)預警結(jié)果表示預警項目結(jié)果表示泄露風險實時監(jiān)測預警風險指示，動態(tài)地圖（點），預警信息列表常規(guī)作業(yè)風險預警風險指示，動態(tài)地圖（點-線-點，點，線），預警信息列表特種作業(yè)風險預警風險指示，動態(tài)地圖（點，線），預警信息列表預警結(jié)果的表示形式為以下四種。1）風險指示：系統(tǒng)頁面上的風險級別指示，以圖形和文字表示預警信息。2）動態(tài)地圖：將采樣點和設(shè)備設(shè)施，如泊位、儲罐、泵房視為“點”；將輸送物料的管線視為“線”。在動態(tài)地圖上，某個采樣點或某個設(shè)備設(shè)施的預警用一個提示點來表示；某段管線的預警用一條線來表示；從一個設(shè)施向另一個設(shè)施的作業(yè)，如從泊位向儲罐的卸貨作業(yè)，用起點和終點的提示點，以及所經(jīng)管線的“點-線-點”形式表示。3）預警信息列表：系統(tǒng)預警模塊的信息列表和頁面文本。4）導航欄提示：系統(tǒng)頁面導航欄的文字提示。4.2.4用戶分類及權(quán)限設(shè)計本系統(tǒng)用戶分類及權(quán)限設(shè)計見表4-4。表4-4用戶分類及權(quán)限設(shè)計系統(tǒng)用戶分為三類，公司總經(jīng)理和主管安全副總為高權(quán)限用戶；安全環(huán)保部為中等權(quán)限用戶，其他部門為普通權(quán)限用戶。所用用戶都有報警及撤警申請的權(quán)限。高權(quán)限用戶和中等權(quán)限用戶有報警、撤警審批權(quán)限。高權(quán)限用戶還用有跨部門撤警申請、修改風險數(shù)據(jù)庫、添加和刪除系統(tǒng)用戶的權(quán)限。為了保障預警系統(tǒng)在安全管理工作中的有序性，根據(jù)企業(yè)要求，將系統(tǒng)的“報警-預警-撤警”流程設(shè)計為，常規(guī)作業(yè)和特種作業(yè)的報警及撤警需要審批才能生效；常規(guī)作業(yè)、特種作業(yè)和氣象環(huán)境的報警申請及撤警申請必須由同一個部門的用戶來完成，但是考慮到實際工作情況，設(shè)計為高權(quán)限用戶，即公司總經(jīng)理和主管安全副總經(jīng)理能夠進行跨部門撤警申請。比如說生產(chǎn)保障部的用戶申請并發(fā)布的預警信息，只有同為生產(chǎn)保障部的用戶（可以是不同ID的用戶），或者公司總經(jīng)理或主管安全副總經(jīng)理才能申請撤銷，而安全環(huán)保部、生產(chǎn)運行部等部門的用戶無法申請撤銷。4.3安防泄露風險實時監(jiān)測設(shè)計4.3.1安防泄露風險實時監(jiān)測信息流信息流（InformationFlow）是指信息的傳播與流動，主要分為采集，傳遞和加工處理三個部分。在本項目中，氣體采集系統(tǒng)實時采集氣體樣本，質(zhì)譜儀實時檢測氣體成份，預警系統(tǒng)實時對檢測數(shù)據(jù)進行風險分級并發(fā)布預警，從而達到泄露風險實時監(jiān)測預警功能。信息流向如圖4-2。圖4-2泄露風險實時監(jiān)測信息流向圖4.3.2泄露風險實時監(jiān)測預警流程泄露實時監(jiān)測預警流程如圖4-3。泄露實時監(jiān)測預警是技術(shù)自動型預警，只要預警系統(tǒng)、質(zhì)譜儀和氣體采集系統(tǒng)正常運作，就能實現(xiàn)預警功能。氣體采集系統(tǒng)將采集到的氣體樣本輸送至質(zhì)譜儀檢測，質(zhì)譜儀將檢測結(jié)果傳輸?shù)筋A警系統(tǒng)，預警系統(tǒng)根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，進行風險分級和風險級別判定，當風險等級達到設(shè)定值時，發(fā)布預警信息，否則進行下一次檢測；當預警信息發(fā)布后，依然對該采樣點進行持續(xù)檢測，隨時更新預警信息。