本發(fā)明涉及工業(yè)生產(chǎn)調(diào)度，具體為一種化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代社會(huì)中，化學(xué)品的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，從日常生活用品到高科技產(chǎn)品，都離不開(kāi)化工產(chǎn)品的支持。然而，化工生產(chǎn)過(guò)程中的潛在危險(xiǎn)性也不容忽視；因此，化工安全生產(chǎn)成為行業(yè)內(nèi)部、政府監(jiān)管以及全社會(huì)共同關(guān)注的重要議題；化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化是為了在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，能夠迅速、有效地進(jìn)行資源配置和調(diào)度處理，最大限度地減少事故的影響；這種方法通常包括多個(gè)關(guān)鍵步驟，從異常工況的監(jiān)測(cè)到應(yīng)急預(yù)案的調(diào)用與執(zhí)行，再到優(yōu)化計(jì)算和調(diào)整，形成一個(gè)閉環(huán)的應(yīng)急管理體系；

2、應(yīng)急管理工作深入分析，發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)是通過(guò)縮減應(yīng)急處理時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)有效管控；化工安全生產(chǎn)安全事故具有不可預(yù)測(cè)性，一旦發(fā)生會(huì)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響；因此在實(shí)際工作中，必須在短時(shí)間內(nèi)采取應(yīng)急處理措施，減少安全事故造成的損失和對(duì)化工安全生產(chǎn)作業(yè)各方面產(chǎn)生的不良影響；

3、傳統(tǒng)應(yīng)急調(diào)度方法過(guò)于依靠現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)提供調(diào)度處理方案，對(duì)于不間斷安全生產(chǎn)的化工產(chǎn)品，無(wú)法做到時(shí)時(shí)刻刻，有豐富經(jīng)驗(yàn)的人看護(hù)，存在重大的潛在風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，僅僅在裝置層級(jí)提供監(jiān)控預(yù)警與調(diào)度方案，缺乏系統(tǒng)性思考，僅通過(guò)裝置參數(shù)的改變無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化方法及系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)應(yīng)急調(diào)度方法過(guò)于依靠現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)提供調(diào)度處理方案，對(duì)于不間斷安全生產(chǎn)的化工產(chǎn)品，無(wú)法做到時(shí)時(shí)刻刻，有豐富經(jīng)驗(yàn)的人看護(hù)，存在重大的潛在風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，僅僅在裝置層級(jí)提供監(jiān)控預(yù)警與調(diào)度方案，缺乏系統(tǒng)性思考，僅通過(guò)裝置參數(shù)的改變無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化方法，包括以下步驟：

3、s1、通過(guò)歷史案例，建立預(yù)設(shè)事件集，包括預(yù)設(shè)事故和預(yù)設(shè)措施，其中預(yù)設(shè)事故包括預(yù)設(shè)異常工況，對(duì)每個(gè)案例進(jìn)行分析：

4、s2、采集生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，建立應(yīng)急調(diào)度模型，設(shè)置可視化流程圖，針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)，對(duì)每臺(tái)裝置z?i的進(jìn)出口關(guān)鍵流股進(jìn)行系統(tǒng)的記錄分析；

5、s3、用合格事件集對(duì)應(yīng)急調(diào)度模型進(jìn)行校準(zhǔn)優(yōu)化，生成應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化模型，并對(duì)不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)極度不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，重新生成預(yù)設(shè)措施。

6、進(jìn)一步的，所述分析歷史案例中的異常工況，包括以下步驟：

7、對(duì)每個(gè)歷史案例的事故類(lèi)別、處理措施、處理時(shí)間、預(yù)備物資消耗和事故損失，根據(jù)事故類(lèi)別，分析案例的處理時(shí)間與事故損失值之間聯(lián)系，分析步驟為；

8、

9、其中，c為處理系數(shù)，為常數(shù)，l為預(yù)備物資消耗，t為處理時(shí)間，s為事故類(lèi)別危險(xiǎn)系數(shù)，a為事故損失；基于處理系數(shù)c，劃分歷史案例為合格事件集、不合格事件集和極度不合格事件集。

10、進(jìn)一步的，所述基于處理系數(shù)c，劃分歷史案例為合格事件集、不合格事件集和極度不合格事件集，包括以下步驟：

11、定義合格事件集處理系數(shù)c1，不合格事件集的處理系數(shù)c2，并將合格事件集中的預(yù)設(shè)措施標(biāo)記為該事件推薦措施，不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施記作該事件的待優(yōu)化措施，極度不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施記作該事件的待更換措施；

12、按照處理系數(shù)c1和處理系數(shù)c2將預(yù)設(shè)事件集分成合格、不合格和極度不合格三個(gè)事件集；

13、其中，劃分步驟為：統(tǒng)計(jì)每個(gè)歷史案例的處理系數(shù)，將處理系數(shù)大于處理系數(shù)c1的歷史案例歸類(lèi)于合格事件集；

