企业生产在线监测平台技术方案
一、项目背景
国家安全生产监督管理总局16号令《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》。明确要求各类生产经营单位必须建立安全事故隐患排查治理制度，并将隐患排查结果上报安监管理部门。
基于上述政策背景，共同研发能够满足国家安全生产相关政策要求又能够切实支撑企业实际生产的相关服务平台产品和终端应用，同时通过中国电信QChat系统平台，为解决各地安监局和众多企业的投资压力，本项目采用基于云平台的终端应用服务提供模式。
◆不需要采购平台设备和软件系统，只需企业通过与当地合作运营商
签署服务合约，每月通过电信收费渠道缴纳一定的通信和业务功能费用就能够使用到云平台提供的安全生产在线监测服务并按照安监总局的要求便捷完成隐患自查上报的工作。
◆由于每个行业的生产模式都不一样，生产在线监测系统的原理及软
硬件也不一样，所有通过行业传感器数据采集、数据解析、转换数据保存。
经过设备仪器、自动分析与检测，检测后的数据信息通过RS232/RS485现场总线进入数据采集器。除仪器、仪表外的其它数据信息和控制信息，通过远程数据传输设备DTU无线数传方式连接，通过子站的计算机进行现场监测；
围绕数据采集器将监测现场的监测仪器、仪表、计算机联结成完整的子站监控系统。
二、产品构成
在线监测系统包括监测子站采集系统，数据传输系统、在线监测网络三部分。监测子站包括水样采集、分析仪表、GPRS通信、计算机监控等，作为企业标准版的有力补充、企业自查的高效工具。
2.1产品模块
2.1.1数据中心服务器
图-数据中心服务器结构2.1.2监控中心服务子系统
图-监控中心服务子系统2.1.3信息管理子系统
系统管理子系统
用
户
管
理
权
限
分
配
管
理
数
据
管
理
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据
历
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打
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基础
资料
管理
基
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料
输
入
登
记
基
础
资
料
删
除
修
改
监
控
管
理
图-信息管理子系统
2.2产品特点
企业生产数据采集在线监测系统不但对涉及安全生产的危险源数据实时采集实时分析实时报警，同时也对企业的日常生产提供一线数据实时分析实时支撑。
2.3服务模式
◆采用云架构SAAS（软件即服务）模式:降低成本、信息交互全面高效、数
据更新及时。
◆企业不用购买设备，通过与电信签约服务，即可通过合约手机终端上的客
户端享用到全套服务，实时获取企业生产的在线监控数据并通过客户端完成隐患自查自检报告在线提交，实时获取管理部门下达的各类通知信息和检查数据。
◆对于无线数据采集监控终端，企业可以通过租赁或购买方式获得以部署在
相应危险源处采集现场数据。
◆主管部门可以随时与云平台数据同步，第一时间获得被管理企业的隐患自
查自检上报信息（包括各类危险源的实时采集数据）。
三、系统介绍
3.1系统介绍
企业配备一套软硬终端结合的“企业生产数据采集在线监测系统”，企业既可以购买系统也可以采取租用模式使用到系统服务。
新增企业安全生产在线监测客户端软件，并为企业客户提供安装在企业生产环境的专用防爆型安全生产无线数据采集监控硬件设备。
3.2数据传输架构
图-数据传输架构
?数据监控内容即设备监测对象
数据源采集器：烟尘（烟尘、SO2、NO2）、污水（COD、流量、TOC、总磷、氨氮）、数据源噪声；环境质量在线监测：空气质量、地表水、环境噪声；治污设备运行状态监测：现场仪表运行状态、治污设备启停状态。
?数据源监控中心即软件平台
