隐患排查信息物理系统(hidden danger investigation CPS,简写hdiCPS),是信息物理系统在公共安全领域的应用系统,用于安全隐患的监测和发现,是一种实时系统,包括hdiCPS安全平台、hdiCPS适配装置、hdiCPS终端、各种传感器、各种制动器,所述的hdiCPS安全平台是一个后台服务系统,位于县、区、市、省等的信息中心,也可能位于企业控制中心;所述的hdiCPS适配装置是实现CPS底层感知控制的设备;所述的hdiCPS终端是指安装有hdiCPS实时控制软件的PC终端和移动终端。所述的hdiCPS具有隐患信息的采集、监测、通信、预警、分析和远程控制功能,实现以全自动控制为目标,以隐患管理为主线,以生产管理和安全管理为保障,具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治的分布式控制网络。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及一种安全生产过程中的安全隐患排查领域,具体地说,本专利技术涉及一种隐患排查信息物理融合系统。
技术介绍
我国现有13000多处煤矿、8万多处非煤矿山,安全生产事故隐患一直存在。生产过程中存在的安全隐患虽然不是安全事故,但安全隐患是安全事故的生长和孕育阶段,它能够直接导致安全事故的发生,若是能够及时发现安全隐患的存在,并进行有效治理,就能够有效避免安全事故的发生。信息物理融合系统CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过3C (Computat 1n、Communi cat 1n、Contro I)技术的有机融合与深度协作,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计,可使系统更加可靠、高效、实时协同,具有重要而广泛的应用前景。近年来,CPS不仅已成为国内外学术界和科技界研究开发的重要方向,预计也将成为企业界优先发展的产业领域。开展CPS研究与应用对于加快我国培育推进工业化与信息化融合具有重要意义。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互,使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。信息物理融合系统(CPS)是计算过程和物理过程的融合系统,它强调信息世界与物理世界的融合,强调对交互环境的实时监测与控制,它通过与交互环境的实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠和实时的方式检测或者控制一个物理实体。通过信息物理系统的技术手段建立安全生产隐患排查的全过程动态监管支撑服务系统,提高监管的效率、及时性和权威性,采集并集成各种信息源、多媒体和多格式信息,从而生成完整、准确、及时和有效的综合信息过程,为分析、估计和校准不同形式的信息、适应海量数据处理的需要,同时利用这些信息正确反映实际情况提供了可能。根据现场采集的数据推断出现场状态、给出决策结果,并尽可能地找出事故的原因。
技术实现思路
对于煤矿和化工园区等生产场所的安全隐患,目前缺乏有效的信息监管手段,更不能从整体上和全局上,实时监控和把握隐患信息。从信息角度看,就是要有一个完善的信息支撑服务系统,系统地实时监测安全隐患、预测安全隐患、把握安全态势,对于安全隐患进行长期有效地安全预警,并不断地加以改进,逐步提高隐患发现、隐患预警、安全控制的实时性和准确性。CPS核心是3C融合,自主适应交互环境的变化,从其交互环境的角度来看,其功能的关键是感知与控制,而感知与控制对时间非常敏感,时间是CPS系统非常重要的元素。所以,采用CPS来系统地解决隐患预警的实时性和准确性是非常合适的。隐患排查信息物理系统,英文hidden danger investigat1n CPS,简写 hdiCPS, 是信息物理系统在公共安全领域的应用系统,用于安全隐患的监测和发现,是一种实时系统,包括hdiCPS安全平台、hdiCPS适配装置、hdiCPS终端、各种传感器、各种制动器,具有隐患信息的采集、监测、通信、预警、分析和远程控制功能,实现以全自动控制为目标,以隐患管理为主线,以生产管理和安全管理为保障,具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治的分布式控制网络。hdiCPS安全平台是一个后台服务系统,位于县、区、市、省等的信息中心,也可能位于企业控制中心。该平台主要用于数据融合并给出决策结果,将设备上传的信息进行识别,将事故隐患按照隐患级别进行分类,即无隐患、一般事故隐患、重大事故隐患,并更新数据信息统计,为管理部门提供事故隐患管理数据、重大事故隐患治理情况、事故隐患排查治理情况分析等,使得管理部门实时掌握隐患排查工作的最新动态。hdiCPS适配装置是实现CPS底层感知控制的设备,因为传统设备大多数不能满足CPS系统的要求,因此,这个适配装置起到一个转换的用处。