发布时间:2023-10-08 17:39:51
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中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007—3973(2012)009—081—02
1 引言
近年来,我国发生的食品安全事故层出不穷,从“苏丹红”到“三聚氰胺奶粉”、“瘦肉精”、“地沟油”,以及最近发生的“工业盐水酱油”事件,食品安全问题已经引起了全社会的关注,人们对食品安全的担忧与日俱增。如何解决食品安全问题,成为了当前亟待解决的重大民生问题。
虽然我国的监管机构加大了对食品安全的监管,但是仍无法杜绝从“源头到餐桌”的食品安全问题。物联网技术的发展为食品安全监管提供了技术手段,该技术应用于食品安全追溯体系中,已经得到了一些应用。比如在2008年北京奥运会期间,物联网技术就已经应用于奥运的食品安全中去了。
2 物联网概述
2.1 物联网的定义
物联网(The Internet of Things)是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网的核心和基础仍然是互联网,它将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网技术被称为是计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮,是下一个万亿级的通信产业。
2.2 物联网的发展
物联网的概念早在1999年就提出来了,2005年在国际电信联盟(ITU)的《ITU互联网报告2005:物联网》年度报告里正式提出了物联网的概念,2009年IBM首席执行官提出了“智慧地球”的构想,其中物联网是“智慧地球”不可或缺的一部分。日本和韩国也相继提出了“u—Japan”和“u—Korea”战略,将物联网上升为国家信息化战略。我国自2009年8月同志在无锡考察期间提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家七大战略性新兴产业之一,写入“政府工作报告”,工业和信息化部也于2012年2月14日正式了《物联网“十二五”发展规划》。物联网产业将成为信息产业重要的新增长点,对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。
2.3 物联网的特征和体系架构
物联网应该具备三个特征:(1)全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;(2)可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;(3)智能处理,利用云计算、模糊识别等智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
物联网的结构非常复杂,其体系架构一般可分为应用层、网络层和感知层。其中感知层用于识别物体,采集信息,利用传感器、摄像头、RFID、二维码标签、实时定位技术等进行数据的采集和传输。网络层负责传递和处理感知层获取的信息,将来自于感知层的各类信息通过移动通信网、互联网、卫星网、广电网等传输到应用层。应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用,包括物流监控、智能交通、环境监测、智能家居、智慧农业、城市管理等。
3 物联网的关键技术
物联网是跨学科的综合应用,其核心的技术主要有射频识别技术、无线传感网络技术、移动通信网络技术等。
3.1 射频识别技术(RFID)
RFID(Radio Frequency Identification),即射频识别技术,俗称电子标签,它是通过射频信号自动识别目标对象,并对其信息进行标识、登记、存储和管理,是一种非接触式的自动识别技术。
RFID的基本组成部分包括电子标签,阅读器和天线。电子标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在待识别的物品上;阅读器是用来读取或写入标签信息的设备;天线是在标签和阅读器之间传递射频信号,也可以内置在阅读器中。在实际工作中,阅读器通过天线发送一定频率的射频信号,当电子标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量,向阅读器发送自身编码等信息,阅读器采集信息并解码,然后将信息、数据传送至计算机系统进行处理。
3.2 无线传感网络技术
无线传感网络(WSN)是由大量传感器节点构成的多个无线网络系统,它能够实时检测、感知和采集网络覆盖区域的感知对象的各种信息,并对这些信息进行处理后通过无线网络传送给计算机系统进行处理。物联网的基础是信息采集,信息采集的主要方式是通过传感器和电子标签来完成的。物联网正是通过各种各样的传感器以及由它们组成的无线传感网络来感知整个物质世界的。
物联网的关键技术还包括智能技术、纳米技术、M2M技术、云计算、中间件技术以及通信网络技术等,现在有些技术还不够成熟,还未形成统一的国际标准,需进一步的研究。
4 物联网技术在食品安全领域的应用
现在的物联网技术方兴未艾,正逐步广泛应用于智能交通、环境保护、精细农业、城市规划以及食品安全等领域。在食品安全领域,食品安全涉及很多环节,监管存在困难,我们利用物联网技术可以较好地实现食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节的数据采集和有效监管。
把物联网技术应用于食品安全,建立食品安全监管追溯系统,具体地说,就是在食品生产的源头为食品提供一个RFID标签,对食品供应链中的食品原料、加工、包装、储存、运输和销售等环节进行全程的质量控制和跟踪,食品安全监管部门可以进行有效的监管,消费者也可以根据电子标签了解到所购食品的生产到销售等所有环节的动态信息,一旦出现食品安全问题,根据生产和销售各个环节所记载的信息,追踪朔源,及时对产品进行召回,并找到生产、流通或加工过程中出现问题的环节,对责任单位和责任人进行处理。至2012年8月底前,无锡将利用物联网先建成运行肉类追溯管理系统,2013年12月之前,全面建成和运行肉类蔬菜流通追溯管理体系。
5 结语
物联网作为国家战略性新兴产业,将会得到快速的发展和广泛的应用。针对近年来频发的食品安全事件,将物联网技术引入食品安全领域,实现食品从农田到餐桌的全过程监控,可以有效地提高食品安全,最大限度的保障食品安全。目前,由于技术、成本等因素,物联网在食品安全中的应用还未得到广泛推广,还处在探索阶段,但随着物联网技术的不断发展和政府的大力支持,物联网技术将会广泛应用于食品安全监管等领域,我国的食品安全状况也将会得到根本的改善。
参考文献:
[1] 曾庆珠.物联网技术及应用[J].中国商贸,2011(3).
[2] ITU Internet Reports 2005:The Internet of Things[EB/OL].itu.int/internetofthings/,2010.
[3] 张晖.我国物联网体系架构和标准体系研究[J].信息技术与标准化,2011(10).
中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:16727800(2012)009009902
0引言
近几年,我国食品安全事件频繁发生,出现了毒奶粉、苏丹红、毒豇豆、龙口粉丝、染色馒头等食品质量问题,食品安全领域警钟频敲。目前,我国食品安全仍存在超标、检测和环保体系以及监管追溯信息平台不健全、法律法规缺失等问题。为了确保全国人民的食品安全,有效控制食源性疾病的爆发,在我国建立食品跟踪、管理、追溯的“源头到餐桌”的信息溯源体系,将对食品行业的发展产生巨大的影响,是我国解决食品安全问题的一种重要方法。随着物联网的快速发展,加上我国政府对物联网产业的关注和支持力度的提高,物联网已经逐渐从产业远景走向现实应用。
1我国食品安全存在的问题
随着食品行业的快速发展,食品已逐步向专业化生产方式及全球化贸易模式的趋势发展。据报道,我国每年都有大量的出口食品因添加剂不符合卫生要求、农药残留、食品污染等问题而被查扣,从而引发贸易纠纷,影响国际贸易。
品牌是食品企业的生命,是食品企业的安身立命之本,食品企业生存与发展的第一要素是保证食品安全。否则,食品安全问题一旦发生,食品企业便难以为继,如前几年发生的“三鹿奶粉事件”,直接导致企业破产。
食品安全事件不仅造成严重的经济损失,而且引发大量食源性疾病,造成生产力水平下降,经济效益减少。并且,食品安全事件增加医疗费用,造成国家财政支出上升,从而影响社会经济发展,最终威胁国家安全和社会稳定。
在目前的食品行业中,食品由原料生产到最终消费,需要经过一系列的生产、加工、存储、运输、批发、零售等环节,只要有一个环节出现漏洞,就可能发生食品安全问题。食品由原料生产到最终消费,中间环节如果增加,引发食品安全问题的概率客观上就会增加。一方面,生产者为了追逐利益的最大化,不同的行为选择,将进一步提高食品安全问题发生的概率;另一方面,如储存不当导致食品变质或接触到传染源都将直接导致食品安全问题的发生。
对于食品安全的管理,我国只是在控制食品生产的加工过程中采取了一些方法,并没有将食品供应整个环节连接起来。传统的方法是采用食品检验,对食品供应的关键环节进行控制等手段,但由于管理不严,并且操作失误和人工误差,经常会导致效率低下和出错率较高等问题。为此,从生产到最终消费建立起完整的一套可溯源性食品信息,可以追溯“从源头到餐桌”中的各个环节的全部信息,从而可以追究相应环节违法者的法律责任。物联网技术的食品安全溯源系统为解决这一问题提供了有效的技术途径。