圖4-3泄露實時監(jiān)測預警流程圖4.3.3泄露風險實時監(jiān)測分級預警企業(yè)現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)是利用傳感器和可燃氣體聲光報警器，其原理是給傳感器設(shè)定一個閾值，當傳感器檢測到的數(shù)據(jù)（如壓力）大于這個閾值的時候，報警器報警。本項目中使用的基于質(zhì)譜儀的泄露風險實時監(jiān)測分級預警技術(shù)與傳感器報警技術(shù)的比較見表4-5。通過比較可以看出，傳感器報警技術(shù)的優(yōu)點是信號傳遞速度快，但是只能進行單一級別的報警，而石化碼頭倉儲企業(yè)一般都經(jīng)營多種貨品，而每一種貨品的爆炸極限是不同的，對于不同的貨品，用同一個閾值來報警顯然不太合適，根具不同貨品去調(diào)節(jié)傳感器的閾值則十分費時費力。表4-5質(zhì)譜儀分級預警技術(shù)與傳感器報警技術(shù)比較質(zhì)譜儀分級預警技術(shù)傳感器報警技術(shù)運作方式事前預警事發(fā)報警檢測內(nèi)容檢測氣體種類和濃度等數(shù)值檢測壓力、溫度等數(shù)值預警、報警方式能夠分級預警只能單一級別報警信息傳遞方式氣體抽取，電信號電信號質(zhì)譜儀分級預警技術(shù)最大的優(yōu)勢就是能夠直接檢測出貨品的種類和濃度值，并針對不同貨品設(shè)定級別進行分級預警，這樣更加科學合理。但是由于質(zhì)譜儀所檢測的氣體樣本是通過氣泵抽送而來，從信息傳遞時間上來說，及時性不強。為了達到最好的事故預防效果，本項目的泄露風險實時監(jiān)測系統(tǒng)和企業(yè)的SCADA系統(tǒng)共同使用。為了突出超前預警的效果，將貨品風險分級閾值設(shè)定的較低，即遠小于貨品的爆炸極限。表4-6中選取了4種貨品的風險分級作為例子。表4-6貨品分級預警舉例從表中可以看到，貨品泄露濃度對應的風險等級分為5級，在預警系統(tǒng)中，貨品濃度Ⅰ級風險是不被預警的，貨品濃度的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級風險分別對應預警系統(tǒng)中泄露實時監(jiān)測模塊的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級風險。單個采樣點的泄露風險級別會在動態(tài)地圖上顯示，多個采樣點同時有泄露風險時，取最高的風險等級作為泄露實時監(jiān)測風險，即4.2.2中的Rx會在風險指示圖上顯示。4.4常規(guī)作業(yè)與特種作業(yè)預警設(shè)計4.4.1常規(guī)作業(yè)與特種作業(yè)風險指標設(shè)計在本項目中，企業(yè)共有10種常規(guī)作業(yè)和10種特種作業(yè)。在企業(yè)的安全管理程序中，要求在常規(guī)作業(yè)前填寫作業(yè)通知單，在特種作業(yè)前填寫工作票，并經(jīng)過相關(guān)部門批準后方可作業(yè)。為了使預警系統(tǒng)的安全管理更貼近企業(yè)的實際情況，更好的被企業(yè)各層面的員工所接受，決定把作業(yè)通知單和工作票電子化，集成到預警系統(tǒng)當中。經(jīng)過調(diào)研和分析研究，從常規(guī)作業(yè)的作業(yè)通知單中提取了常規(guī)作業(yè)的風險指標，從特種作業(yè)的工作票中提取了特種作業(yè)的風險指標，并建立了相關(guān)的風險分級數(shù)學模型。常規(guī)作業(yè)的風險指標以客觀的細節(jié)狀況為主，特種作業(yè)的風險指標有主觀的風險描述，每項風險指標都對應多個風險因素，如表4-7，表4-8所示。表4-7常規(guī)作業(yè)風險指標及風險因素常規(guī)作業(yè)種類風險指標數(shù)量風險指標名稱（風險因素數(shù)量）接卸作業(yè)13現(xiàn)場工作人員數(shù)量（8）；作業(yè)過程交接班（4）；