一种化工生产车间安全监控方法以及系统与流程

本发明涉及车间安全的，具体为一种化工生产车间安全监控方法以及系统。

背景技术：

1、化工生产车间的领域中，消防安全更是必不可少的一环，涉及到消防设施的正常运行和应急情况下的有效响应。并且在化工生产车间内，消防水的安全涉及到消防水源的供水能力和供水管道的畅通程度。对于消防水源来说，要保证水压稳定与供水能力充足，以应对可能发生的火灾或其他安全事故；而对于供水管道来说，要保持管道畅通，避免堵塞或冲击力不均匀造成的安全隐患。因此，对消防水源的水压状况和供水管道的堵塞状况进行实时监测和预警，是确保化工生产车间消防安全的重要手段之一。

2、在申请公布号为cn116661399a的中国发明专利中，公开了一种化工车间安全监控方法以及系统，包括：以危险设备的事故影响范围、危险设备的数量、操作人员的数量将所述化工车间划分为多个监控区域，通过所述监控区域的安全状态值进行所述化工车间的安全状态值的评估，通过所述化工车间的环境控制装置的运行状态、温度监测结果以及气体浓度监测结果进行所述化工车间的环境安全状态值的评估，并通过所述环境安全状态值、所述安全状态值、操作人员的数量进行所述化工车间的安全状态的评估，从而进一步实现了对化工车间的安全状态的准确评估。

3、以上申请中记载的技术方案中，针对不同的生产区域的安全隐患各不相同，造成无法有效实现对化工车间安全运行状态的准确判断问题进行深度的分析，但是结合现有技术和以上申请，在化工生产车间消防水的安全监测方面存在一些不足之处，因为化工生产车间通常涉及各种化学品、易燃物质或高温工艺，存在较高的火灾风险，其中通过在车间内部署消防水系统，可以降低火灾发生的风险，但由于消防水系统在日常生产车间中，通常一直处于待工作状态，使用频率非常小，长此以往容易被车间内的安全管理者所忽略，或者进行安全监控的频率太少，导致在紧急情况下，消防应急响应不及时或消防区域出现故障而无法有效应对化工车间内火灾等紧急情况。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种化工生产车间安全监控方法以及系统，解决了上述背景技术中的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种化工生产车间安全监控方法，包括：

3、预先获取化工生产车间内消防区域电子分布图，并对消防水源的水压状况进行实时监测，以获取水压状态数据集，并依据水压状态数据集构建变异系数byxs，同时预先设置初步阈值q，并将所述变异系数byxs与所述初步阈值q进行对比分析，以估判当前消防水压波动的相对强度，并做相应的预警指令；

4、在接收到预警指令之后，分别对消防区域内的水源供水能力数据和供水管道堵塞状况数据进行进一步监测，建立监控数据集，并将所述监控数据集内相关数据进行预处理，并依据预处理后的水源供水能力数据，获取供水位gsz，若所述供水位gsz未超过水位阈值k，向外发出水位提示指令；

5、基于预处理后的供水管道堵塞状况数据，并经特征提取后，分别获取不同管道内点位的冲击力cj、管道内水流横截面shm以及流量差值lc，并根据训练后的管道流体分析模型，分析获取管道冲击因子gcyz和堵塞程度系数dcxs，通过将所述堵塞程度系数dcxs与所述变异系数byxs相关联，拟合获取安全评估指数apzs；

6、预先设置评估阈值z，并将其与所述安全评估指数apzs进行对比分析，以综合评估当前化工生产车间内消防安全状况，并做相应的监控规划。

7、优选的，根据化工生产车间内消防区域电子分布图，确定化工生产车间内消防区域的具体位置，并在消防区域内部署若干组监测传感器和图像采集设备，并获取周期内水压变化数据，以构建出水压状态数据集，通过对水压状态数据集进行预处理和特征提取，以计算获取水压标准差sbc和水压平均值sbz。

8、优选的，依据水压状态数据集，通过将所述水压标准差sbc与所述水压平均值sbz进行线性归一化处理后，并将相应的数值特征映射至区间内，再依据以下方式获取变异系数byxs：

9、；

10、本公式的意义在于：评估出当前化工生产车间内消防区域水压波动的相对强度；

11、并预先设置初步阈值q，通过将所述变异系数byxs与所述初步阈值q进行对比分析，判断是否向外发出预警指令；

12、若所述变异系数byxs≥所述初步阈值q时，此时将向外发出预警指令；

13、若所述变异系数byxs＜所述初步阈值q时，此时将暂时不向外发出预警指令。

14、优选的，当接收到预警指令后，监测消防区域内的水源供水能力数据和供水管道堵塞状况数据，其中，水源供水能力数据包括不同时间周期内的供水位gsz状况；

15、供水管道堵塞状况数据包括不同管道内点位的冲击力cj、流量差值lc、堆积覆盖占比dfc以及管道内水流横截面shm。

16、优选的，基于消防区域内的水源供水能力数据，实时获取供水位gsz，并将供水位gsz与水位阈值k进行对比分析，若所述供水位gsz未超过水位阈值k，向外发出水位提示指令，若所述供水位gsz超过水位阈值k，暂时不向外发出水位提示指令。

17、优选的，使用卷积神经网络构建初始流体力学模型，并以消防区域内的水源供水能力数据和供水管道堵塞状况数据对初始流体力学模型进行训练和测试，并将训练后的初始流体力学模型作为消防安全识别模型，分别获取其内的特征信息，建立监控数据集，并以所述监控数据集对消防安全识别模型进行训练和测试，结合化工生产车间内消防区域电子分布图，将训练后的消防安全识别模型作为管道流体分析模型。