2物联网技术
物联网(Internet Of Things) 的概念早在1999年就已经提出,并在全球引起越来越高的关注。所谓物联网,就是物与物之间的联网,它是在互联网基础上发展而来的,是互联网的扩展和延伸。在互联网上人是主体,而物联网则可以是人类生活中具体的任何物品,物品之间可以进行相互通讯以及信息交换。物联网具有智能属性,可以通过智能控制和自动监测进行自动操作,其目的是实现物与人、物与物,以及物与网络的连接,方便识别、控制和管理。
物联网(Internet Of Things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。任何一个物品都可以在这张网中,从而实现人与物之间以及物与物之间的信息交流,达到智能化定位、识别、管理与监控该物体的目的。这里的“物”主要有如下功能模块:CPU、存储设备、操作系统、信息接收器、数据发送器、数据传输通路、专门的应用程序、世界唯一的网络识别、通信协议。
物联网的组成:典型的物联网一般由四大部分组成,即由信息采集系统(RFID系统)、产品命名服务器ONS(Object Naming Service)、信息服务器PML (Physical Markup Language,实体描述语言)和应用管理系统(Processor) 等组成。其中:
(1)信息采集系统。包括二维码、RFID电子标签(tag)、阅读器(Reader)以及管理系统和数据交换软件,主要完成产品EPC 码(Electronic Product Code)的采集和处理,以及产品的识别。
(2)产品命名服务器ONS。主要实现的功能是在信息服务器PML与各个信息采集点之间建立关联,实现产品PML描述信息与物品电子标签EPC码之间的映射。
(3)信息服务器PML。由用户创建并维护信息服务器PML中的数据定义规则,用户利用XML对物品信息进行详细描述,并根据事先规定的规则对物品进行编码。在物联网中,信息服务器PML为了便于其它服务器访问,以通用的模式提供对物品原始信息的规则定义。
(4)应用管理系统。通过获取信息采集软件得到的物品电子标签EPC信息,并通过产品命名服务器ONS找到物品的信息服务器PML,以Web的形式向互联网用户提供诸如信息跟踪、查询等功能,用户也可以通过无线PDA或手机实时了解物品的情况。
3基于物联网技术的食品安全溯源系统
以物联网技术为基础建立食品安全溯源系统,在食品安全溯源系统中,要求能够识别和追踪食品供应的每一个环节。借助物联网技术能将互联网与所有物品通过射频识别等信息传感设备连接起来,实现识别和管理智能化。
3.1系统结构
系统由3个层次组成:①传感层:以RFID、传感器、EPC编码为主,从生产开始,将统一的EPC编码标识植入食品,在食品生产和流通关键环节安装读写器,自动记录食品从生产到最终消费者的动态记录,实现对“物”的识别;②传输层:将数据通过网络技术保留到互联网上的食品供应链信息平台,实现海量数据传输共享;③应用层:是各种商业模式在物联网上的具体应用,包括食品安全信息平台、食品供应链信息平台等系统软件操作平台。
3.2系统构建
3.2.1数据采集
以RFID、二维码核心技术为基础实时监控食品生产的相关现场活动,进行图象数据和EPC编码数据的采集、传输和管理。将数据采集和跟踪贯穿到食品的生产、加工、运输、批发、零售的全部流程中,食品安全溯源系统中的所有数据都来自于食品第一线,信息采集可采用无线PDA、 RFID阅读器等方式,来获取食品的实时相关信息。
3.2.2标准
标准主要包含RFID、二维码标准,可分4类:技术标准、数据内容标准、一致性标准、应用标准。食品安全追溯信息相关的标准内容主要有:商品条(GB 12904码)、时间表示法(GB/T 7408)、数据元、交换格式信息、交换日期,以及信息技术数据元的规范与标准化(GB/T 18391 2002)等。
3.2.3网络
网络是将所有分散的生产、加工、运输、批发、零售等各个环节中的数据信息上传到数据中心。通过网络及XML技术对数据进行集中存储、管理,所有数据一旦输入就可以立即查询。
3.2.4协议
主要指食品安全溯源系统中采用的网络协议,除了必须的网络协议外,还有通用分组无线业务通讯协议。RFID 网络协议SLRRP是一种简单、灵活的阅读器网络协议,可用来在控制器和阅读器之间传送状态、控制、配置和标签信息。
3.2.5监管平台和数据中心
食品可追溯系统是对食品的生产、加工、运输、批发、零售的数据进行整合,实现从“从源头到餐桌”中的各个环节的追踪及其过程的反向追踪。以互联网为依托,建立政府、企业、消费者之间可以信息共享的食品安全信息数据库,将质量产品控制策略传输到公用数据中心,建立监管平台。
3.2.6应用系统
一般由开放的数据终端组成。通过数据终端可以查询食品的原料来源以及生产、加工、运输、批发、零售等信息。
4结语
利用物联网技术整合食品产业链数据,构建基于物联网技术的食品安全溯源系统,从而可以在很大程度上保证食品安全,从而保证我国人民的饮食健康。
参考文献:
[1]梁正平,纪震,林佳利.基于三位编码的全流程食品追溯系统[J].深圳大学学报:理工版,2010(3).
2物联网技术
物联网(InternetofThings)技术的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。物联网技术的特点是感知全面、传递可靠和智能处理。物联网典型体系构架分为三层,自上而下依次是感知层、网络层和应用层。结合城际危险品运输实际需求,每个层级有各自的功能划分。感知层由各种有感知功能的传感器和检测器组成,包括监控记录摄像头、GPS全球定位系统、RFID标签及读写器、胎压监测器等设备,用于识别和检测运输车辆的胎压、车速、地理位置、海拔高度、行驶路径等指标,也用于监控所运输危险品的实时状态,如液体和气体浓度、温度、压力、有无泄漏和变质等指标及状态。感知层用以采集各项状态信息,是物联网体系的基础和信息来源。网络层对感知层的所收集的信息进行数据传递,利用互联网、移动通信网、无线接入网及无线局域网等基础网络设施进行传输[3],如3G/4G/Wi-Fi等技术手段。网络层的主要作用是信息数据的传递。应用层用于连接物联网和用户,将物联网技术结合到实际的危险品运输行业中,对资源加以整合开发利用,使行业专业应用实施智能化,推出更为全面具体的低成本且高质量的问题解决方案。
3系统中主要应用的物联网技术
3.1传感技术
主要指各类传感器,通过各类传感器采集车辆及危险品的物理信息及指标,它是构成物联网的基础单元。目前最新的MEMS传感器技术的快速发展为系统的建设提供了技术支撑。系统主要应用的传感器包括倾角传感器、速度及加速度传感器、温度传感器、液位传感器、压力传感器、阀门开关传感器和泄露浓度传感器以及其它MEMS传感器等[4]。
3.2物体识别技术
RFID技术是物体识别技术的代表,RFID读写器能自动识别读取RFID的标签信息,标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者由标签主动发送某一频率的信号,解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。能高效识别运输车辆身份和所运输危险品的类型等各种基本信息。具有识别速度快、数据容量大、标签数据可动态更改、动态实时通信等优点。实现对车辆及危险品的智能监控。
3.3位置识别技术
GPS是目前较为成熟,运用范围广泛的定位技术,在全球范围内应用的比重达到40%以上。GPS定位系统具有在轨卫星数量多、定位速度快、精度高等优点。而我国研制开发的北斗卫星导航系统也逐渐趋于成熟,北斗卫星导航系统相较于GPS具有通信和目标定位等新兴优势。
3.4地理识别技术
以GIS地理信息系统为代表,具有强大的数据采集、管理、存储、分析处理以及输出空间数据的能力,将GIS系统与车辆运行情况相结合,提供车辆位置可视化的地理位置等信息,基于GIS地理信息系统集成已经成为物流发展的必然趋势。
3.5无线通信技术
无线通讯技术发展势头迅猛,3G标准的TD-CDMA技术已经成熟,最新的4G标准的TD-LTE技术相较于前几代技术在数据传输速度上有很大提高,100MB的理论下载速度、50MB的理论上传速度,能够适应高速移动的车辆的数据传送,具有很强的时效性,且可以与云端存储完美结合,随着网络覆盖的广泛化和深入化,4G技术能够胜任物联网的数据传输需求。
4城际危险品运输安全监控系统结构
城际危险品运输安全监控系统由三部分组成,分为车辆及危险品综合工况信息采集系统、信息数据传输系统和远程监控调度指挥中心系统。实现对危险品状态的监测与安全预警、位置跟踪、运输过程信息记录等功能。安全监控系统结构如图1所示。
4.1车辆及危险品综合工况信息采集系统
城际之间道路形式多种多样,有路况良好的国道及高速公路,也有路况差的乡道县道等道路。运输空间跨度较大,距离少则一百公里,多则上千公里。危险品运输车辆需要在复杂的道路条件和气候环境条件下长距离长时间行驶,对车辆及危险品的各项指标进行实时监控显得尤为重要。车辆工况信息采集系统主要完成车辆车况的采集和集中处理工作,是整个车载系统的核心,该系统由各种传感器和数据变换设备组成[4]。根据制定的危险品运输规则,对车辆的行驶速度、加速度、地理位置、海拔高度以及车辆所在的道路环境,气候温度进行实时监测;对于所运输的危险品的温度、湿度、浓度、震动情况以及是否泄漏等信息进行实时数据采集;对于驾驶员和车辆前方的路况使用摄像头进行录制,将采集的数据发送给驾驶员和监控指挥中心,如果有信息数据的异常情况和检测导致危险的因素,驾驶员和监控中心能及时做出反应,排除安全隐患。若运输车辆已经发生突然事故,系统也能及时通报驾驶员和远程监控中心,给出发生问题的原因,为监控中心迅速派出救援和指导驾驶员正确救灾提供便利。车辆及危险品工况采集流程如图2所示。
