寫在前面

　　近年來，因在有限空間作業(yè)中，由于硫化氫有毒有害氣體中毒造成的事件、事故屢有發(fā)生，同時，又因硫化氫泄漏擴散評估缺乏科學(xué)的研判，現(xiàn)場施救人員的盲目施救，造成事故的進一步擴大，傷亡人數(shù)劇增，給國家、企業(yè)和家庭帶來無可挽回的巨大損失。

　　硫化氫不僅僅有毒，還易燃。硫化氫有毒，有臭雞蛋味的惡臭，吸入可發(fā)生急性中毒，其在 空氣中的最高容許濃度為10mg/m3 。接觸硫化氫后出現(xiàn)眼刺痛、羞明、 流淚、結(jié)膜充血、咽部灼熱感、咳嗽等眼和上呼吸道刺激表現(xiàn)，或有頭痛、頭暈、乏力、惡心等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。人的嗅覺閾值為 0.012～ 0.031mg/m3 。硫化氫的 LC50 為 444ppm(也有文獻為 409ppm，即 622mg/m3 )。人員接觸 300mg/m3 濃度的硫化氫，1小時可引起強烈刺激，嚴重者發(fā)生肺水腫；接觸 760mg/m3濃度的硫化氫，15～60 分鐘可能引起生命危險——發(fā)生肺水腫、支氣管炎及肺炎；接觸 1000mg/m3濃度的硫化氫數(shù)秒鐘，就可出現(xiàn)全身癥狀，呼吸麻痹而死亡。

　　另外，硫化氫是重氣，泄漏后會沿著下風(fēng)方向且沿地面或者墻體向下擴散，人員接觸中毒的幾率更大。

　　于此，我們提出解決辦法，采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)，采用“數(shù)據(jù)+模型”方式，將硫化氫泄漏擴散機理模型與工廠實時條件做無縫結(jié)合，構(gòu)建硫化氫泄漏風(fēng)險監(jiān)測與防控平臺，以期望為硫化氫泄漏事故做些力所能及的事。具體表現(xiàn)為：

　　在工廠里面，一旦硫化氫泄漏，結(jié)合現(xiàn)場的實時風(fēng)向風(fēng)力條件、廠區(qū)的實時人員位置，廠區(qū)現(xiàn)場硫化氫監(jiān)測傳感器數(shù)據(jù)，對硫化氫隨著時間變化的濃度和影響區(qū)域進行模擬分析和研判，確保在泄漏氣體達到危害濃度前對人員疏散作出有效的輔助決策。

建立評估模型

輸入?yún)?shù)

環(huán)境參數(shù)

　　1) 地面風(fēng)速(m/s)(<2，2~3，3~4，4~6，>6)

　　2) 輻射強度(白天日照(強)，白天日照(中等)，白天日照(弱)，夜間條件(陰天且云層薄，或低空云量為4/8)，夜間條件(天空云量為3/8))

　　3) 周邊環(huán)境(草原、平坦開闊地，農(nóng)作物地區(qū)，村落、分散的樹林，分散的高矮建筑物(城市)，密集的高矮建筑物(大城市))

　　4) 環(huán)境平均風(fēng)速u(m/s)

　　5) P0—環(huán)境壓力(Pa)

　　6) Ta—環(huán)境大氣溫度(K)

　　7) 風(fēng)向玫瑰圖

其他輸入?yún)?shù)

　　毒性物質(zhì)泄漏類型(連續(xù)泄漏、瞬時泄漏)

　　泄漏源高度H0(m)

　　中毒濃度(mg/m3)

　　泄漏物質(zhì)密度(kg/m3)

---------------------連續(xù)泄漏(煙羽)-------------------

　　泄漏時間t(s)

　　燃料泄漏量Q(kg)

　　氣云出口速度(m/s)

---------------------瞬時泄漏(煙團)----------------------

　　泄漏物質(zhì)溫度Ts(K)

　　泄漏速率Qm(m3/s)

　　泄漏源內(nèi)徑d(m)

研判矩陣示例設(shè)計

　　風(fēng)速，來源于現(xiàn)場的氣象風(fēng)力實時數(shù)據(jù)，正常是2S一個數(shù)據(jù)；

　　硫化氫濃度，來源于擴散模型計算模擬結(jié)果和現(xiàn)場傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)；

　　泄漏源下風(fēng)向距離，來源于擴散模型計算模擬結(jié)果；

　　對應(yīng)視頻，來源于現(xiàn)場監(jiān)控視頻；

　　可能受影響的人員，來源于實時人員定位獲取到的，擴散模型模擬受影響范圍內(nèi)的人員。人員定位數(shù)據(jù)可來源于人員的GPS定位或者藍牙定位。

　　下圖為氣體擴散的模擬效果圖和分析結(jié)果示例。

　　通過統(tǒng)一平臺，結(jié)合地理信息系統(tǒng)或者廠區(qū)三維系統(tǒng)，整合資源，動態(tài)實時反饋危險品硫化氫監(jiān)測監(jiān)控信息、硫化氫物質(zhì)危害信息、廠區(qū)實時人員動態(tài)信息、廠區(qū)實時天氣氣象信息、廠區(qū)應(yīng)急物資等方面具體信息，最大限度地做好應(yīng)急平時防控和預(yù)警預(yù)防。

風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警

　　通過對硫化氫儲罐，操作溫度‐10℃，壓力 0.7MPa)及一套液體硫化氫灌裝設(shè)備實現(xiàn)在線管理，實現(xiàn)企業(yè)重點監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)的調(diào)閱，監(jiān)控狀態(tài)的實時顯示。