14、將處理系數(shù)小于等于處理系數(shù)c1且大于處理系數(shù)c2的歷史案例歸類(lèi)于不合格事件集；

15、將處理系數(shù)小于等于處理系數(shù)c2的歷史案例歸類(lèi)于極度不合格事件集。

16、進(jìn)一步的，所述生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，包括以下步驟：

17、所述生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集步驟為：按照生產(chǎn)次序，通過(guò)給每個(gè)裝置編號(hào)，記作z?i，并在生產(chǎn)線(xiàn)上的每一個(gè)裝置上設(shè)置有傳感器組，對(duì)每個(gè)裝置z?i內(nèi)物料的流入流出，反應(yīng)室內(nèi)狀態(tài)的實(shí)時(shí)采集，其中，i為每臺(tái)裝置的序號(hào)；

18、所述傳感器組包括溫度傳感器、濕度傳感器，二氧化碳傳感器和壓力傳感器，并依次編號(hào)，記作j。

19、進(jìn)一步的，所述建立應(yīng)急調(diào)度模型，包括以下步驟：

20、通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法，調(diào)用生產(chǎn)線(xiàn)正常運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，針對(duì)分析整條生產(chǎn)線(xiàn)每個(gè)裝置z?i的輸入與輸出以及關(guān)鍵指標(biāo)的波動(dòng)；

21、對(duì)每個(gè)裝置關(guān)鍵流股進(jìn)行范圍標(biāo)記，其中入口關(guān)鍵流股記作lk，出口關(guān)鍵流股記作l?k，k為流股序數(shù)；對(duì)溫度，記作t；濕度，記作s；二氧化碳濃度，記作c；壓力值，記作y；分別設(shè)置波動(dòng)區(qū)間，設(shè)置方式為，提取深度學(xué)習(xí)算法計(jì)算的個(gè)指標(biāo)范圍；記錄每臺(tái)裝置z?i的各個(gè)指標(biāo)，形成每臺(tái)裝置z?i獨(dú)有的范圍區(qū)間集。

22、進(jìn)一步的，所述繪制可視化流程圖，包括以下步驟：

23、定義可視化流程圖當(dāng)中三種告警狀態(tài)，正常運(yùn)行告警，異常告警和重度異常告警；

24、其中正常運(yùn)行告警，表示裝置zi內(nèi)的出入關(guān)鍵流股，溫度、濕度、二氧化碳濃度和壓力值均在該裝置zi的范圍區(qū)間集內(nèi)，任意指標(biāo)不存在連續(xù)t1時(shí)間段，超出預(yù)設(shè)范圍區(qū)間；表明化工安全生產(chǎn)中，每臺(tái)裝置的生產(chǎn)狀態(tài)

25、異常告警，表示裝置zi內(nèi)的出入關(guān)鍵流股，濕度和二氧化碳濃度，至少一個(gè)指標(biāo)在該裝置zi的范圍區(qū)間集之外，且連續(xù)時(shí)間大于時(shí)間段t1；

26、重度異常告警，表示裝置zi內(nèi)的溫度和壓力值，至少一個(gè)在該裝置zi的范圍區(qū)間集外，且持續(xù)時(shí)間大于t2；

27、三種告警模式優(yōu)先級(jí)如下：重度異常告警大于異常告警和正常運(yùn)行告警，異常告警大于正常運(yùn)行告警；

28、根據(jù)裝置zi編號(hào)，將每臺(tái)裝置zi與該裝置zi在化工安全生產(chǎn)線(xiàn)前后的裝置zi-1和裝置zi+1分別由箭頭連接，箭頭的方向?yàn)榱鞴闪鲃?dòng)的方向；每個(gè)裝置zi旁設(shè)置有三個(gè)告警燈，其中綠色告警燈代表正常運(yùn)行告警，黃色告警燈代表異常告警，紅色告警燈代表重度異常告警。

29、進(jìn)一步的，所述用合格事件集對(duì)應(yīng)急調(diào)度模型進(jìn)行校準(zhǔn)優(yōu)化，生成應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化模型，包括以下步驟：

30、以每個(gè)裝置zi為單位，在合格事件集中選擇同為該裝置zi發(fā)生的案例，生成案例庫(kù)；選取案例庫(kù)中距離時(shí)間最近的m個(gè)單個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，如溫度，計(jì)算m個(gè)溫度的均值和方差tσ；以均值為中點(diǎn)，方差tσ為半徑，生成溫度優(yōu)化區(qū)間將溫度優(yōu)化區(qū)間取代溫度波動(dòng)區(qū)間；

31、同理，對(duì)案例庫(kù)當(dāng)中的濕度s，二氧化碳濃度c，入口關(guān)鍵流股lk，出口關(guān)鍵流股lk和壓力值y，分別求出各自?xún)?yōu)化區(qū)間；其中，m由工作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)置。

32、進(jìn)一步的，所述對(duì)不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)極度不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，重新生成預(yù)設(shè)措施，包括以下步驟：

33、定義w為裝置內(nèi)部動(dòng)態(tài)平衡系數(shù)，取值區(qū)間為【w1，w2】，表示裝置內(nèi)部各指標(biāo)均在優(yōu)化區(qū)間內(nèi)時(shí)，w取值的波動(dòng)范圍，分析動(dòng)態(tài)平衡公式：