4.2信息数据传输系统
通过卫星及无线数据通信技术,使采集的信息得以传输到驾驶员端和远程监控调度中心,同时使车辆控制终端和远程监控中心实现实时通信。基于GPS全球定位系统和3G技术,加上北斗系统作以辅助。能够有效传输信息采集系统收集的数据,在发生紧急情况的时候,信息传输速度以及信号强度具有重要的意义。快速的信息传输速度和高强度的网络信号是紧急情况下指导及救援的重要保证。3G技术的成熟度已经很高,在传输数据和声音速度上相较之前的GPRS制式网络有了质的提升,适用于对于采集数据的传输和紧急通话。随着3G网络覆盖面的加深和4G网络的普及,即使在城际间复杂的地形中,如山区之间和隧道内部,都能保证信息和数据的顺利传输。若在通信网络不佳的极端条件下,北斗卫星导航系统也可用于紧急通信,驾驶员通过车载终端能及时与远程监控中心取得联系,同时能标定运输车辆及危险品所在位置,作为常规通讯手段的辅助和保障,多重手段保证通讯不中断,及时发现问题,迅速排除危险。
4.3远程监控调度指挥中心系统
远程监控调度指挥中心是整个系统的关键部分,起到信息汇总、数据分析、通信传输、信息管理、监控与指挥的作用。通过接收从车载终端发回的信息数据,随时监控运输车辆的行驶状态诸如速度、位置、海拔高度等信息,通过摄像头和无线网络能实时检测驾驶员的状态,是否有超速及吸烟等违反规定易触发危险的行为。同时能监控危险品的各项参数指标,配置各类服务器、专用的应用管理程序等,用于数据的周转和数据分析以及指导解决方案的导出。配以救援调度系统,结合详尽的突发事件应急预案,与运输车辆邻近城市救援系统联动,对发生事故或危险的地点及时派出救援力量,规划出最佳路径,在最短时间内到达现场进行救援工作。通过查询事故发生前的车辆及危险品状态的信息记录,加上专业软件技术人员的分析,能推导出事故的诱因或直接原因,使得在责任认定时证据充分、更准确更直接,也对后续运输工作方案及操作流程提出警示和整改方案。
1.物联网技术内涵
物联网技术在信息工程安全监理系统中发挥了重要的应用价值,为系统网络化的重要核心。该项技术借助网络平台,应用统一一致物品编码手段、射频识别处理技术以及无线通信手段,可对广阔范畴之中,甚至是全球范围中的各类单件产品进行追溯以及有效跟踪。应用物联网技术手段,可由工程项目的招标环节开始直至工程管理验收环节,对各类应用设施器具设置EPC标志,并应用无线射频手段,传输信息工程各个阶段的价值化咨询信息至网络系统中,进而令监理人员仅依据EPC标签,便可获取产品各阶段包含的信息,进而判定其生产加工直至成品的流程阶段中包含的潜在威胁以及不安全因素。由此可见借助射频识别技术,进行有用信息数据的全面采集分析与汇总,科学应用移动计算手段以及数据库系统设计便可有效对信息工程进行安全管控监理,并做好数据判断辨析,提升综合安全水平,强化实践工作效率。
2.信息工程安全监理科学创建物联网架构体系
信息工程安全监理主要负责信息化工程建设服务、运行升级与优化改造阶段中从事的信息安全有关监督管理活动。
目前,我国信息工程监理框架体系的创建基于IT市场构成了独立体系中的两个层次。应用物联网现代化技术可令信息工程发展建设中包含的安全隐患问题以及存在的风险事项快速的传达至业主,并有效的疏导业主方以及承建方的相关争议与矛盾问题。核心工作内容便是对包含的信息安全相关问题实施风险分析并做好优化管控。信息工程安全监理创建物联网体系架构应涵盖四类组成内容。具体包括物联网系统架构、安全监理平台、监督管理系统以及中间结构体系。信息工程安全监督管理物联网体系架构主体就信息化应用发展过程中安全监督管理涉及范畴广泛、管控指标内容丰富、需连续性实践等具体特征,采用物联网手段技术完成对信息化项目工程的优化改造、建设调节,并实施安全问题管理监视。具体工作内容则涵盖对生产实践场景、环境做好检测监督、进行生产员工安全行为测试管控,并就特定生产物品的整体安全性进行管理监督,重点监视控制人流相对密集的方位,同时做好重要生产设施、以及设备的管理,完善安全事故应急管理阶段中各类场景资讯、人员与物品综合信息的汇总搜集等。
3.物联网技术信息交互安全问题
伴随物联网技术应用服务范畴的持续拓宽,感知网络应对处理的信息呈现出更为多元化的态势,甚至涵盖政府管理、国防建设、军事服务以及金融市场等较多领域。
由此引发的信息安全问题则需要我们重点关注,有效解决。基于网络以及节点有限资源的总量限制,相对来讲较为成熟应用的安全监理措施方案常常不能直接用在物联网感知系统中。为此,研究人员探讨了更为丰富的安全管理方案。例如应用加密技术、安全路由管理协议、管控存取以及数据融合技术等,提升物联网技术应用安全水平。数据加密应用阶段中,基于网络节点存储、分析以及能量的有限,较多手段应用相对简单加密算法。数据加密应用技术中密钥管理尤为重要,其担负着密钥的形成、分发以及保管、更新与处理等任务,在全局预制应用方案的基础上,我们可依据无线感知系统网络结构体系、节点规划以及安全管理需求,创建更为丰富的密钥管理策略。
例如应用预分布处理方案,可在脱机状态下形成一定容量密钥池,各个节点则可随机由其中获取密钥成为密钥环,完成网络系统的规划部署之后,则只需节点包含同对密钥便可应用其组建安全通道。为优化提升物联网架构体系安全能力水平,可进一步优化更新技术方案。可将节点公钥数量扩充,进而令网络攻击影响变得更为困难,进而确保信息安全,优化监理管控。另外,可配设安全路由,科学应对节点、汇聚方位安全问题,确保高效准确的实现信息数据的传输应用。基于无线感知系统网络体现了节点对等以及多跳传输的实践特征,倘若攻击方进行恶意节点布设,便较易形成路由篡改、选择转发影响,导致黑洞以及蠕虫病毒感染问题。为此,应依据无线感知体系网络特征以及物联网技术应用需要,分析制定合理的安全路由应用协议,可应用冗余路由同相关认证机制预防网络不良攻击影响,提升物联网系统技术综合安全水平。
数据融合为物联网交互以及信息感知的核心手段,倘若其中节点被不良俘获,便较易导致融合节点无法分清正常信息以及恶意数据的问题。尤其对融合节点影响攻击,不仅会对下游节点信息形成不良破坏,还会对发送至汇聚节点信息形成负面影响。为此,物联网数据融合阶段中应全面考量信息安全应用问题。可创建良好的融合管理机制,通过随机抽样以及数据信息的互相验证,令用户位于节点遭遇捕获状况,仍旧可判定汇聚节点信息数据安全有效性。
【中图分类号】 TD76【文献标识码】 A【文章编号】 1671-1297(2012)11-0344-01
一前言
物联网技术的出现为保障煤矿安全生产又增加了极为重要的砝码,作为现在无时无刻强调“安全重于泰山”的大中型煤矿而言,物联网系统是否建立更是践行安全生产理念的重要明信片。笔者在我集团煤炭企业供职多年,亲眼见证了企业安全生产监测系统从完全人为监管到现在智能化监管的华丽转身,更对煤炭事业未来的蓬勃发展充满了信心。
二物联网及其在煤矿安全中的应用概述
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过视频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
由上述概念不难发现,物联网技术的出现,无疑为煤炭开采这一高危行业构建更为完善、安全的监控体系提供了科技支持。原来的煤炭企业,开采效率低,工作环境恶劣,极易引发事故却不能保证及时有效的救援(因为很难进行实时监控和危情预判,更无法精准锁定事故区域),给安全生产工作带来了极大障碍。物联网技术的出现掀开了科技发展推动煤炭企业安全生产的崭新一页,为及时发现并消除安全隐患,高效精准处理安全生产事故提供了技术保证。如我集团部分煤矿已经引进并发挥了较大作用的KJ222(A)人员定位系统等,都是信息时代科技成果与煤矿安全生产相结合的体现。
三物联网技术在煤矿安全中的实际应用
近年来,随着无线远程视频监控技术以及物联网技术的不断发展和成熟,部分煤炭企业正积极响应党和国家的指导思想,紧紧抓住煤矿安监技术创新这一趋势,结合自身实际情况充分利用新技术,努力提高企业安全生产的防范能力,提升企业生产管理经营效益。
1.矿山综合信息化系统。
煤矿矿区综合信息化系统是将先进的自动控制、通信、计算机、信息和现代管理等技术相结合,将企业生产过程的控制、运行与管理作为一个整体,提供解决方案,以实现企业的优化运行、控制与管理,从而提高企业核心竞争力。综合自动化是煤矿实现高产高效的有效手段,对提高煤矿的生产运行状况、安全水平、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用。
权威资料显示,很多有条件的矿山都开始逐步建立了安全生产物联网应用“E矿山管理系统”,该系统有出煤量查询、矿井视频监控、报表发送、人员定位、安全信息报警等功能,可以将井下人数据监测、视频等信息实时传输到管理人员的手机终端,在煤矿管理人员不在现场的情况下,也可以利用手机实时掌控矿井产运销等环节,了解矿井运行情况,及时发现和清除生产过程中的危险源,提高煤矿管理安全水平。
2.矿井人员定位安全管理系统。
该系统的工作原理是应用射频识别技术及计算机能讯技术,在井上调度室设置中心控制计算机系统,在井下相关位置布置矿用人员定位分站,同时在需要精确定位的区域布置矿用射频定位器。定位分站和中心控制计算机系统之间车辆、设备等目标分别携带矿用人员定位射频卡之间的无线通讯,实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼。
四物联网技术在煤矿安全中的作用