　　實現(xiàn)硫化氫儲罐和灌裝設(shè)備的位置信息、儲存信息、物質(zhì)危害信息、應(yīng)急處置信息、周邊環(huán)境信息的資源管理。

　　實現(xiàn)硫化氫有毒氣體濃度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、液位數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，實時數(shù)據(jù)巡查、歷史數(shù)據(jù)巡查和趨勢分析。

　　通過直接接入、集成視頻管理系統(tǒng)等方式實時獲取硫化氫裝置設(shè)備區(qū)域的視頻監(jiān)控信息。系統(tǒng)具有視頻監(jiān)控列表展示功能，能快速查詢企業(yè)視頻。

　　建立報警規(guī)則和提醒機制，實現(xiàn)不同場景下報警判斷，報警類型提醒、報警逾期未處理提醒等。報警類型有參數(shù)報警和視頻報警，參數(shù)報警提醒有溫度、壓力、濃度等關(guān)鍵參數(shù)和大參數(shù)報警提醒，視頻報警有人員闖入、人員脫崗等報警提醒。

氣象監(jiān)測預(yù)警

　　氣象監(jiān)測預(yù)警子系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)與當(dāng)?shù)貧庀缶謿庀髷?shù)據(jù)進行集成，實時獲取氣象局最新氣象信息，并支持氣象信息的可視化展示，能夠提供實時氣象數(shù)據(jù)支持。

　　可視化展示內(nèi)容應(yīng)包括：

　　實時數(shù)據(jù)：系統(tǒng)能夠?qū)崟r展示當(dāng)前天氣實況，內(nèi)容包括：氣溫、相對濕度、降水量、風(fēng)力風(fēng)向。

　　預(yù)報數(shù)據(jù)：系統(tǒng)能夠根據(jù)接入的數(shù)據(jù)，展示當(dāng)日、7天、8-15天的預(yù)報天氣信息。

　　預(yù)警數(shù)據(jù)：在遭遇惡劣天氣時，系統(tǒng)應(yīng)能夠按照天氣預(yù)警預(yù)報的等級來進行預(yù)警提醒。

人員監(jiān)測預(yù)警

　　結(jié)合GPS定位或者藍牙定位人員定位技術(shù)，獲取廠區(qū)當(dāng)前實時人員位置和人數(shù)統(tǒng)計。實時展示在廠區(qū)三維或者GIS地圖上，人員包括員工、訪客、承包商等人員。

　　當(dāng)可燃有毒氣體泄漏報警啟動后，人員定位系統(tǒng)自動鎖定到泄漏源周邊的人員分布，統(tǒng)計人數(shù)、識別人員身份、定位人員實時位置，根據(jù)硫化氫泄漏應(yīng)急預(yù)案，識別并輸出可能受影響的人員列表。

事故風(fēng)險評估

　　建立硫化氫事故風(fēng)險評估系統(tǒng)。

　　(1) 將硫化氫裝置基本信息、環(huán)境參數(shù)信息等靜態(tài)不常變化的信息進行預(yù)先輸入和管理。

　　(2)將氣象風(fēng)速風(fēng)力信息、廠區(qū)人員信息兩類實時信息進行接入，系統(tǒng)自動或人員手動進行硫化氫有毒氣體擴散的評估和模擬。

應(yīng)急輔助決策

　　泄漏事故應(yīng)急啟動后，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)定位，查詢事發(fā)危險物質(zhì)理化特性，標繪事發(fā)點(泄漏源)周圍輸入半徑范圍內(nèi)的環(huán)境，在GIS地圖上進行應(yīng)急救援物資、力量、設(shè)備設(shè)施、專家等信息分布查看，回傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)(包括但不限于：鄰近危險源、工藝流程、圖像、地理信息、事故設(shè)備信息等)，并進行事故模擬分析(包括蒸氣云爆炸事故模擬、有毒有害物質(zhì)泄漏擴散模擬)，計算出事故的死亡半徑，重傷半徑，輕傷半徑、中毒濃度、影響距離、受影響人員等信息，研判出事故影響事態(tài)，輔助現(xiàn)場救援。

結(jié)語

　　安元.安全無憂網(wǎng)圍繞企業(yè)的人、機、物、環(huán)、管幾大要素，將企業(yè)工廠自動化控制信息、現(xiàn)場人員操作和作業(yè)環(huán)境信息、廠區(qū)環(huán)境氣象信息、企業(yè)安全管理信息等匯聚接入，建立點、線、面三位一體的風(fēng)險識別和風(fēng)險評估模型，根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，把風(fēng)險控制措施落實到作業(yè)票管理、設(shè)備管理、人員在崗在位管理、事故管理、應(yīng)急管理等各個安全管理環(huán)節(jié)中，建立“基于模型的安全工廠”，簡稱“安全MBE”，幫助企業(yè)實現(xiàn)一個更智能化的安全管理模式，助力企業(yè)合規(guī)能力提升、安全能力提升、體系能力提升。

　　本文中硫化氫泄漏風(fēng)險監(jiān)測與防控平臺的構(gòu)建是“安全MBE”在工業(yè)企業(yè)工廠安全管理中的典型應(yīng)用。

　　首先，風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警：實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)的無縫結(jié)合，不安全狀態(tài)、不安全行為、不安全環(huán)境的實時響應(yīng)、動態(tài)預(yù)警；

　　其次，事故應(yīng)急支持：科學(xué)風(fēng)險計算模型與業(yè)務(wù)過程模型的協(xié)同作用；風(fēng)險要素、事故模擬、危險物質(zhì)信息、危險工藝信息、不良環(huán)境信息與應(yīng)急響應(yīng)協(xié)同作用，支持事故應(yīng)急。

　　然后，人員在崗在位：人-機交互的高度安全智慧反應(yīng)能力，實名、定位、軌跡等對人的安全狀態(tài)和安全行為進行全過程管控。