34、w＝α0+α1*t+α2*s+α3*c+α4*lk+α5*y+α6*t*s+α7*t*c+α8*s*c+α9*lk*y+∈；

35、其中，w1，w2分別為動(dòng)態(tài)平衡系數(shù)取值區(qū)間上限和下限，α0、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9為模型參數(shù)，∈為誤差項(xiàng)，均為由工作人員針對(duì)每個(gè)裝置z?i，通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法計(jì)算得來(lái)；

36、針對(duì)待優(yōu)化措施和待更換措施，通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡公式，約束裝置z?i內(nèi)的指標(biāo)權(quán)重，如溫度t?i；濕度s?i；二氧化碳濃度ci；壓力值y?i以及入口關(guān)鍵流股記作lki和出口關(guān)鍵流股記作l?ki，約束步驟為；

37、定義平穩(wěn)事故和突變事故，平穩(wěn)事故為，事故中的異常指標(biāo)改變速率大于正常速率v1p，小于等于下限速率v2p,；突變事故為，事故中的異常指標(biāo)改變速率大于速率v3p；其中，p為指標(biāo)種類(lèi)，v1?p，v2p，v3p的值均為由工作人員針對(duì)每個(gè)裝置z?i，通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法計(jì)算得來(lái)；

38、針對(duì)平穩(wěn)事故，啟動(dòng)異常告警，對(duì)異常指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡分析，通過(guò)調(diào)整其他存在調(diào)控空間的指標(biāo)，促使裝置z?i動(dòng)態(tài)平衡系數(shù)回歸動(dòng)態(tài)平衡取值區(qū)間；

39、針對(duì)突變事故，啟動(dòng)重度異常告警，截?cái)嘣撗b置z?i入口流股，自動(dòng)關(guān)閉上游流股的生產(chǎn)裝置；

40、針對(duì)未出現(xiàn)過(guò)事故的裝置z?i，由應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化模型，根據(jù)化工生產(chǎn)數(shù)據(jù)和裝置zi內(nèi)部動(dòng)態(tài)平衡公式，計(jì)算該裝置z?i各項(xiàng)指標(biāo)的優(yōu)化區(qū)間；

41、并根據(jù)每個(gè)裝置z?i，生成預(yù)設(shè)措施庫(kù)，包括推薦措施，和應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化模型針對(duì)待優(yōu)化措施及待更換措施的給出的建議措施。

42、一種安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體采用化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度。

43、有益效果

44、本發(fā)明提供了一種化工安全生產(chǎn)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化方法及系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

45、本發(fā)明通過(guò)歷史案例，建立預(yù)設(shè)事件集，包括預(yù)設(shè)事故和預(yù)設(shè)措施，其中預(yù)設(shè)事故包括預(yù)設(shè)異常工況，對(duì)每個(gè)案例進(jìn)行分析，對(duì)歷史案例進(jìn)行分類(lèi)，選取事故應(yīng)對(duì)效果最好的一批案例做標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，分析案例之間，事故類(lèi)別、處理措施、處理時(shí)間、預(yù)備物資消耗和事故損失等指標(biāo)之間的聯(lián)系，計(jì)算處理系數(shù)，并對(duì)所有歷史案例進(jìn)行基于處理系數(shù)的分類(lèi)；在實(shí)際案例當(dāng)中，找到化工生產(chǎn)的安全范圍，可以更合理地配置生產(chǎn)資源，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)的連續(xù)性，也避免了理論分析與實(shí)際情況的巨大差別；

46、采集生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，建立應(yīng)急調(diào)度模型，設(shè)置可視化流程圖，針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)，對(duì)每臺(tái)裝置z?i的進(jìn)出口關(guān)鍵流股進(jìn)行系統(tǒng)的記錄分析；根據(jù)每個(gè)裝置的使用近況，改變各個(gè)指標(biāo)的波動(dòng)區(qū)間，合理調(diào)整波動(dòng)區(qū)間能夠更精準(zhǔn)地識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，從而采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施；對(duì)生產(chǎn)變化更加敏感，能夠迅速做出反應(yīng)，減少不利生產(chǎn)變更對(duì)裝置的影響，且可以設(shè)置合理的損失限度，防止大幅虧損；通過(guò)預(yù)先設(shè)置參數(shù)和具體到每個(gè)裝置的指標(biāo)動(dòng)態(tài)分析，解決了異常工況發(fā)生時(shí)對(duì)工人經(jīng)驗(yàn)的過(guò)度倚重，或未記載的異常工況對(duì)無(wú)例可循的窘境；

47、本發(fā)明用合格事件集對(duì)應(yīng)急調(diào)度模型進(jìn)行校準(zhǔn)優(yōu)化，生成應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化模型，并對(duì)不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)極度不合格事件集中的預(yù)設(shè)措施進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，重新生成預(yù)設(shè)措施；

48、通過(guò)不斷更新，由具體案例優(yōu)化過(guò)的應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化模型，重新分析待優(yōu)化措施和待更換措施，給出更優(yōu)解，適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)過(guò)程和新興的安全風(fēng)險(xiǎn)；這包括對(duì)新識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素的快速響應(yīng)能力，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析，提高模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。