煤炭开采行业本身是一个高危行业,多年来,全国各地煤矿瓦斯爆炸、透水等相关事故时有发生。物联网技术的产生并在煤矿进行应用的最大作用就是提高煤矿的安全系数,为安全高效生产提供技术保障。
1.物联网技术可以起到预防、监控作用。
利用物联网技术可以有效地监控、预防、预测事故,将事故的损失降到最低,真正实现安全生产。如何加强煤矿安全生产管理模式,实现管理的现代化、信息化成为煤矿企业关心的问题。基于矿区信息化和智能化的“感知矿山”就是物联网技术成功应用在煤炭行业很好的例证。“感知矿山”通过全面感知,对矿区的人(人员定位、无线通信)、设备(综合自动化)、环境(安全监控、矿压监控等)全面感知,并通过高速网络实现全面覆盖,同时还具有直观形象的应用,通过3D GIS矿区全息展示,来全面感知矿山。
2.提高煤炭企业安全管理水平。
物联网技术可用于煤矿(地面、井下)安全生产、煤炭行业综合信息化等,不仅提高矿山的安全管理水平,更多的是涉及到生产,如利用信息技术、网络技术以及传感网络对矿区煤运皮带、煤仓、洗煤厂、水仓、变电站等各个生产相关设备系统的感知和控制,在很大程度上提升了矿区的自动化生产能力,是“两化”融合的典范。同时,通过网络化可实现矿井目标定位安全管理信息的充分共享,为矿井各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息,为决策提供重要依据。
五结论及建议
对于煤炭企业而言,数字化意味着安全和高效。物联网技术缔造煤炭企业安全生产新纪元的同时,笔者认为,煤炭企业还应当与移动通信行业、研发能力较强的科研院校积极展开合作,并依托自身的技术人员,根据矿井安全生产实际,自主设计、综合开发利用信息化系统。可以想见,随着现代科技的发展,更多的煤炭企业将在安全生产事故防范上利用更多的新技术,逐步完善企业安全规范,进一步提高煤炭企业安全系数,开创煤炭企业和谐发展的新局面。
参考文献
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)17-4207-02
“民以食为先,食以安为先”,食品安全历来是关乎民生的头等大事。2008年席卷全国的“三聚氰胺”奶粉事情,让国内乳制品行业陷入了空气的危机;随后全国各地不断曝光的“地沟油”、“健美猪”、“染色馒头”等事件,使得人们对食品安全问题更加重视,人们经常会怀疑,自己食用的产品是否安全。食品安全问题层出不穷,归根结底在于食品生产从原材料到消费的整个流通过程缺乏有效有力地监管。食品安全监管是一个非常复杂繁琐的过程,并非政府机关的几个部门能够完成的事情,在整个流通过程中涉及很多具体的评价指标体系。那么如何真实有效地提高食品安全监管,杜绝类似事件再次发生,成为了当前丞待解决的一个关乎国家民生的头等问题。
1999年,美国麻省理工学院,首先提出了“物联网”的概念,简而言之,就是利用EPC和RFID等信息传感设备将所有物品与目前的互联网连接起来,实现所有物品的智能化识别和管理。我国“十二五”计划明确提出,物联网将作为重点新兴战略产业,2011年召开的中国物联网大会,提出了主要民生产业如健康管理、食品安全、卫生医疗等与物联网技术相结合,其中建立统一城市食品安全追溯平台备受瞩目。
1 食品安全问题现状
食品安全是指食品的种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等活动符合国家强制标准和要求,不存在可能损害或威胁人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者及其后代的隐患[1]。
近些年,从肯德基麦当劳的苏丹红鸡翅到矿物油“抛光”大米,再到三聚氰胺奶粉、地沟油、健美猪……我国的食品安全问题警钟长鸣,食品安全现状也不容乐观。目前的食品不安全主要表现在以下一些方面:
1) 假冒伪劣产品。此类产品主要用发霉或以假充正的原材料加工制作而成,比如发霉的大米用工业矿物油进行抛光后再次进入消费市场,死、病猪肉用来加工香肠,一些乳制品企业回收过期变质奶再生产等。
2) 食品添加剂的非法或不合理添加,并且存在情况比较严重。如肯德基麦当劳的苏丹红鸡翅,三聚氰胺奶粉,腐竹、粉丝、面粉、竹笋等产品中添加吊白块,海参、鱿鱼等干水产品、血豆腐等产品中添加工业用甲醛等。
3) 滥用药物、滥施农药、严重污染的有毒产品。如在猪饲料中添加瘦肉精,用避孕药催熟黄鳝,受工业污染的引用水源等。
4) 食品加工过程中产生的污染。生产蛋糕、月饼、面包、酥饼、凤爪、雪菜等烘焙制品及卤菜制品时出现的微生物超标、发霉变质、细菌二次污染等。
5) 转基因食品潜在的污染。转基因生物技术使用不当可能造成的对环境的污染。这是因为转基因生物可以通过有性生殖将所携带的重组基因扩散到同类生物,包括自然界的野生物种中,成为后者基因组的一部分。与其他形式的环境污染不同,生物的生长和繁殖可能使基因污染蔓延而不可逆转。
总的来说,导致上述食品安全问题的原因是由于食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节监管不利,使得非法行为可以轻而易举的存在,并且国家对于食品安全非法行为的惩处力度是远远不够的。那么在当下环境,如何来提高食品安全,显得非常重要。利用物联网技术,可以我们较好地实现食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节的数据采集和有效监管。
2 物联网技术简介
物联网(Internet of things),就是“物物相连的互联网”,它被认为是下一个万亿元级规模的产业,意义甚至超过互联网。其定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。
物联网由全球产品RFID射频识别系统、电子编码体系(EPC)和信息网络系统组成。射频识别(RFID)是物联网技术的核心内容,一个典型的RFID 系统包括标签、读写器和数据库,如图1所示[2]。RFID标签成本是制约RFID发展的重要瓶颈,通过近几年的发展RFID标签的价格有了很大程度的降低,并且针对不同的应用领域,设计出了物流标签、图书标签、抗金属标签、服装标签、洗衣标签、牧畜管理标签、医疗标签、安防防盗标签、轮胎管理标签、超市零售标签。
产品电子代码(EPC)是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。产品电子代码是下一代产品标识代码,它可以对供应链中的对象(包括物品、货箱、货盘、位置等)进行全球唯一的标识。EPC 存储在RFID标签上,这个标签包含一块硅芯片和一根天线。读取 EPC标签时,它可以与一些动态数据连接,例如该贸易项目的原产地或生产日期等。EPC就像是一把钥匙,用以解开EPC网络上相关产品信息这把锁。
物联网体系结构主要可分为3层:感知层、网络层和应用层,如图2所示。
把物联网技术应用于食品安全,必须从食品生产的源头插入RFID标签,实现对原始材料的实时监控,RFID标签会在整个食品生产过程中实现各个流通环节的数据采集和根据预先设定的评价指标体系进行有效地监控。此外,还需要有一个数据中心,对采集的信息进行分析,加工,处理。最终,消费者获得某产品可以根据产品的RFID标签,清楚地知道该产品从生产、加工、包装、储藏、运输等各个环节的动态信息,从而真正地实现消费者层面能了解的食品安全。
3 应用物联网技术提高肉类食品安全探究
在现有的环境下,提高食品安全是一项非常复杂的系统工程,因为食品安全本身涉及很多环节,包括食品本身的安全和食品整个供应链的安全。基于食品供应链的特性,从食品的生产开始一直到终端销售,可以综合利用物联网RFID 技术、先进传感技术、无线通讯技术、监测与控制技术、远程数据传输技术、卫星通讯技术、网络与信息技术等,建立食品供应链的全程监管体系,实现食品供应链的安全[3]。
RFID 是一种非接触式自动识别技术,主要通过射频信号自动识别目标对象并获取相关信息,无须人工干预,能够在各种状态(静止、移动甚至恶劣环境)下准确识别运动物体。RFID技术具有体积小、容量大、寿命长、穿透力强、可重复使用、支持快速读写、可定位和长期跟踪管理等特点,在食品安全质量管理方面有着极大的应用潜力[4]。
为详细说明物联网能够在提高食品安全上有显著效用,特以猪肉的整个生产过程为例,具体分解生产过程中各个环节的物联网技术应用情况。猪肉生产的流程如图3所示。
运输、圈养活体阶段,为每一头猪分配一个RFID标签,该标签会跟随猪的整个生长过程,记录生长过程中的一些重要数据,并且在圈养场所安放一定数量的读写器,以便传感系统可以实时追踪每一头猪每一天的身体状况,病将这个数据信息通过通信网络传递到信息中心。通过专业的食品安全监管平台来对收集的数据进行整个生产供应链的有效管理。此后的每一个阶段,都可以通过读写器,将各个阶段的重要数据传递到数据中心,当某个环节出现安全问题时,可以很快的反应到数据中心,并根据出现的问题给予适时的问题解决方案,从而真正实现食品从生产加工、包装、储藏、运输等各个环节的安全。
4 总结
针对近年国内频繁出现的食品安全问题,引入物联网技术可以从很大程度上提高食品安全监测。本文以猪肉生产的整个供应链为例,详细阐述了如何在供应链的各个环节应用物联网技术,从而可以有效地提高食品安全。
参考文献:
[1] 白绍飞,李松彪,闫庆标.浅析我国食品安全的现状、原因与对策[J].黑龙江畜牧兽医,2011,3(下):37-38.
[2] 沙波.RFID与物联网技术[J].电脑知识与技术,2011,7(8):1938-1939.
[3] 付雄新,周受钦,谢小鹏.基于RFID的食品安全监管系统[J].科学技术与工程,2009,9(13):3897-3899.
[4] 国伟,储晓刚.RFID 技术及其在食品安全领域中的应用[J].食品科技,2007,(9):5.
