基于物联网无线技术的区综合安全管理监控系统研究

摘要

罐区承担着石化物料的加工储存和运输供应的重要任务，随着石化工业的快速发展，各类罐区数量不断增多，给社会造成了严重的安全隐患，由于罐区日常管理和安全监控工作的缺失，罐区安全信息化应用水平的不足，并且罐区各类安全信息系统之间以及和实际的安全管理监控工作缺乏良好的配合和协调，造成了罐区管理监控工作的混乱，使得罐区各类事故频发。
　　本文首先在详细分析罐区特点、罐区主要风险事故类型的基础上，结合目前罐区安伞管理监控工作思路的不足，从事故前、事故中、事故后事故发展的全过程监控，从罐区日常管理监控、临时性作业管理监控、移动监控的全方位监控的角度，以安全科学理论为指导，运用物联网技术、无线通信技术、数据库技术，对罐区综合安全管理监控平台进行研究，该平台包括安全预防预警模块、事故救援模块、事故分析模块、临时性作业监测模块和移动监测模块以及罐区基础性安全管理模块。平台的目的是全面支持和促进罐区各项安全管理监控工作的开展，系统化的推进罐区安全状况的改善，防止各类事故的发生。
　　本文详细分析了罐区目前采用的仪表监控、DCS、FCS等各类监控技术的不足之处，着重阐述有线布网方式的缺点和其不能很好解决的问题，继而研究了无线技术的各项应用优势，提出了基于先进的物联网无线技术构造和实现罐区实时监控系统的思路，给出了罐区无线监控系统的构造方案。
　　本文重点研究了罐区主要临时性安全作业风险监测问题，将罐区作业分为日常程序性作业和临时性作业，详细分析了各类临时性作业的特点和需要监测的参数类型，分析了无线技术在进行临时性作业监测的灵活性优势;本研究提出采用无线移动动态监测的技术方案对综合系统进行补充，提出了移动无线监控技术的解决方案;本文详细研究了zigbee局域无线定位问题，以CC2431芯片自带定位引擎算法通过计算得出移动监测节点的位置信息，以便将不同监测节点的监测参数和位置信息进行对应。
　　本研究从罐区安全管理监控工作要求和需求为出发点，以建立先进合理的综合安全管理监控系统为思路，以物联网无线技术为技术支撑，重点问题重点分析，并且结合实验测试系统对一些重要模块功能进行应用测试，本研究的最终目的是使得罐区安全工作和安全信息系统目标一致，紧密结合，共同促进罐区安全管理监控水平的提高，减少各类安全事故的发生。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究目的和意义

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究意义

1．4 研究的主要内容和技术路线

1．4．1 研究的主要内容

1．4．3 研究的技术路线

2 罐区风险因素和事故类型分析

2．1 罐区结构和储罐特点分析

2．1．1 罐区特点和结构

2．1．2 储罐类型和特征

2．2 罐区风险因素和事故类别分析

2．2．1 罐区安全影响因素结构图

2．2．2 罐区各类风险因素辨识

2．3 罐区主要临时性作业类型和风险分析

2．3．1 罐区临时性作业类型

2．3．2 各类临时性作业风险分析

2．4 本章小结

3 罐区安全管理监控现状分析和问题研究

3．1 罐区安全监控技术的发展历程

3．2 我国罐区安全监控现状

3．2．1 罐区安全管理和监控理念现状和问题

3．2．2 罐区安全监控技术手段不足分析

3．3 有线布网监控技术的不足

3．4 应对措施和解决办法

3．4．1 罐区安全管理监控系统一体化研究

3．4．2 罐区无线监控系统和应用优势

3．5 本章小结

4 罐区安全监控系统体系构建和功能设计

4．1 主要理论和应用分析

4．1．1 事故致因理论

4．1．2 物联网技术

4．1．3 工业无线技术

4．1．4 ZigBee技术

4．2 罐区综合安全管理监控系统构建

4．2．1 数据层功能设计

4．2．2 系统总体应用层

4．3 安全预防预警功能设计

4．3．1 监测预警功能模块

4．3．2 关键监测参数分析

4．3．4 储罐区主要临时性作业风险动态监控

4．4 事故救援功能模块

4．4．1 事故救援流程结构

4．4．2 事故救援基础信息管理功能

4．4．3 决策支持功能细化分析

4．5 无线移动动态监测

4．6 事故分析功能设计

4．6．1 事故分析的必要性

4．6．2 事故分析功能模型

4．6．3 统计分析报表

4．7 基础性安全管理功能分析

4．8 系统软件开发技术架构

4．9 本章小结

5 无线系统结构设计和关键模块应用研究

5．1 系统结构设计

5．1．1 系统总体结构

5．1．2 系统工作流程和原理

5．1．3 罐区无线监控系统的应用优势

5．2 关键模块研究

5．2．1 数据采集功能设计

5．2．2 物联网网关设计

5．3 手持无线移动检测终端定位研究

5．3．1 手持无线移动监测终端设计

5．3．2 基于zigbee的局域定位研究

5．4 无线系统稳定性和安全性

5．4．1 zigbee信号抗干扰性

5．4．2 zigbee信号辐射分析

5．5 本章小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文