蒋慧灵：金属冶炼行业火灾监测预警与智慧应急丨CFIC2023

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      10月9日，由慧聪消防网、慧聪应急产业网主办的中国消防安全产业大会在北京盛大召开。

北京科技大学教授蒋慧灵在本次大会上发表主题报告《金属冶炼行业火灾监测预警与智慧应急》。

蒋慧灵教授表示，工业领域相较于其他其他应用场景，它所处的环境更为复杂，起火后更容易引发大型火灾事故，所以有效降低误报率，及时准确地探测危险因素是工业领域一直以来需要思考的问题。

以下为演讲实录

各位领导、各位专家、各位朋友大家上午好，今天非常荣幸有这么一个机会跟大家一起分享我在金属冶炼行业里面的对于安全的一些认知，我原来是在武警学院消防工程系，在陈南老师的手下任职，现在到北京科技大学的二级单位金属冶炼重大事故防控技术支撑基地进行工作。

金属冶炼行业的火灾风险其实是巨大的，在这里面我们响应国家的号召，就是需要预防为主、防消结合，如何做好关口前移，如何做好本质安全是金属冶炼行业要思考的重要的问题。针对于这个情况，我们梳理了一下金属冶炼行业有可能存在的一些风险，先看一下近几年发生的一些事故。

金属冶炼行业的火灾风险

从2017年，近几年的事故发生情况来看，有铁水泄漏、有燃气爆炸、有氮气泄露、有焦炭输送带的火灾、还有煤气管网的火灾，以及其他的火灾等等，就在今年辽宁营口钢铁高炉起火造成多名人员伤亡，所以根据这样一个事故的案例，我们不难发现，金属冶炼行业里面存在的比较大的事故风险有火灾风险，这样的火灾风险主要是有运输物料的火灾风险，包括煤、焦炭等等可燃物，还有白石灰、白灰等高温的材料引起火灾。

第二个是设备故障本身引起的火灾，设备故障本身就包括摩擦升温、传送带故障、冷却过程当中的失效，还有通廊除尘系统的失效和电气线路的火灾。

另外在金属冶炼行业存在各式各样的建筑，那就有建筑构造引起的火灾，建筑里面会存在保温材料，保温材料有可能是可燃物会引起火灾；还有耐火极限，它的温度特别特别高的情况下，可以使钢结构发生承载能力的破坏；以及的通廊围栏的高度达到了上百米，所以很难在灭火的过程当中有效的根据现有的消防设施发挥作用，这是我们现在看到的火灾风险。

还有金属冶炼行业有大量的煤气和有毒有害的气体，所以管网泄漏是一个非常大的问题。它们几千米的管廊管网是有可能形成气体泄漏的，目前对于他们来说架空的煤气的管廊的可燃气体的探测到目前为止是一个难点问题，那么由此引起的火灾也是我们需要考虑的一个重点问题。当然在金属冶炼行业也存在着大量的用电设备，电气火灾风险依然是我们需要关注的对象。

金属冶炼重大事故防控技术支撑基地介绍

根据金属冶炼行业的事故风险，要响应国家的号召，要有一个大安全、大应急的这样一个理念，要逐步建成现代化的系统的安全生产管理体系，所以基于这样子的一个现状，在2017年的时候国家安检总局、国家发改委签发了《安检总规划》这个70号文件明确把金属冶炼重大事故防控技术支撑基地列为重点的方向，然后国家给予我们北京科技大学4点多个亿的投资，专门去建金属冶炼重大事故防控技术支撑基地，我在这个基地里面负责其中的一个平台，我们分为四个平台，包括金属冶炼工艺的模拟，也就是冶炼工艺的安全、高温熔融金属储运容器安全性测试、有煤气泄漏检测设备风险评估、有毒有害气体管网安全事故分析鉴定，所以在这里面就涉及到本质安全、包括设备材料。

在这里面四个平台是这样来进行规划：

在这里面就包含着材料安全，工艺安全、容器的安全等等这些。其中三和四有相通的地方，其中在平台四也是我目前所负责的一个平台，主要负责有毒有害气体的安全监测，其实也包括煤气，包含管网安全事故的应急指导、应急处置，包含着所有金属冶炼行业里面通用的事故调查，所以我们将会有大量的实验设备来支撑事故原因的鉴定这样一个工作。这是我们现在金属冶炼基地规划的四个平台，基本上是一个平台差不多是一个亿这样子的总投入。