2信息化集成监管系统在燃气安全领域的应用
车载CNG是燃气管理中重点对象,它以天然气加压并以气态储存在容器中,如果容器不合格或者超期使用很容易引发爆炸事故,因此被视为典型危险源,若不做好管理将会严重威胁燃气使用安全。CNG信息化集成监管系统是物联网RFID技术、计算机技术、网络传输技术、移动通讯技术、云计算技术和大数据处理技术的综合集成应用,监管系统通过物联网、网络传输、云计算等技术实现对车载CNG整个生命周期的动态监管,通过分类授权管理模式可促使其快速进入管理系统,掌握燃气安全信息,为所有合法运营的CNG汽车建立电子身份证,形成一套CNG信息化集成监管系统,对车载CNG进行动态追踪管理和控制,并能够有效查处假冒、套牌车辆,打击非法经营。依托物联网技术建立的集成监管系统将RFID技术、传感技术、监控技术等广泛应用于CNG气瓶的管理,依靠唯一的电子标签建立每个气瓶的档案与身份证信息,将所有相关检验、移动、充装信息等进行动态化、实时化、全程化管理,确保做到每个CNG气瓶都有据可查。红外扫描技术、感应设备等的联合应用可实现对CNG气瓶完整生命周期的动态监管,无论是检验机构、改装企业还是加气站、车辆等都全程被纳入集成监管体系,全面提升了燃气安全管理水平与信息化水平。以RFID对CNG气瓶信息进行扫描,随时掌握车载、检验、充装、使用寿命等情况,通过传感监测系统及时送达智能控制中心,通过黑名单对比、调控时段对比等对气瓶做加气、回收等相应管理,同时借助集成监管系统中其他部分配合完成数据的存储、利用与更新,最大限度的发挥信息化管理与服务的优势。凭借信息化集成监管系统,燃气安全管理部门可实现对燃气充装、应用等的全程跟踪,及时掌握非法、不安全燃气应用情况,有助于构建高效、完整且信息化的燃气管理体系。信息化集成监管系统的建立显著提高了管理效能,遏制了气瓶安全隐患,大大降低了燃气安全事故发生率,解决了燃气安全管理的诸多难题,可以说是燃气安全领域气瓶集成高效管理的一次显著升级,对于构建更为完善且高效的燃气安全管理体系有重要价值。
3物联网定位技术在在燃气安全领域的应用
物联网定位技术在燃气安全领域的应用也有出众成效。当前我国城镇燃气管网总长度已超过40万公里,并将在2016年达到60万公里,建设燃气物联网体系已成为我国城镇燃气行业的必然发展之路,物联网定位技术的应用有助于做好燃气管网的安全管理。物联网定位要高效利用GPS、蜂窝基站、RFID定位技术、无线传感网定位技术等服务燃气管网的管理,为燃气管网的建设、日常管理、维护、应急抢修等提供更为精准的位置信息,为燃气行业应用物联网和大数据提供可靠的时空保障,推动燃气安全管理实现信息化和智能化。比如最为典型的北斗系统就是物联网定位技术应用的一大革新,北斗卫星导航系统以其独有的优势,为燃气物联网的建立提供精准、牢固的时空保障基础。北京燃气集团作为全国最早开展北斗精准服务网建设和应用的燃气企业,已将北斗系统全面应用到燃气管理的各个环节,针对燃气行业的特性,将北斗应用到管网完整性管理、管线泄漏监测、管线防腐监测、管网应急抢修、管线智能巡检等诸多领域。北斗系统的应用是物联网技术服务燃气安全管理的进步与创新,可全面提升燃气行业的信息化管理水平,为城市燃气的安全奠定坚实的基础,北斗精准服务网在智慧燃气中的应用前景十分广阔,要进一步开发更多基于燃气行业应用的软件和硬件产品,营造燃气安全管理信息化网络。
依托北斗系统的精准定位,燃气地下、地面管道的安全管理效益更为突出,比如管线泄漏检测,依靠精准坐标定位与泄漏检测设备的高效运行即可完成实施动态作业,便于立即采取举措进行对应处理,同时还可依靠相应管理软件完成泄漏风险计算与评估预判,为处理提供可靠依据。管线防腐检测方面,通过与管道防腐层检测仪对接,可以精确记录和上传每次防腐层检测的结果以及位置数据,直接定位防腐层破损点的精准坐标,对检测结果进行统计分析,为埋地管道的保护、更换等维修措施提供翔实准确的数据支持。调压设备监测及诊断方面,通过在燃气调压箱等设备上安装带有北斗精准定位模块的智能监测终端,可以远程实时采集调压设备的压力工况数据,实现对设备状态的自动诊断,提前预警设备故障并提前处置。管线巡检管理方面,在日常巡线人员的工作手机上,通过蓝牙外接北斗精准定位盒,使管理平台监控的巡检轨迹清晰稳定,大幅提高了管线巡检的到位率。埋地管线探测方面,通过与探管设备对接,可为探管找点等作业提供并记录精准位置坐标,大幅度提高管线探测作业的效率。管线焊口、探伤、切改线等施工管理方面,通过为管道焊接、探伤、切改线等作业施工人员配备北斗精准定位终端,可以记录作业点的厘米级坐标,现场处理管线施工数据等。
随着日韩基于物联网的“U社会”战略,欧洲“物联网行动计划”以及美国“智能电网”、“智慧地球”计划的推出,物联网成为各国当前应对金融危机、提升综合竞争力的重要手段。物联网技术是以物联网为数据传输技术、综合了RFID(Radio Frequency Identification射频识别技术,缩写RFID)、传感技术、图像技术、GIS(地理信息系统Geographic Information System)技术、SaaS(Software-as-a-service软件运营服务)技术、人工智能、云计算技术于一体的物物相联的数据网络,实现人和物的智能感知、自动识别、自动定位、自动追踪、信息追溯、智能管理、大规模数据挖掘、被动决策、主动决策,实现物物相联、人人相关、人人相联的智能信息化数据链。
现代信息技术的发展和大型数据分析软件的成熟化,尤其是物联网这种综合信息技术应用模式的出现,使通过信息化技术装置来实现特种设备安全预测提供了可能性。运用物联网技术构建不同设备、不同企业分类监管模式,把特种设备使用单位的安全责任有效落实到生产经营的每个环节、每个岗位、每个作业过程,最大程度预防重大事故的发生,并可同时实现事故发生后的应急救援指挥及快速责任追溯。
运用物联网技术
构建分类监管模式
物联网正在以前所未有的速度高速发展,在行业信息化管理平台中应用物联网技术建立了集人员安全管理、资产管理、特殊设备管理的信息化综合管理系统,可以极大地提高行业管理水平和安全生产水平。
物联网数据监控平台包含了数据库、前端设备状态监测、警报控制、应用控制、日志模块、报表系统等;具备设备运行状态实时监测、关键部位失效状态、管道泄漏、设备能效监测(如锅炉等)、传感终端状态监测、RFID终端状态监测、临界警报、运行统计、周期报表、设备台账、维护记录、数据访问控制、权限管理、共享接口等。
基于无线传感网的特种设备运行安全监控
对于后装系统,采用在关键部位安装基于ZigBee(Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术)和3G通讯技术的无线传感器及数据网关,监测特种设备关键部位状态(如锅炉、工业压力管道、移动压力容器、起重设备等),以出厂参数和特种设备检测标准为基准数据,以《特种设备安全监察条例》和《安全生产法》为法规依据,对特种设备运行进行实时监控,实现特种设备故障预警、事故报警。
对于前装系统,采用与设备控制系统接口的方式,实现设备状态的实时监控,以特种设备检测标准为基准数据,实现特种设备的实时监控和故障预警、事故警报。
基于RFID的特种设备关键部位失效监控
采用专用RFID标签,监控大型游乐设施(如客运索道、摩天轮、过山车、海盗船等等)的关键部位安全螺栓,采用集成传感器的RFID标签监控关键动力部位(气缸、轴承等)状态,实现特种设备关键部位的监控。以特种设备检测标准为依据,以《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》为参考,实现特种设备的安全状态预警和事故警报。
特种设备维保状态及人员资质监控
根据国家质检总局特种设备安全监察局对于安全事故的报告,特种设备事故多发生在使用阶段,其中违规操作、维保缺失(如电梯)是主要原因。依照《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》的规定,对有可能发生重大安全事故的设备必须有经过专业培训并取得上岗资质的人员方能进行操作和参与维护保养工作。但现实情况是许多特种设备使用单位、维保单位为节省成本逃避检验、聘用无证人员的现象屡禁不止,因此,对于操作和维保人员的资质、维保状态的监控成为最大难题。采用RFID、人脸识别、人体感应技术构建的人员资质监控系统是解决这个难题的重要技术手段。
系统由前端终端和监控平台组成,前端终端集成RFID、人脸识别、红外人体感应、图像采集和通讯模块组成;以人员上下岗刷RFID卡实现人员基础信息的采集,通过人脸识别与RFID卡内人员信息进行校验,防止借证、伪证人员对设备的操作,通过图像采集系统可在发生预警或故障时对现场进行图像采集。
特种设备维保状态及人员资质监控系统对于电梯、锅炉、起重机械等经常发生借证、无证上岗操作的设备使用单位可起到严格管理的目的。
电梯使用按照《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》的规定,必须进行定期维保,并且必须是具备维保资质人员进行现场工作,本系统可实现维保日期预测、维保状态预警、维保人员资质监控、维保人员工作内容监控、定期巡检监控、梯内人员数量监控、紧急状态求助等功能,可达到对维保工作和人员的准确监控。并且预留有电梯设备运行状态接口,可协调电梯生产厂商与终端进行数据接入,同时实现运行状态的监控。
基于多部位应用的
监控平台软件系统
一、油田物联网建设的背景
油田物联网是在物联网提出后出现的一个新生事物,它集成了油田数字化管理建设的全部技术与内容,是数字油田新型技术之一。
在1999年提出之后,人们利用数字油田的时代机遇,采用各种方式实现油田的数字化,其中数字化管理建设,就是数字油田的最重要的组成部分。物联网技术的出现使得物联网的理念与技术给数字化管理建设注入了新的思想,从而使二者结合形成了油田物联网技术与油田物联网建设工程。
数字化管理,由长庆油田在2008年首先提出,由此引发了一次不小的轰动,同时也极大地推动了数字油田的建设与发展。长庆油田的贡献在于将原来单一的油田网络工程和静态数据数字化入库建设的数字油田,扩展到油田井场、站、库、集输管网的数字化管理与油田井场、站、库、集输管网全面感知的数据采集与智能控制上,提出了“三端五系统三个辅助”的建设思想,从而把数字油田进行了功能上的扩展,更重要的是把一般概念意义上的数字油田实现了真正意义上的数字油田的实践。