hdiCPS装置要求物理构建和软件构建必须能够在不关机的状态下动态加入系统,同时保证满足系统需求和服务质量。可以动态加入传感器、制动器等物理节点,或者进行软件升级的过程中不需关掉整个系统或者停机。hdiCPS终端是指安装有hdiCPS实时控制软件的PC终端和移动终端,hdiCPS软件重点提供通信和控制的实时性,实现终端的CPS属性,即通信、控制、实时和安全。hdiCPS主要实现隐患信息的采集、存储、融合、提取、识别、评价,以列表、图形、动画形式展示分析结果,给予辅助决策,实现安全隐患的实时监测与预警。hdiCPS是在环境感知的基础上,深度融合计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统,通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环,实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理设备。hdiCPS的意义在于将物理设备联网,连接到互联网上。hdiCPS本质上是一个具有控制属性的网络,但它又有别于现有的控制系统,它把通信放在与计算和控制同等地位上,因为hdiCPS强调的分布式应用系统中,物理设备之间的协调是离不开通信的。CPS对网络内部设备的远程协调能力、自治能力、控制对象的种类和数量,特别是网络规模上远远超过现有的工控网络。hdiCPS是物理过程和计算过程的集成系统,是通过CPS系统包含的数字世界和机械设备与物理世界进行交互,这种交互的主体既包括现场传感器和后台系统,后台系统在无人操作下不断地接收数据、分析数据和发送结果,同时监测人员也可以随时随地通过终端来浏览现场信息、发送控制指令。hdiCPS适配装置和hdiCPS终端可以动态地加入hdiCPS系统,向hdiCPS安全平台发送申请加入请求,后者收到请求后对设备提交的数据格式和信息,进行校验核对,如果符合本系统要求,将为hdiCPS适配装置分配一个系统内唯一 ID,以后hdiCPS适配装置和安全平台的通信都有以此ID为标识;而hdiCPS终端申请加入时,将自身的身份信息发送给hdiCPS安全平台,平台同意后,hdiCPS终端以身份信息为通信标识。hdiCPS系统下的设备可以相互关联,如一个hdiCPS终端可以请求和某个hdiCPS适配装置进行关联,关联是通过hdiCPS安全平台实现的,当然hdiCPS安全平台可以任意指定若干个设备相互关联。相互关联的结果:hdiCPS终端可以实时获取hdiCPS适配装置的数据,查看其工作状况,甚至可以控制hdiCPS适配装置下面的生产控制设备,如安全制动器,关联需要权限,而权限是分级的。安全制动器是用于接入生产线的总控阀,起到开启和关闭整条生产线,也可以在开启的情况下,动态控制生产量,具体如原料输入的进料量、生产线的运行速度等;在本hdiCPS系统下,可根据安全隐患曲线实时控制生产总量,从而降低从隐患生成为风险的临界值和几率。安全隐患曲线由专家系统给出,一般要建立隐患数据模型,模型基于安全生产隐患数据的特点和隐患排查过程进行构建,并支持动态调整。安全隐患曲线分为无隐患阶段、一般隐患阶段、重大隐患阶段。无隐患阶段和重大隐患阶段只是开关控制,而一般隐患阶段可进行连续控制。安全隐患曲线反映了安全隐患程度和生产量之间的关系,生产量即是生产规模,生产规模的增大势必增大隐患点的数量,通过降低生产规模来消减风险发生的临界点,减少隐患点数,从而抑制或消除安全隐患的风险发生程度。h本文档来自技高网...
【技术保护点】
隐患排查信息物理系统(hidden danger investigation CPS,简写hdiCPS),是信息物理系统在公共安全领域的应用系统,用于安全隐患的监测和发现,是一种实时系统,包括hdiCPS安全平台、hdiCPS适配装置、hdiCPS终端、各种传感器、各种制动器;所述的hdiCPS安全平台是一个后台服务系统,位于县、区、市、省等的信息中心,也可能位于企业控制中心;所述的hdiCPS适配装置是实现CPS底层感知控制的设备;所述的hdiCPS终端是指安装有hdiCPS实时控制软件的PC终端和移动终端;所述的hdiCPS具有隐患信息的采集、监测、通信、预警、分析和远程控制功能,实现以全自动控制为目标,以隐患管理为主线,以生产管理和安全管理为保障,具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治的分布式控制网络。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:陈德元,高振铁,朱红,
申请(专利权)人:深圳市华威世纪科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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