一种基于大数据的智慧化工监测预警平台

摘要

本发明公开一种基于大数据的智慧化工监测预警平台，包括设备稳定性检测模块、气体泄漏监测模块、标准数据库、分析服务器、预警模块和显示终端，本发明通过设备稳定性检测模块对生产设备所处外界环境的环境参数进行检测，并通过气体泄漏监测模块对生产设备布设若干监测点，进而检测各监测点的有毒气体种类及浓度，结合分析服务器统计生产设备稳定系数，并对超标的有毒气体进行预警，能够对室外化工生产时存在的安全隐患进行有效监测，具有智能化程度高的特点，解决了背景技术提到的问题，既保证了化工生产的稳定运行，又减少了化工生产安全事故的发生，降低了安全事故造成的经济损失，保障了员工的生命安全。

说明书

技术领域

本发明属于化工生产管理技术领域，具体涉及一种基于大数据的智慧化工监测预警平台。

背景技术

化工企业在国民经济发展中占有重要地位,化工企业存在的目的就是为了开展化工生产,现在的化工生产有些是在室外生产的，但是由于化工原料和化工生产工艺的特殊性，导致在化工生产过程中存在一定的安全隐患，这种安全隐患体现在以下两个方面：

1.生产设备的稳定性，由于在室外生产，生产设备直接暴露在外界环境中，易受外界环境的风力、雨量等因素影响其运行过程中的稳定性，设备的不稳定将影响化工生产的稳定运行；

2.有毒气体泄漏，生产设备在室外进行生产时，可能会出现有毒气体泄漏，泄漏的有毒气体直接排放在空气中，轻者污染环境，重者引发安全事故,为企业带来不可挽回的损失，甚至引发人员伤亡情况。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于大数据的智慧化工监测预警平台。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种基于大数据的智慧化工监测预警平台，包括设备稳定性检测模块、气体泄漏监测模块、标准数据库、分析服务器、预警模块和显示终端；

所述设备稳定性检测模块用于对化工生产设备受外界环境影响的稳定性进行检测，设备稳定性检测模块包括环境参数采集模块和参数初步处理模块；

所述环境参数采集模块包括环境参数采集终端，用于按照预设的时间段采集生产设备所处环境的环境参数，并将采集的各时间段内生产设备所处环境的风速、风向角度和雨量发送至参数初步处理模块；

所述参数初步处理模块将接收的各时间段内生产设备所处环境的风速、风向角度和雨量，构成时间段生产设备环境参数集合P

所述气体泄漏监测模块用于对化工生产设备生产时泄漏的有毒气体进行监测，气体泄漏监测模块包括监测点布设模块和有毒气体监测模块；

所述监测点布设模块用于将化工生产设备的高度进行等间距布设监测点，布设的各监测点按照从生产设备底部到顶部的顺序进行编号，依次标记为1,2...i....n；

所述有毒气体监测模块包括若干有毒气体检测仪，其分别安装在布设的各监测点位置处，用于检测各监测点的有毒气体种类及各种有毒气体的浓度，并对检测的各监测点的有毒气体种类及各种有毒气体的浓度构成监测点有毒气体浓度集合

所述分析服务器分别与设备稳定性检测模块和气体泄漏监测模块连接，接收设备稳定性检测模块发送的时间段生产设备环境参数集合，提取标准数据库中存储的设备稳定时对应的环境最小风速和最小雨量，并将接收的时间段生产设备环境参数集合中各采集时间段生产设备所处环境的风速和雨量与设备稳定时对应的环境最小风速和最小雨量进行对比，得到各时间段风速差和各时间段雨量差，其中对得到的各时间段风速差记为Δwf