2009年在“感知中国”提出之后,我国油田企业普遍提出了油田物联网理念。实际之前的油井监测监控技术,实质上就是物联网传感器技术在油田中的应用。目前,无论称之为数字化管理建设,还是称之为油田物联网建设,这一新兴的油田现代技术,都得到了广泛的认可,在全国各大油田都有示范建设,并且还在积极推进中。例如,中国石油将油田物联网列为其数字油田建设系统中的子系统,命名为A11,正在实施推广中。这就是油田数字化管理与油田物联网建设的基本背景。
二、油田物联网的建设举例
油田生产是一个点多、线长、面广,高耗能、高成本的过程。油田企业优化生产过程,必须提高组织管理能力,优化生产环节。想要节能降耗,降低成本,就必须从生产过程控制做起,要在每一个环节上精细控制,让油田变成自动化、智能化的绿色油田。
改变油田企业生产的组织方式,就是要对生产过程面临的点多、线长、面广进行优化。主要是针对这个特殊的行业,即野外、海上的生产作业,对一些生产设备远程监测监控。这可以使得生产组织方式发生变化。油田企业在生产过程中利用传感器采集数据后形成功图,使得生产过程中组织方式发生变化的一个模型图。就是在油田生产设备和井口上安装传感器,采集套压、回压、温度等数据,包括在抽油机上实施变频控制,通过变频控制减少用电量。在抽油机上安装位移、荷载传感器采集数据形成功图,工程技术人员在远程根据功图诊断结果,可以及时对有“病灶”的油井及时发现,及时作业,减少抽油机空抽、少抽,解决“大马力,少拉,不拉货”的问题。对一些低产井进行远程控制,采取对应措施,实施间隙采油,可以大大降低耗能。这样,油田的生产组织方式不再是领导下指令,工人干活的方式了。
显然,对于油气生产的组织方式,通过自动化的过程可以优化,减少人工操作缓慢,不到位,风险大这些问题。我们再以记者的报道为证:据报道,长庆年油气当量从1000万吨增长到3000万吨,产量增长了3倍,而员工人数一直保持在7万人。按照发展规划,长庆油田未来要实现油气当量5000万吨,人员仍要保持在7万人左右。传统的管理模式显然已经无法满足“大油田管理、大规模建设”的需要。如何更好地体现以人为本,彻底转变不适应的生产方式,进一步改善员工的工作生活环境,降低工作强度,提高生产管理效率,考验着油田决策层的智慧。毋庸置疑,油田物联网技术是最好的选择。根据这些报道,应该可以很好地证明这一点。
对于节能降耗、绿色油田,这是完全可以实现的。比如安装大量的数字化、智能化的产品,建立良好的生产管理与运行机制,优化生产组织,对于油井及生产设备中问题能够及时地了解与控制,减少抽油机的空耗,降低损失,减少排放和耗能,自然也就实现绿色油田这一目标。
特别是在油田物联网建设后,油田企业的管理中心发生了变化,“前端”和“后端”成为点对点的关系,决策指挥调动中心可以直接对前端的油气井做远程的控制,“前端”以基本生产单元过程控制为核心,“后端”以油气藏研究为中心,可以有更多的精力研究地下地质、油气藏的问题,并辐射到经营管理与决策支持,有效地提升了油田企业的高效管理。
三、油田物联网功能价值分析
油田物联网技术的价值重在数据采集,是油田生产开发动态数据的主要来源由于油藏深埋地下,油井在几千米的地层中,抽油机只要没有坏,就在不停地抽汲着。但是,是否每次都是有效运行,注满泵,满负荷地在工作呢?这就不一定了。人们如何才能以最快的速度知道抽油机在最有效地工作,油井是完好的,油泵是有效的,地层压力是满足要求的等等?我们只有通过自动化、智能化的设备代替人,感知先觉,即只有安装各类传感器。人们利用传感器对被测对象的感知,也就是采集的数据,进行处理、分析,才能知道被测对象的基本状态。所以,油田物联网建设的价值,重在数据采集。
油田物联网的价值重在动态数据,是油田地质研究的重要依据。作为油田生产,就是对每一口油井的经营,做到精心呵护。一般来说,领导和工程技术人员都很想知道每一时刻油气井的生产状况与产量变化,这样就要采集每一时刻的数据,从而动态地观察其变化,这就成了动态数据了。
四、总结
数字油田就是以数据为核心内容建设的系统工程,从数据采集、数据传输、数据存储到数据分析应用,构成一个完整的数字油田数据体系。数字化管理是数字油田的一个重要组成部分,它先于油田物联网建设,开创了数字油田技术的先河,其改变了油田企业的生产运行管理方式和生产组织构架,为油田企业建设与发展发挥了很大的作用。油田物联网技术中包含着很多的功能,如智能化、数字化、信息化等现代高科技的功能在内的远程控制、功图计产、设备管理等等。而它的出现,可以更大范围地集成油田数字化管理技术的内容,从新的角度实现油田内的物物相连。
参考文献
[1]沐峻丞,李志海等.运用物联网技术构建数字化油田[J].中国石油和化工,2010,9:53-55.
引言
煤矿生产环境非常恶劣,煤矿安全生产事故时有发生,煤矿安全生产问题依然值得重视[1]。尽管煤矿安全生产管理系统起到了一定的作用,但煤矿安全生产管理系统大多都是相互独立的子系统,彼此之间相互独立,不能实现资源共享,各子系统的开发平台也不一样,不能实现统一结合,这些不足严重制约了煤矿安全生产管理系统的发展[2]。物联网作为未来信息技术领域新的制高点,具有异构相通、远程管理、高度智能化、高度信息化等特性,已成为当前煤矿安全生产信息化领域的研究热点。但煤矿物联网系统会产生海量数据,对数据的处理要求较高,相信引入数据融合技术和云计算技术一定能得到满意的效果。物联网技术、数据融合技术、云计算技术之间既有区别又有联系,在煤矿安全生产预警平台上应用这三种技术,有望解决上述问题。
1物联网技术、数据融合技术、云计算技术
1.1物联网技术
物联网就是一个统一的网络,通过传感器与互联网的链接,使物体与网络相连,从而实现对物体的智能化管理。物联网改变了以往互联网的形式,它是一种全新的网络技术,实现了人与人、人与物、物与物之间所产生数据的联通[3]。物联网的结构一般分为感知层、网络层和应用层。(1)感知层是物联网的核心技术,负责各类信息的采集,主要包括传感器技术和RFID技术。(2)网络层是物联网的支撑技术,负责把感知层获得的各类信息安全、稳定地传输到应用层,主要包括无线技术和有线技术。(3)应用层是物联网的最高层,负责把接收到的信息数据汇总、存储、处理,再以特定形式呈现出来,主要包括数据存储技术、数据处理技术等。
1.2数据融合技术
数据融合是将采集到的原始数据进行自动分析、综合、校准,消除数据的不稳定性,提高数据的可靠性,准确获取更有用的信息,为后续数据的感知处理提供更准确、更可靠的测量数据[4]。若将物联网感知层获取的海量信息直接传送到物联网应用层,必然会增加应用层数据处理的难度。若在物联网的感知层通过数据融合技术增加信息的准确性和稳定性,提供可靠的信息到应用层,必然会减轻应用层的压力。因此数据融合将成为物联网的一个重要环节。
1.3云计算技术
云计算是将分布式计算、虚拟化、网络存储、效用计算等计算机及网络技术发展融合壮大,产生的一种新兴计算方式。其目的是把多个简单的计算形式融合成一个具有强大计算能力的计算形式,并将这种计算形式共享,使系统中的所有终端用户都能运用这种计算形式[5]。物联网是对传统网络和传感网络的整合,这其中必将产生海量信息,唯有借助云计算技术才能实现对这些信息的有效处理和整合。因此,云计算将是实现物联网的核心关键技术。
2煤矿安全生产预警平台
预警是对生产系统中可能发生的危害和危险事件进行合理评价,预估风险,设计预案,制定相应的解决对策,避免危害和危险事件的发生[6]。预警系统是能够自动监测、评价与控制各类危害和危险事件发生的监测系统[7]。煤矿安全预警系统可以实现矿井安全生产信息的远程监控,实时掌握煤矿安全生产状况,减少或避免煤矿安全事故的发生[8]。煤矿安全生产预警平台是从煤矿安全生产的角度,以物联网技术为基础的典型复杂巨系统。任何一个传感器节点或子系统检测到的异常数据信息,都有可能对煤矿生产的安全运行产生威胁。煤矿安全生产预警平台需构建物联网下的立体监测体系,对瓦斯、顶板动态信息、冲击地压、尘害、热害、水、火等潜在威胁进行多角度、多尺度的监测,将监测数据处理反馈给预警平台。
3三种技术在煤矿安全生产预警平台上的应用
3.1物联网技术能进一步提高煤矿安全生产预警的整体水平
煤矿安全生产预警主要用以监测矿工、环境和设备。矿工的采掘影响着煤矿井下的环境,环境变化影响着设备的运行,同时环境变化和设备运行状态的好坏也影响着矿工的生产和其生命安全。因此对煤矿井下重点危险源实施监控与预警,建设和完善安全生产预警平台,提升煤矿生产安全过程监控和预警水平,将矿工、环境、设备联成一个网络,并通过物联网加以控制,煤矿安全生产的目的才能更好地实现。
3.2数据融合技术能进一步提高煤矿安全生产预警的准确性
为了能够对煤矿井下矿工、环境和设备进行动态监测,在矿井一定区域内采用一种无线传感器网络,能够为煤矿的安全监测提供支持。煤矿安全生产监测数据包括各种传感器、条形码读卡器、RFID标识读卡器等各种数据信息。由于设备本身可能存在的故障及井下环境干扰等多种原因,采集到的数据不可避免地存在一定的误差,影响测量数据的准确性,因此必须通过数据融合技术对采集到的数据进行进一步处理,消除误差,以提高数据的准确性。
3.3云计算技术能进一步提高煤矿安全生产预警的稳定性
云计算技术作为一种新兴的共享基础架构,是物联网系统的首选技术。云计算技术为数据的集中存储和安全访问提供了稳定支持。云计算技术使物联网系统在信息共享和数据处理方面更加智能和稳定。同时,云计算技术还可解决各煤矿子系统之间的异构性,将井下环境监测、井下设备监控、井下矿工定位等功能集于一体,满足煤矿安全生产对信息资源的集成与共享的需求,增加煤矿安全生产预警平台的稳定性。
3.4三种技术的关系
物联网技术、数据融合技术、云计算技术之间既有区别又有联系。物联网技术侧重物与物、物与人、人与人之间的联通;数据融合技术侧重对海量信息的加工和提纯;云计算技术侧重数据计算的方式、方法。因此,物联网技术、数据融合技术和云计算技术之间的关系是:物联网产生大量数据,大量数据需要数据融合技术进行提纯,同时也需要借助云计算技术进行计算,数据融合技术有助于云计算技术,云计算技术和数据融合技术为物联网服务。