18、优选的，通过将所述不同管道内点位的冲击力cj与所述管道内水流横截面shm相关联，并经过线性归一化处理后，获取管道冲击因子gcyz：

19、；

20、式中，通过对管道长度范围a到b内的冲击力分布进行积分，得到所在区间的冲击情况，其中，cj（x）表示管道内x位置处的冲击力，shm（x）表示管道内x位置处的水流横截面；

21、根据所述管道冲击因子gcyz，并结合供水管道堵塞状况数据，获取堵塞程度系数dcxs，所述堵塞程度系数dcxs通过以下公式获取：

22、；

23、式中，和均表示为权重系数，lc表示为流量差值，dfc表示为堆积覆盖占比，ln2表示为以2为底的对数函数，b表示为第一修正常数。

24、优选的，通过将所述堵塞程度系数dcxs与所述变异系数byxs相关联，并经过线性归一化处理后，拟合获取安全评估指数apzs，所述安全评估指数apzs通过以下公式获取：

25、；

26、式中，f1和f2分别表示为变异系数byxs和堵塞程度系数dcxs的权重系数，v表示为第二修正常数。

27、优选的，通过将所述安全评估指数apzs与所述评估阈值z进行对比分析，以综合评估当前化工生产车间内消防安全状况，并做相应的监控规划：

28、若所述安全评估指数apzs≥所述评估阈值z时，表示为当前化工生产车间内消防安全处于异常状态，此时将根据化工生产车间的应急预案，调集专业的消防人员到现场，并及时检查消防设备的状态和可用性，同时配备基础消防装备和器材，同时增加对化工生产车间的消防工作的频次，在发现火灾情况时，立即采取措施将危险区域隔离；

29、若所述安全评估指数apzs＜所述评估阈值z时，表示为当前化工生产车间内消防安全未处于异常状态，此时将继续定期检查消防设备的状态和可用性，定期组织消防演练，提高员工的应急处置能力和团队协作能力。

30、一种化工生产车间安全监控系统，包括车间消防监测模块、消防水况模块、采集模块、综合分析模块以及安全管理模块；

31、所述车间消防监测模块用于预先获取化工生产车间内消防区域电子分布图，并对消防水源的水压状况进行实时监测，以获取水压状态数据集，并依据水压状态数据集构建变异系数byxs，同时预先设置初步阈值q，并将所述变异系数byxs与所述初步阈值q进行对比分析，以估判当前消防水压波动的相对强度，并做相应的预警指令；

32、所述消防水况模块用于在接收到预警指令之后，分别对消防区域内的水源供水能力数据和供水管道堵塞状况数据进行进一步监测，建立监控数据集，并将所述监控数据集内相关数据进行预处理，并依据预处理后的水源供水能力数据，获取供水位gsz，若所述供水位gsz未超过水位阈值k，向外发出水位提示指令；

33、所述采集模块基于预处理后的供水管道堵塞状况数据，并经特征提取后，分别获取不同管道内点位的冲击力cj、管道内水流横截面shm以及流量差值lc；

34、所述综合分析模块将根据训练后的管道流体分析模型，分析获取管道冲击因子gcyz和堵塞程度系数dcxs，通过将所述堵塞程度系数dcxs与所述变异系数byxs相关联，拟合获取安全评估指数apzs；

35、所述安全管理模块用于预先设置评估阈值z，并将其与所述安全评估指数apzs进行对比分析，以综合评估当前化工生产车间内消防安全状况，并做相应的监控规划。

36、本发明提供了一种化工生产车间安全监控方法以及系统，具备以下有益效果：

37、（1）根据消防区域的电子分布图，并获取消防水源的水压状况，可以及时发现水压波动的相对强度，并进行相应的预警指令，预防消防水源发生异常的同时进一步提高对消防安全的响应速度和准确性，通过监测水源供水能力数据和供水管道堵塞状况数据，以及根据管道流体分析模型分析获取的管道冲击因子gcyz和堵塞程度系数dcxs，进一步实现了对供水能力和管道畅通程度的有效管理，以降低火灾风险；通过拟合获取安全评估指数apzs，综合评估化工生产车间内消防安全状况，并进行相应的监控规划，有助于准确判断安全状态，提前预防火灾风险，保障车间生产的安全稳定进行。总之，该方法减少了人为疏忽导致的消防应急响应不及时或消防区域故障未能及时处理的情况，进一步提高消防安全管理的全面性和及时性，有效降低火灾风险，保障化工生产车间的安全运行。

38、通过电子分布图确定消防区域的具体位置，并部署监测传感器和图像采集设备，实现对消防区域的精确定位监测，进一步提高监控的准确性和效率；获取周期内水压变化数据，并构建水压状态数据集，通过对数据进行预处理和特征提取，计算水压标准差sbc和平均值sbz，实现对水压波动的实时监测和评估，以计算变异系数byxs，评估当前消防区域水压波动的相对强度，有助于及时发现水压异常情况并采取相应措施。通过综合考量水压波动相对强度，避免了因单一数据指标造成的误报或漏报情况，提高了监控系统的可靠性和稳定性。总之该方法可以实现对水压状态的实时监测和预警，有助于消防人员及时了解消防区域内水压情况，加强对消防设施的有效管理和维护，提升了消防安全管理的效率和水平。