同时，分析服务器接收气体泄漏监测模块发送的监测点有毒气体浓度集合，并从接收的监测点有毒气体浓度集合中提取出各监测点检测的有毒气体种类，并将提取的各监测点检测的有毒气体种类进行相互对比，查看是否存在同种有毒气体，若存在同种有毒气体，则统计同种有毒气体种类数及各同种有毒气体对应的监测点个数、编号及对应在各监测点检测的气体浓度值，同时根据统计的数据，针对每个同种有毒气体在对应的各监测点检测的气体浓度值进行均值计算，得到各同种有毒气体的平均浓度，并将得到的各同种有毒气体的平均浓度与标准数据库中存储的各种有毒气体对应的安全卫生标准浓度进行对比，若某同种有毒气体浓度大于该有毒气体对应的安全卫生标准浓度值，则表明该有毒气体存在泄漏危险，并发送预警控制指令至预警模块，同时记录存在泄漏危险的有毒气体种类，发送至显示终端；

所述标准数据库用于存储设备稳定时对应的环境最小风速和最小雨量，存储各种有毒气体对应的安全卫生标准浓度，存储各泄露危险等级对应的有毒气体泄露危险系数范围，并存储风速、雨量和风向角度对设备稳定性的影响系数；

所述预警模块与分析服务器连接，接收分析服务器发送的预警控制指令，进行预警；

所述显示终端与分析服务器连接，接收分析服务器发送的设备的稳定系数和存在泄漏危险的有毒气体种类，并对接收的数据进行显示。

较优化地，所述环境参数检测终端包括风速传感器、风向传感器和雨量传感器，所述风速传感器用于检测生产设备所处环境的风速值，所述风向传感器用于检测生产设备所处环境的风向角度，所述雨量传感器用于检测生产设备所处环境的雨量值。

较优化地，所述生产设备的稳定系数的计算公式为

较优化地，所述监测点布设模块布设监测点的具体步骤包括以下几个步骤：

步骤一：测量生产设备的高度值；

步骤二：将生产设备的高度值均等分为n份，每个等分点作为监测点。

较优化地，所述分析服务器在将提取的各监测点检测的有毒气体种类进行相互对比查看是否存在同种有毒气体过程中也查看是否存在非同种有毒气体，若存在，则统计非同种有毒气体的种类数，并将各非同种有毒气体在其对应的监测点检测的浓度值与标准数据库中存储的各种有毒气体对应的安全卫生标准浓度进行对比，若某非同种有毒气体浓度大于该有毒气体对应的安全卫生标准浓度值，则表明该有毒气体存在泄漏危险，并发送预警控制指令至预警模块，同时记录存在泄漏危险的有毒气体种类，发送至显示终端。

较优化地，所述分析服务器还能够对存在泄漏危险的有毒气体的泄露危险等级进行分析，具体分析过程包括以下几个步骤：

步骤S1：统计存在泄露危险的有毒气体种类及其气体浓度值或平均浓度值，构成泄露危险有毒气体浓度集合G

步骤S2：将获取的各存在泄露危险的有毒气体的浓度值或平均浓度值减去对应该有毒气体的安全卫生标准浓度值，得到各存在泄露危险的有毒气体的浓度对比值，构成泄露危险有毒气体浓度对比集合ΔG

步骤S3：提取标准数据库中存储的各泄露危险等级对应的有毒气体泄露危险系数范围，将得到的各存在泄露危险的有毒气体的泄露危险系数与各泄露危险等级对应的有毒气体泄露危险系数范围进行对比，筛选得到各存在泄露危险的有毒气体的泄露危险系数对应的泄露危险等级，并发送至显示终端。

较优化地，所述各存在泄露危险的有毒气体的泄露危险系数的计算公式为

本发明的有益效果：

1.本发明通过设备稳定性检测模块对生产设备所处外界环境的环境参数进行检测，并通过气体泄漏监测模块对生产设备布设若干监测点，进而检测各监测点的有毒气体种类及浓度，结合分析服务器根据检测的生产设备所处外界环境的环境参数统计生产设备稳定系数，同时结合分析服务器根据检测的各监测点的有毒气体种类及浓度对超标的有毒气体进行预警，能够对室外化工生产时存在的安全隐患进行有效监测，具有智能化程度高的特点，解决了背景技术提到的问题，既保证了化工生产的稳定运行，又减少了化工生产安全事故的发生，降低了安全事故造成的经济损失，保障了员工的生命安全。