4结语
物联网技术、数据融合技术和云计算技术会成为改进煤矿安全生产预警水平非常重要的技术手段。物联网技术是煤矿安全生产信息化水平的基础,数据融合技术增强了采集数据信息的准确性,云计算技术增强了对海量数据处理和计算的能力,三种技术为煤矿安全生产信息化预警提供了更好的技术支撑。
参考文献
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公路工程的施工安全是我国安全生产工作中不可或缺的重要组成部分,安全生产关乎人的生命以及财产安全。对其施工进行安全管理,有利于和谐社会的构建。虽然我国的公路工程施工的规模不断扩大,施工项目也在不断的增多,但是安全管理的水平依旧不高。特别是施工项目的规模以及施工复杂性以及信息的交互量等使得施工的难度越来越大,给安全管理工作带来很大的困扰。公路工程的施工管理需要科学有效的管理手段以及策略。基于社会实践的需求,物联网技术应运而生。
1物联网技术的综合概述
早在二十世纪末期,物联网的概念就被提出,指将所有的物品通过信息传感器等与物联网连接起来,进而实现智能化的识别与管理。随着对物联网技术的深入研究,物联网的内涵也在发生很大的变化。当前我们所谈及的物联网主要指具有一定的感知能力、计算能力以及执行能力的各种信息传感设备。这种信息传感设备不仅可以实现对信息的传输,还可以实现“人与人”、“人与物”以及“物与物”的联网。物联网的结构主要可分为四个层面即:感知层、网络层、处理层以及应用层等四个层面。1.1感知层结构分析。感知层是物联网的基础,其主要功能就是实现对物体的感知、识别、监测以及数据的采集,是由各类传感器组成的传感器网络。感知层能够实现灵敏、可靠以及全面的物理感知。1.2网络层结构分析。网络层主要功能是对信息进行传输,是各类通信网络以及互联网的融合体,主要有2G、3G以及4G通信网络、互联网以及无线网等。1.3处理层结构分析。处理层的主要功能就是对信息进行智能化的处理,主要由目录服务以及空间的信息管理等组成,对应用层进行一定程度上的支持。1.4应用层结构分析。基于以上三个层面结构上,物联网技术就可以实现智能化的应用,通过应用层,物联网可以与各行业进行深度的融合。
2物联网技术在公路工程施工区安全管理中的应用
在公路工程施工区积极应用物联网技术,可以发挥信息技术的管理优势,进而对施工现场实现全面的安全管理。2.1减少施工、管理人员进入危险区域的可能性。公路工程的施工区环境复杂、区域面积大,施工人员基本上是分散作业。如果依旧采用传统的安全管理方式是很难保证施工的安全性的。而射频识别技术能够对人员以及危险的区域进行精准的定位,如果人员与危险区域位置出现重叠时,就说明人员已经进入危险区域了,这时就会存在很大的危险。系统就会自动的提醒施工人员,及时避免了安全事故的发生。2.2保障施工材料的质量与安全。施工材料的质量与安全是公路工程安全施工的基本保障,在施工的过程中利用射频技术无需打开商品的包装就可以对材料的安全性进行识别。进而保障材料能够安全进场施工。通过利用物联网技术可以对原材料进行全程的监控与管理,对材料的信息进行及时的获取进而促进智能化的管理。2.3对结构构件进行适时的监测。物联网技术可以通过对其构件上射频技术标签的安装,对构件的位移以及裂缝等数据进行有效的获得。如果这些数值的变化比较接近构件的范围值时,通过射频定位技术就能很快的发现危险的构件,并且及时的对其进行加固与修复,以确保施工人员的安全。物联网技术可以对数据进行存储以及收集,并且可以通过对数据进行分析,及时的找到构件结构破坏的因素。从设计以及施工上对因素进行把握,进而避免在后续的施工过程中出现任何的安全隐患问题。2.4对设备的参数进行实时的监控。在施工的机械设备中可以嵌入感应器,感应器可以对机械设备的内部应力、振动频率以及温度、变形等参量的变化进行有效的监测和传导,进而对设备的安全状态进行实时的监测。进而有效的保障施工操作人员以及周边施工人员的安全。2.5利于对现场进行合理的调度以及对资源进行控制。对于人员、材料以及车辆的入场顺序与出场顺序,物联网都可以对其进行有效的控制。物联网对其进行控制主要是保证人员以及车辆出入的安全性。同时物联网技术还可以对人员、机械以及材料的施工等流动频率的控制,减少施工现场因为资源的拥堵、混乱等造成的安全事故,进而促进公路工程的安全顺利施工。
3结语
物联网技术在我国的施工的区安全管理中,得到了普遍的应用。虽然物联网技术还不够成熟,但是随着社会以及科技的进步,这些技术问题都会得到一定程度上的解决。加强物联网技术的研究,使其更好的应用于施工区的安全管理,对于促进我国工程的安全施工具有很大的现实意义。
参考文献
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为了提高消防工作的效率,我国正在积极引进物联网技术,对社会消防安全管理系统进行完善,构建智慧消防体系。同时,物联网技术在社会消防安全管理中的应用,还可以实现火灾防控预警自动化,消防管理的信息化。基于此,本文对物联网技术在社会消防安全管理中的实施措施和要点进行分析。
一、物联网技术对消防安全管理的影响
新时期,物联网技术在社会中得到了快速发展,其特有的优势让它在各个领域都得到了一定的应用。尤其是在社会消防安全管理过程中的有效应用,不仅能够实现对相关工作的信息化管理,还可以帮助工作人员建立消防管理和火灾防控系统,让管理人员可以对消防安全管理工作进行组织、指挥、控制以及监督,保障此项工作开展的有效性。物联网技术在此过程中的应用,还可以加强各个消防系统之间的联系,作出统一分配和部署,不断优化各项信息传递,对消防安全中的内容进行整合[1]。在社会消防安全管理的过程中,对网络技术和信息技术本身的要求就比较严格,要想在此基础上,对整个工作进行全面监控,就要对各个环节进行控制,完成监督和管理的系统建设,改变传统的管理模式,按照相关的要求,建议火灾防控系统,优化监控体系,进而保障社会消防安全管理工作的稳定实施。
二、物联网的定义
为了在新时代背景下,完善社会消防安全管理体系,对其中的系统进行及时更新,对物联网的特点和概念进行分析和研究。物联网是由美国麻省理工学院提出的,它是一种基于互联网技术、网络通信技术和计算机技术发展而产生的一种信息承载系统。这种系统自动化和信息化特点是非常强的,它可以令具有独立功能的模块之间相互通信,实现信息的传递。尤其是在社会消防安全管理中,管理人员可以通过互联网和计算机等综合技术,实现不同数据信息之间的有效传递,然后应用各个装置上的发出信号,主要目的是形成比较庞大的网络,在这张网络中,各个模块之间不仅能够满足相互通信的功能需求,还可以大大提高信息传递的有效性。如今,物联网技术已经在多个行业和领域都得到了有效应用。从总体来说,物联网的应用前景非常广阔。由于这种技术的核心是以互联网为基础,还能对其功能进行相应的发展和延伸,加强人与人之间,或者是人与物之间的信息传递。在此过程中不需要人为干预,就能实现其中任务的自动化,管理人员可以监控在系统运行期间的数据指标,控制其中的指标在合理的范围内,从而进一步提高社会中各个行业系统的运行效率,促进我国经济在社会的持续发展。
三、物联网技术在社会消防安全管理中的工作原理
在对物联网技术进行分析的过程中,发现它在社会单位消防安全管理中的工作原理具有非常强的自动化特点,管理人员要建立“一物(人)一码”RFID标签,然后还要在云端系统数据库中,设计“一数一源”,也就是在建立一个消防设备的时候,要对应一个数据源[2]。在此过程中,物联网终端系统可以通过传感器组等设备对消防设施的实际运行状态以及报警信息等内容进行全方位的采集。巡检人员还要通过其中的系统取消防设施中的RFID数据,在此基础上完成每日巡查,合理应用视频摄像头等对管理中的问题进行监控。同时,物联网终端系统具有3G/4G,其中的无线传输模块能够将数据快速发送到“消防安全户籍化管理系统”中,管理人员在此过程中要对数据库中的内容进行整合和统计,主要目的是各项系统的稳定性提供基础,保持消防设施处于稳定运行的状态。此外,消防监管部门还要通过客户端电脑,或者是移动APP等对监督各社会消防安全管理的动态现状进行实时查询,保证物联网技术在社会消防安全管理中应用的有效性。
四、物联网技术系统提供的服务
在社会消防安全管理中,工作人员会发现其中的消防设施经常出现故障隐患,为了及时发现其中的安全隐患,避免对系统的安全运动带来影响,要建立提醒服务消防物联网监控系统,主要对社会单位消防设施的实际运行情况进行全方位监测。如果在实际的监测中发现消防设施出现了运行异常等情况,这个时候物联网的提醒服务系统会将其中的异常和故障有效发送到“户籍化管理系统”中,然后此系统会向消防责任人发送消防设施的故障提醒短信,让他们加强防火巡查的力度,及时发现安全管理过程中的隐患。在此过程中,管理人员还可以通过在线监管系统,对消防巡检人员的实际工作情况进行监督,利用智能终端让他们按规定的路线进行防火巡检,主要将防火巡检的信息有效发送到“户籍化管理系统”中,对其中的数据信息进行整合。此外,物联网技术还可以优化红外人体探测器的功能,实现各种功能的自动化,让管理人员能够实时采集消防人员的在岗信息,保证社会消防管理工作的有效性[3]。“三色预警”动态监管物联网监控系统也是社会消防安全管理中的主要内容,它不仅对以前的监控系统进行了完善,还可以通过智能终端等设备对社会消防设施运行状态中的情况进行分析。然后按社会消防管理单位对数据的判断,对社会单位的消防安全工作进行管理,最后实现“绿色、黄色、红色”的三色预警服务,从而提高社会消防安全管理的质量。
五、物联网技术在社会消防安全管理中应用的问题
虽然在大数据时代背景下,物联网技术在社会消防安全管理中得到了一定的应用,但是由于一些客观因素的影响,其中还存在信息安全问题。众所周知,计算机物联网具有开放性强的特点,所以在对其进行应用的过程中可能会出现网络病毒和黑客攻击等风险,这些问题都还没有得到有效控制,这会导致社会消防安全系统在运行的过程中出现安全问题。随着物联网技术实践水平不断下降,其中的安全隐患也越来越多,消防安全管理内部系统信息和资料的泄露性也会越来越大,严重影响了消防安全管理工作的有效性。因此,相关的技术人员还要对物联网技术特点进行分析,进而有效解决其中的信息安全等问题。六、物联网技术在社会消防安全管理中的应用