平台四：有毒有害气体管网安全事故分析鉴定实验室

在平台四里面也就是我负责的平台里面，主要是要建设有毒有害气体管网的事故原因鉴定，包括安全支撑这样的一个平台，主要是要响应事故监测预警和双重预防的机制来提高事故的分析决策的能力和应急管理的能力。在这里面我们看到其实在金属冶炼行业的全流程当中都会涉及到煤气有毒有害气体。

在这里面我们要对它进行安全监测、应急指挥、要对它进行调查，所以实际上我们平台四是对于整个的事故原因调查，事后追溯、兜底的平台。

金属冶炼行业火灾监测预警技术

介绍完金属冶炼行业的现状之后，我简单介绍一下在金属冶炼行业有可能涉及到的火灾探测技术。

目前按照火灾探测报警技术来讲的话，按原理分那我刚才提到煤气、各种各样的有毒有害气体，那就有各式各样的气体探测器，肯定还有各式各样的冷轧车间、还有冷轧工艺，会涉及到感烟的火灾探测，还有煤廊肯定要涉及到感烟探测。还有感温探测，传送带上可能有摩擦，需要有感温探测。当然了还会有火焰光探测器，火焰探测器等等，当然先进的技术还会有超声波、声音各种复合探测器。

目前这些探测器看似很成熟，但是放在金属冶炼行业一些局部特殊的部位，误报依然很严重，今天来听讲座的也是各位专家，各位同行，也恳请各位专家多多关注行业里面火灾探测的误报问题，特别是煤廊，煤廊里面有大量的灰尘、有大量的煤粉，对于火焰探测报警、对于感烟探测都造成了非常大的误报的现象。

从场景来说其实既有建筑的场景，又有工业工况的场景，既有高温的熔融的金属，所以在这个过程当中按场景来分其实也会存在火焰光探测、可燃气体探测，也有电气火灾，因为用电量非常大，如何在节能减排的今天，提出绿色环保的今天，降低电气风险来达到电气节能的这样一个目标。

这需要我们各个行业、各个部门来积极响应安全，做好前移的一个重要的保障，所以需要根据不同的场景去做火灾探测技术。

基于物联网的火灾分级预警

在这里面除了刚才所说要针对于不同的场景有根据的、有目的地做好的火灾监测预警之外，在物联网成熟的今天，如何关注工业场景当中的智慧消防，其实也是我们需要探讨的一个问题。

传统的智慧消防如左图所示，大家都很清楚需要把火灾报警系统里面的数据、消防设施、视频监控等接出去，但是对于金属冶炼行业来说摄像头好多，它能不能为消防所用，还有在这个过程当中会涉及到各式各样的参数，跟建筑消防是不一样的，泡沫灭火系统如何监测，还会有一些其他的我们没有办法很好的进行监测的场景，怎么利用物联达到一个好的状况。

在这个情况下我们还需要关注更多的点火源，除了电气点火源之外我们还要关注动火作业，比如说4月26号的一个煤气中毒事件，其实就是在动火作业过程当中工人不规范佩戴空呼、没有携带便携式的可燃气体探测器导致的，所以在这里面我们可能根据工业场景除了做好建筑物里面的这些物联之外，还要把工业场景当中涉及到的应急场地、应急物资、包括应急处置的物料、消防队站、管理人员应急处置流程全部都应该放在一张图上进行透明的可视化的显示。

最关键的是由于工业场景复杂，降误报率是一个永恒的主题，所以如何通过智能算法把环境干扰当中的误报降低这是需要硬件做的工作，在平台端如何根据大量的火灾探测器，接入了一个信号，把它经过误报处理之后，来推送给相关的管理人员，这个也是我们现在各个单位需要注意的问题。

所以层级通知相关的人员，如果说数据不准确的推送，那这个平台建了也是白建，只有干净、可靠的数据，来做到分级推送这个平台才是一个有效的平台，也是恳请各位做物联网平台的企业能够关注数据本身的安全、数据本身的可靠和数据本身的有用，所以这是需要我们关注的第一个点物联网情况。

第二个就是巡检。

我列的这些巡检在工厂企业里面我们也去看到有很多用二维码的、有用NFC的，二维码的我也去看过，很多在消控室是直接扫了，根本就不到现场去；用NFC标签的话可以避免这个问题，当然在NFC标签里面一定要做好工单的管理，企业里面的工单跟建筑物的工单肯定是不一样，企业里面检查的点跟一个楼里的检查点也是不一样，如何做好工业场景当中的任务，如何做好工业场景当中众多的分班组、分车间主任、分管理人员的管理，然后做好巡检路线的规划，也是我们需要思考的，因为这些年来大家过多的关注了建筑物里面的智慧消防，而对于工厂企业里面的智慧消防的巡检工作有一些忽略，其实这才是一个大的市场。