2.本发明通过在气体泄漏监测模块设置监测点布设模块，以生产设备的高度为基准等间距布设监测点，避免单个监测点检测有毒气体种类及浓度导致的片面性，使检测的有毒气体种类及浓度更符合真实数值，为后面进行有毒气体预警及泄露危险系数计算提供真实数据。

3.本发明通过统计存在泄露危险的有毒气体种类，并分析其对应的泄露危险等级，发送至显示终端，便于相关管理人员根据显示的存在泄露危险的有毒气体种类及泄露危险等级，及时采取针对性的措施进行处理，避免有毒气体泄露造成的环境污染及安全事故的发生。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的系统模块框图；

图2为本发明的设备稳定性检测模块框图；

图3为本发明的气体泄漏监测模块框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，一种基于大数据的智慧化工监测预警平台，包括设备稳定性检测模块、气体泄漏监测模块、标准数据库、分析服务器、预警模块和显示终端。

所述设备稳定性检测模块用于对化工生产设备受外界环境影响的稳定性进行检测，设备稳定性检测模块包括环境参数采集模块和参数初步处理模块；

所述环境参数采集模块包括环境参数采集终端，用于按照预设的时间段采集生产设备所处环境的环境参数，所述环境参数检测终端包括风速传感器、风向传感器和雨量传感器，所述风速传感器用于检测生产设备所处环境的风速值，所述风向传感器用于检测生产设备所处环境的风向角度，所述雨量传感器用于检测生产设备所处环境的雨量值，环境参数采集模块将采集的各时间段内生产设备所处环境的风速、风向角度和雨量发送至参数初步处理模块；

所述参数初步处理模块将接收的各时间段内生产设备所处环境的风速、风向角度和雨量，构成时间段生产设备环境参数集合P

所述气体泄漏监测模块用于对化工生产设备生产时泄漏的有毒气体进行监测，气体泄漏监测模块包括监测点布设模块和有毒气体监测模块；

所述监测点布设模块用于将化工生产设备的高度进行等间距布设监测点，布设监测点的具体步骤包括以下几个步骤：

步骤一：测量生产设备的高度值；

步骤二：将生产设备的高度值均等分为n份，每个等分点作为监测点，布设的各监测点按照从生产设备底部到顶部的顺序进行编号，依次标记为1,2...i....n。

本实施例通过在气体泄漏监测模块设置监测点布设模块，以生产设备的高度为基准等间距布设监测点，避免单个监测点检测有毒气体种类及浓度导致的片面性，使检测的有毒气体种类及浓度更符合真实数值，为后面进行有毒气体预警及泄露危险系数计算提供真实数据，其中划分的监测点越多，得到的检测数据越多，越能真实反映生产设备在生产过程中的气体泄露情况。

所述有毒气体监测模块包括若干有毒气体检测仪，其分别安装在布设的各监测点位置处，用于检测各监测点的有毒气体种类及各种有毒气体的浓度，并对检测的各监测点的有毒气体种类及各种有毒气体的浓度构成监测点有毒气体浓度集合

所述分析服务器分别与设备稳定性检测模块和气体泄漏监测模块连接，接收设备稳定性检测模块发送的时间段生产设备环境参数集合，提取标准数据库中存储的设备稳定时对应的环境最小风速和最小雨量，并将接收的时间段生产设备环境参数集合中各采集时间段生产设备所处环境的风速和雨量与设备稳定时对应的环境最小风速和最小雨量进行对比，得到各时间段风速差和各时间段雨量差，其中对得到的各时间段风速差记为Δwf