(一)优化消防安全管理结构,合理应用物联网技术
目前,社会单位开始加强了消防安全管理工作的重视,但是有的单位为了提高消防管理的质量,并没有在安全管理的过程中引入物联网技术,其中就包括物业系统。因此,在此背景下,要对消防安全管理的模式进行创新,优化安全管理的结构。对其中的故障设备进行全面检测,及时监测和报告火灾信息。通过对物联网消防技术的有效应用,要对火灾的发生地点和火情等受灾信息进行快速传递,及时将其中的信息传递给当地的消防救火中心,为消防救援工作顺利进行提供基础,避免火灾的蔓延[4]。在此过程中,还要注意消防安全检测服务部门不能离开第三方服务平台,只有这样才能发挥物联网技术的中间机构作用,将系统中的火灾信息进行及时和有效的传递,进而不断强化工作人员消防安全意识。
(二)建立可视化管理系统
实现对社会消防安全的可视化管理,可以为管理人员提供更多的数据信息,让他们在自动获取条码技术上,及时并有效地将消防管理中的数据信息进行整合,然后再通过GIS系统实现对消防安全隐患全过程跟踪和监督。因此,社会单位要合理应用物联网技术,建立可视化管理系统,创新消防安全管理的方式,通过互联网对消防信息进行获取,对巡查人员的实际工作状态进行监督,当出现问题时,要第一时间做出决策,对消防安全管理进行调整。在此系统中还应用了GPS技术和传感技术,管理人员可以通过这些技术和物联网系统构建一个信息传输和交流平台,然后形成智能化的管理系统,让社会消防安全管理工作做到可视化,避免火灾的发生[5]。
(三)健全智能化消防系统
当前,随着物联网技术在我国各个领域中的有效应用,社会单位为了完善消防安全管理系统,也加强了对此技术的应用,健全智能化消防系统,主要目的是实现对消防安全信息的智能化和集成化管理。此系统还可以对消防隐患信息进行智能化的分析[6]。例如,在经常出现火灾隐患的地域,这种系统可以通过对区域信息的智能化管理,让巡查人员在最短的时间内发现其中的安全隐患,采取措施及时对其进行解决。在社会消防安全管理过程中,还会应用到传感器、EPC电子标签和电子读写器等设备,这些设备在其中的有效应用,不仅可以提高管理工作的有效性,还能够实现整个智能化的消防处理过程,对其中的火灾问题和安全隐患信息进行识别,对数据信息进行有效整合,将信息录入数据库,然后上传互联网,进而实现全面监督的目的。此外,健全智能化消防系统还可以提升社会单位安全自查和责任自负等消防安全管理意识,实现对消防安全的重点检查,对消防设施进行维护和保养,避免出现火灾等问题,从而进一步完善社会消防安全管理的体系。
七、结语
综上所述,社会单位要合理应用物联网技术建立智能化和信息化监督系统,对消防安全管理中的工作流程进行全方位监督,检查和消除火灾隐患,积极组织人员疏散逃生,强化管理人员的物联网化管理意识,建立先进的火灾防控系统,从而预防社会火灾事故的发生,为群众的人身安全提供保障。
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随着经济水平的不断发展,社会对于化工行业产品的需求量也是在不断增加,化工行业在国民经济发展中占据地位的重要性不断提升。但是,和其他行业发展相比,化工行业在发展中极为容易出现一些安全问题,并且一旦是发生安全问题,就会对于整个社会产生较为不利的影响。在化工行业发展的过程中,不仅要关注行业的发展水平,还要重视在行业发展中的安全性提高的问题。物联网技术是通过建设和使用现有的多媒体网络技术,以及与之相配套的地理信息系统,能够实现整合行业发展资源的目的。将物联网技术应用于化工行业中,对于跟踪化工产生的生产、运输以及销售等各个关节具有重要作用,发现各个环节可能存在的问题,总之,物联网技术的使用,能够实现化工行业安全生产水平的提升。
1物联网技术概述
1.1物联网的内涵
物联网最早是由麻省理工学院auto-ID实验室在1999年提出的一个思想,主要是为了组建一个全球信息共享的实物性的互联网,利用对物品编码、无线射频识别以及互联网技术进行操作,一整套物联网技术的问世,无论是对于当时的社会,还是现在经济一体化社会的发展都是产生了重要的影响。因此,物联网的含义可以理解为一种针对于实物的物联网技术,并且具备三个比较明显的特征,首先,物联网是可以实现利用互联网、通信网等技术实现信息的及时有效的共享和交互;其次,物联网技术还能够应用当前较为流行的模式识别以及云计算的智能计算技术,实现对于信息数据的分析和处理;最后,物联网技术还可以实现随时获取产品相关信息的能力。
1.2物联网的分层
物联网在实际的应用中,可以划分为是三个层面,这三个层面之间相互作用,共同实现物联网的功能。首先是感知层,在这个层面的可以通过一些数据的采集设备,实现获取数据的目的。主要包括一些红外感应器、视频摄像头以及全球定位系统等;其次,物联网的网络层,借助于当前使用较为广泛的互联网技术,主要是双方之间按照一定的方式,将物品与互联网有机的结合起来,实现信息的交换和共享;最后,物联网的应用层,在这个层面主要是通过前两个层面功能的实现,对其所获得数据进行智能化的分析和处理,对于实际的生活给与一定的指导,能够保证物品按照人们预定的方式进行运输和传送。
2化工行业生产安全现状
化工行业由于其产品的特性,可能会对周围的环境都有可能产生一定的危害,因此我国已经出台了相关的法律、政策,加大了对于化工行业生产安全性的监督和检查。但是根据现有化工安全事故频发的现状来看,化工行业生产安全水平仍是相对较低,在化工行业生产中还存在部分问题。
2.1化工行业的生产中存在不科学的环节
化工行业存在危害的主要原因,就是在于在化工行业生产中容易产生一些有害、有毒的气体,并且化工材料多是一些易燃易爆的材料,所以在化工生产中容易出现一些相对危险性较高的事故。化工生产对于无尘的环境要求较高,在生产的过程中需要保证相应的空气质量,并且对于空气中的粉尘也需要进行专业的处理,如果不能及时、有效的进行粉尘处理和空气质量控制,在化工生产车间中发生危险事故的可能性的概率就会大幅度的提升。另外,在一些发展时间较早的企业,在长时间的发展中,生产设备以及安全生产检测机器相对已经出现了老化的问题,这些老化的设备事故预警的功能几乎已经丧失,极为容易产生一些安全问题。
2.2化工安全管理制度不能有效落实
近年来,我国的化工企业事故频发的另一个重要原因,就是在生产过程中一些安全生产的制度不能有效落实。数据显示,在我国化工行业生产中出现的事故,其中七成以上都是由于人为操作不当或者是一些管理不当原因造成的。化工生产环境以及化工物资材料的保管环节,是整个化工行业事故高发环节。部分企业为了实现经济利益的提高,在化工材料保管的过程中租用一些不能保管化工产品、但是相对价格较为便宜的仓库,一旦发生化工安全事故,就必然是会造成巨大的人力、物力以及资源的浪费。不仅如此,在化工企业内部的安全管理制度不能有效落实,一些专业的安全管理机构和人员的配备的缺少,也是造成化工行业事故频发的一个重要原因。
3在化工行业中应用物联网技术的建议
物联网技术能够实现对于物品的实时监控,因此,对于危险性相对较高的化工行业来说具有重要的意义。具体来说,在化工行业应用物联网技术包括:
3.1物联网技术可以为决策提供事实依据
在化工行业中,特别是在一些化工企业中,在组织化工生产的过程中,需要对于一些较为危险的材料进行调度、指挥。以人力来进行这些环节,不可避免的会出现一些误差,而借助于物联网技术,特别是一些红外线传感器、视频摄像头以及激光扫描仪和RFID标签的应用,通过物联网的网络层将一些数据传送到决策平台中,并且能够实现对于获得的实际数据进行计算和处理,决策人员只需要利用物联网技术反馈回来的信息进行处理,就能够实现整个生产过程的自动化操作,不仅是可以实现化工生产效率的提升,还能够保证整个操作过程的安全性。
3.2物联网技术可以实时监控物流环节
化工产品的生产需要一定量的化学试剂和化学品进行组合,这些化工材料每一个企业中并不能独自生产出来,需要从不同的企业中购买并进行运送。我国对于化工产品和化工材料的运送有着明确的规定,必须是使用一些必要的设备和专业的运输车辆才可以运送。在这个过程中,可以利用物联网技术将一些RFID标签设置在专业的运输车辆中,通过使用无线射频识别技术,实现实时监控专业运送车辆中所装置的化工材料的名称、数量以及品种。一旦运输车辆出现任何一种问题,相关的人员都是能够在第一时间内获得信息,并且根据所获得信息作出一些机动反应,避免出现化工材料泄露造成环境污染和人员损失的问题。
3.3物联网技术能够实现对化工生产环节进行有效监管
化工行业在生产的过程中,特别是在使用一些品种较多、化学性质各不相同的化工材料时,以往多是采用人工的方式进行前期检测。这些化工原材料对于人体有着较为直接的伤害,在一定程度上违法了人道主义精神,并且人工检测的结果还存在一定的误差。物联网应用于化工生产环节,可以通过其感应层的应用,实现对于操作现场的湿度、温度以及光、压力和各种气体浓度的感应,实现了操作过程中杜宇环境数据的实时收集。之后借助物联网的网络层,将收集和处理的数据信息传送到安全管理人员的手机或者是智能设备中。值得注意的是,这种数据自动采集的方式,不仅能够实现人工数据数据难以达到的精确度,降低人工操作出现的各种失误的概率,还可以建立异常情况预警机制,一旦发现异常值或者是环境中的气体浓度在短时间内急速增加的情况,就能够自动报警。
4结束语
化工行业的发展关乎着人们生活的方方面面,对于我国经济的发展也是有着重要的促进作用。在这样的背景下,应该不断提高化工行业的生产安全性,利用物联网技术,尽可能的减少化工行业安全事故发生的概率。物联网技术的应用逐步实现了我国化工产业信息化、智能化操作的目的,并在自动化的基础上向着无人化操作发展,物联网的使用能够保证化工行业的安全生产,对于化工行业的进步具有重要作用。因此,在我国化工行业发展中,应该逐步认识到应用互联网技术的重要性,并且在发展中提高物联网技术的应用程度。
参考文献:
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