还有涉及到一个问题就是视频报警视频联动。

在一个工业场景里面摄像头是特别特别多的，它需要解决的问题也是特别特别多，它不仅仅像楼宇里面提到消防通道的堵塞、消控室值班或者是火焰的识别这些问题，它还会涉及到一些车辆的误入、安全帽的脱戴等等其他的问题，所以如何把这些问题一并的解决来减少企业的总投入，摄像头那么多我们能不能利旧、能不能用现有的摄像头结合着算法来解决报警的准确度，这个其实也是我们关心的一个重点问题，已经有大量的摄像头存在了，不能因为它要想多一个功能就给它改摄像头，所以这个需要大家注意。

另外还有，在消防控制室一个工厂、一个园区可能上千上万个摄像头，在发生火灾报警的时候如何关联上临近的摄像头，把它进行调用，来相互支撑，这也是需要我们考虑的点，尤其是大型的企业，在北京其实大家也都清楚，北京消防出了很多的地方标准。它就提到了消防控制室和安防控制室两室合一，就想让摄像头发挥作用，这只是物理意义上的合一，是否能做到信息上的合一呢？这时候我们能进行快速的联动是不是就更好了？这是我们需要认真做行业分析的，看看这些报警点的逻辑关系，看看它的位置关系来响应视频联动。

前面的数据可靠了，我们后面就是可以做好它的分级预警了，按层级去进行推送，按事故风险进行风险分级。

金属冶炼行业智慧应急

最后给大家看一下智慧应急。

智慧应急说实话要怎么做好企业端的智慧应急而不是消防队层面的智慧应急，其实就要解决企业端的关口前移的问题，就是把他自己的自防自救的能力提升。所以在这里面我们其实把它的综合安全信息、生产报警信息、智慧消防的数据信息以及安防消控一体化的信息，再加上他自己的应急处置行动小组所有的灭火救援的信息，给它融合在一张大的平台上来实现数据打通，当然这里面存在很大的难点，生产安全的报警数据。

其实企业里面有DIS系统，这个数据一般来说对消防是保密的，对于外部的数据来说是不可接入的，尤其是金属冶炼行业有的涉及到国家秘密，所以这个数据是很难原封不动照抄出来，但是有一点它的报警数据我们是否可以接入？比如说燃气、煤气、可燃气体的是否可以接入？它的温度异常、压力失控的是否可以接出？所以这一些其实是需要我们去思考打通的，这样让企业真正具有一体化的安防控制能力。

这是我们做的全流程图：

这个全流程图基于风险辨识，在风险可视化、风险监测预警的基础上把相关的信息做好到应急指挥中心、做好应急预案，应急预案企业端都是PDF格式的，都是纸质版非常不可靠，如何按照事故的类型、级别、不同的层级、处置的程序进行字段化自动匹配是我们需要考虑的重点问题，然后实现多方协同实现应急救援。

我们通过风险一张图把各种资源、各种应急资源、危险的信息，包括各种各样子的情况以三维的系统进行可视化的显示，并且在这个图上做好风险评估.

给大家看到的这一套系统实际上我们团队已经开发出来了。

在这里面更加需要突出的是，我们在做应急救援的时候一定需要知道气体泄漏的态势，所以在这个过程我们可以结合模拟软件，然后把它的模拟结果以三维或者二维的方式集成在GIS图上进行动态的演示，用于支持应急救援，或者用于提前的风险分级管控。

在这个前面做好的基础上我们一步一步做好后面事故的广播，通知相关的责任人对应急物资实现沙场秋点兵，可以随时制作行军作战的路线图来实现应急救援、实现应急物资智能的匹配，在这个过程当中把数字化的结构化的预案进行一个处理、按字段实现自动的匹配，这个可以大大的提升企业处置应急事件的能力。

最后实现多方的协同会商，实现DIS系统、危险源系统、应急防护目标、救援信息、救援物资、消防设备与其他资源的大力协同。这个是我们现在正在做的，我也会在金属冶炼行业里面去做这么一套系统接入所有危险源的信息，对金属冶炼行业做出应急的这样一个辅助决策支持，这是我们共同的目标，谢谢大家。