能源化工等重大基础产业一旦发生严重的生产安全事故,必然波及同行业和相关产业,触发区域和世界经济动荡,影响社会稳定。回顾1984年美国联合碳化物公司在印度博帕尔造成的那场惊世骇俗的工业灾难——直接致死2.5万人,间接致死55万人,永久性致残20多万人,血淋淋的数字骇人听闻,精神创伤至今难以抚平。安全管理混乱、科技手段匮乏、通讯方式落后、应急处置不当,以上种种进一步加剧了灾难的发生。重大生产安全保障系统关键技术缺失的难题亟待破解,给人们吃下“定心丸”,全力保障生命财产安全。
灾难带来的严重后果警醒着世界各国高度重视安全生产,但是安全保障的技术瓶颈仍“如鲠在喉”,安全生产形势依然严峻。据国际劳工组织估计,全球每15秒钟就有一名工人死于生产安全事故或职业病,每年有278万工人因工死亡,每年发生3.74亿起非致命生产事故,每年造成的经济损失约占全球GDP的3.94%。这些触目惊心的数字极大地刺激着世人的神经,“重大生产安全保障系统”成为久旱的土地祈盼已久的“甘霖”。
自2006年起,由北京邮电大学牵头,联合青岛安工院、杭州海康威视、中国电信、海能达通信和苏州寻息等5家单位,以全方位无死角的生产安全保障为目标,主动担当攻克技术瓶颈,融合精准定位、数据通讯、视频监控、基站布控和大数据计算分析等先进技术,经过十载刻苦攻关,共同攻克了重大安全保障系统技术瓶颈。该项技术近几年在相关领域得到广泛应用,为全球能源化工等行业的安全发展做出了不可磨灭的贡献。
联合团队研发的重大生产安全保障系统紧盯安全生产领域技术短板,集中攻克复杂环境下危险目标全时空高精度识别与跟踪、生产园区安全信息高效通信、海量混杂场景下安全数据融合和评估决策三大世界性难题,实现危险源的精准识别和智能监控。
千里眼:危险目标的精准识别与跟踪
复杂环境下危险目标全时空高精度识别与跟踪面临着“卫星信号受遮蔽导致定位难”、“无线信号受干扰导致定位精度低”、“图像视觉受遮蔽导致难以发现危险目标”三大难题。研发团队通过将独立的定位和通信网络合二为一,创造性将视频、图像与定位三者进行融合,借助虚拟网络增强技术,结合GNSS、地面网络和自主研发的AI双光辅助红外热成像技术装备,创新构建了全时空目标智能识别与高精度跟踪体系。
高速路:安全信息高效通讯的“生命线”
生产园区安全信息高效通信面临着“金属屏蔽和复杂电磁环境严重衰减无线信号”、“高功率无线信号和密集分布通信系统形成新的安全隐患”两大难题。研发团队通过技术创新,将传统基站大扇区覆盖分裂为多个功率可控小区,同时使用虚拟分层网络技术和星状分布式网络架构成功克服生产园区安全通信的两大弊端,创新建立了高安全组网与通信体系。
智慧脑:海量安全数据融合处理与风险预警
海量混杂场景下安全数据融合和评估决策面临着“跨模态多源特征数据信息条件下安全风险识别难”、“工艺参数和管控措施差异巨大背景下安全水平评估不准确”两大难题。研发团队通过数据压缩、整理,从时间、空间、事故致因等多个维度联合分析,并通过神经网络结合事故关键保护层特征联合识别方法,实现了风险智能的识别与决策,在海量的数据中抓住隐患,同时基于高内聚、松耦合的模块化分层平台架构,研发出从监控、通信、监管、辅助决策到事故态势评估的云管理平台,有效解决了安全数据融合与评估决策难的问题。
重大生产安全保障系统通过联合攻关,取得了从芯片、终端、系统、平台和服务的全产业链群性突破,形成了融合视觉与热成像识别与跟踪的安全生产监控技术,引领了我国化工、能源等领域生产风险监控安全保障关键技术建设与发展,为全球尤其是“一带一路”沿线国家的重大生产安全提供了有力保障。
2020年3月12日,国家发改委批准的国家危险化学品重大事故防控技术支撑基地建设项目正式开工,团队承担的建设任务投资8亿元,包括5个分基地、23个实验室或平台,拟建成国内领先、国际先进的危化品安全和应急技术研发基地,为继续抓好安全生产,突破重大安全瓶颈问题,担当“大国重器”奠定了坚实基础。