同时，分析服务器接收气体泄漏监测模块发送的监测点有毒气体浓度集合，并从接收的监测点有毒气体浓度集合中提取出各监测点检测的有毒气体种类，并将提取的各监测点检测的有毒气体种类进行相互对比，查看是否存在同种有毒气体，若存在同种有毒气体，则统计同种有毒气体种类数及各同种有毒气体对应的监测点个数、编号及对应在各监测点检测的气体浓度值，同时根据统计的数据，针对每个同种有毒气体在对应的各监测点检测的气体浓度值进行均值计算，其计算方法为将每个同种有毒气体在对应的各监测点检测的气体浓度值进行累加，再除以对应的该同种有毒气体对应的监测点个数，得到各同种有毒气体的平均浓度，并将得到的各同种有毒气体的平均浓度与标准数据库中存储的各种有毒气体对应的安全卫生标准浓度进行对比，若某同种有毒气体浓度大于该有毒气体对应的安全卫生标准浓度值，则表明该有毒气体存在泄漏危险，并发送预警控制指令至预警模块，同时记录存在泄漏危险的有毒气体种类，发送至显示终端。

进一步地，分析服务器在将提取的各监测点检测的有毒气体种类进行相互对比，查看是否存在非同种有毒气体，若存在，则统计非同种有毒气体的种类数，并将各非同种有毒气体在其对应的监测点检测的浓度值与标准数据库中存储的各种有毒气体对应的安全卫生标准浓度进行对比，若某非同种有毒气体浓度大于该有毒气体对应的安全卫生标准浓度值，则表明该有毒气体存在泄漏危险，并发送预警控制指令至预警模块，同时记录存在泄漏危险的有毒气体种类，发送至显示终端。

更进一步地，分析服务器还能够对存在泄漏危险的有毒气体的泄露危险等级进行分析，具体分析过程包括以下几个步骤：

步骤S1：根据以上对同种有毒气体中统计的存在泄漏危险的有毒气体种类和非同种有毒气体中统计的存在泄漏危险的有毒气体种类，进行统一统计，并获取存在泄露危险的有毒气体种类及其气体浓度值或平均浓度值，构成泄露危险有毒气体浓度集合G

步骤S2：将获取的各存在泄露危险的有毒气体的浓度值或平均浓度值减去对应该有毒气体的安全卫生标准浓度值，得到各存在泄露危险的有毒气体的浓度对比值，构成泄露危险有毒气体浓度对比集合ΔG

步骤S3：提取标准数据库中存储的各泄露危险等级对应的有毒气体泄露危险系数范围，将得到的各存在泄露危险的有毒气体的泄露危险系数与各泄露危险等级对应的有毒气体泄露危险系数范围进行对比，筛选得到各存在泄露危险的有毒气体的泄露危险系数对应的泄露危险等级，并发送至显示终端。

所述标准数据库用于存储设备稳定时对应的环境最小风速和最小雨量，存储各种有毒气体对应的安全卫生标准浓度，存储各泄露危险等级对应的有毒气体泄露危险系数范围，并存储风速、雨量和风向角度对设备稳定性的影响系数。

所述预警模块与分析服务器连接，接收分析服务器发送的预警控制指令，进行预警，提醒相关人员注意。

所述显示终端与分析服务器连接，接收分析服务器发送的设备的稳定系数和存在泄漏危险的有毒气体种类及其对应的泄露危险等级，并对接收的数据进行显示，便于相关管理人员直观了解生产设备的稳定状况和存在泄露危险的有毒气体种类及泄露危险等级，及时采取针对性的措施进行处理，避免有毒气体泄露造成的环境污染及安全事故的发生。

本发明通过设备稳定性检测模块对生产设备所处外界环境的环境参数进行检测，并通过气体泄漏监测模块对生产设备布设若干监测点，进而检测各监测点的有毒气体种类及浓度，结合分析服务器统计生产设备稳定系数，并对超标的有毒气体进行预警，能够对室外化工生产时存在的安全隐患进行有效监测，具有智能化程度高的特点，解决了背景技术提到的问题，既保证了化工生产的稳定运行，又减少了化工生产安全事故的发生，降低了安全事故造成的经济损失，保障了员工的生命安全。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。