监控中心：将监控设备、报警设备以及数据存储发布设备整合在本项目汇总采用标准的B/S 系统架构，同时采用通用的软、硬件产品，并规范数据存储格式，使系统具有兼容性强、规模易扩展的特性。
?基本功能如下：
●监控功能：在监控中心可以通过网络实时监测各站点的实时数据；
●报警功能：任何现场的异常报警信号能在监控中心集中进行声光、画面报警；
●数据储存功能：按规定的数据库格式保存现场原始数据、报警数据和操作记
录的数据；
数据发布功能：中心数据库数据能实现数据共享，对其它系统具有开放性。
企业生产在线监测系统功能架构
3.3平台架构图
图-平台架构
●数据采集
数据采集,即通过温度，压力等传感器设备，采集数据，得到的数据是GPRS 数据传输的来源。这里的数据可以是电压、温度以及压力等等。
●GPRS数据传输
GPRS数据传输部分利用GPRS模块将数据通过Internet传送到服务器，以实现数据的远程监控。GPRS数据通过Internet传送数据时使用的是TCP/IP协议。
●服务器对GPRS数据接收
●数据采集传输平台
提供了丰富的数据采集、分析和存储库函数以及包括RS-232/485在内的各种仪器通信总线标准的功能函数。利用这些功能函数，一个熟练的工程师可能需要几个小时就能搭建一个数据采集系统。因此，采用数据库平台比采用传统的文本登记检查更具有优势。
●手机客户端APP实时查询
手机客户端是是移动互联网最便捷的入口，手机上运行的客户端是企业智能化远程监测优势。为企业提供定制手机客户端的，通过为企业提供定制手机客户端，而使企业可以无需依赖手机媒体、手机应用即可自己实现便捷、有效的移动实时监测。
●企业生产在线监测系统已具有功能：
1.数据采集终端
数据采集终端主要是一个内置带TCP/IP协议的单片机系统。单片机系统对用户传感器出来的信号进行采集与处理，通过GPRS网络与数据处理中心进行数据通信。单片机系统和用户之间是通过RS一232接口与用户设备进行参数设置和数据读取。
2.GPRS无线传输
采用带TCP/IP协议处理功能的GPRS无线传输，既支持短消息收发模式，又支持GPRS无线数据传输模式，是系统的主要通信模块。
3.监控中心(或数据处理中心)
通过网络接口与数据采集终端进行GPRS数据传输，同时监控中心端装有短消息模块，可以与数据采集终端通过短消息传输数据。
4.GPRS无线移动网络信道
GPRS通信网络是监控中心与数据采集终端之间数据传输的桥梁，监控中心必须借助GPRs无线Mode。拨号联入GPRS网络，可与数据采集终端进行远程通信。
四、软件功能
4.1功能介绍
◆企业生产数据采集在线监测系统是一套完全为企业自身服务的独立系统，
能够对企业生产环境中的现场生产数据实时采集在线监测监控以为企业
的自身生产服务，
◆采用基于云计算的平台技术，多家企业共用同一数据中心平台，节省企业
资金费用；数据存储安全可靠，本企业数据只对该企业用户可见，其他企业及部门都无法查阅。
◆同时支持与安监隐患自查云平台的数据对接，能够根据企业的自身要求、
经企业用户确认后，有选择地将需要自查上报的相关数据传递给隐患自查云平台供上报主管单位使用，避免了人工检查和录入的繁琐，提升了工作
效率，保障了设备的正常运行。
4.2功能模块
◆危险源管理子系统：危险源数据导入、编辑、查询；数据库管理与图形
库管理相结合，提供安全情况综合分析。
◆监测资料分析子系统:包括监测点信息输入、监测点信息查询、等值线分
析、监测点实时数据更新等模块，该模块实现了主要的危险源监测点的
实时数据采集。
◆总量控制子系统:用于接收危险源管理模块和监测点分析模块的分析结
果，以向监督管理模块提供总量控制分析及评估结果。
◆数据在线监测子系统：用于网络实时监测监测点数据源数据发布，绘制
线性图表，实时报警通知，数据查询，数据趋势分析，图表分析。
4.3企业生产数据在线监测平台
企业生产数据在线监测系统是用于企业生产设备压力，温度，管道流量、工业废水等网络化实时监测系统，系统可连续或间歇地对监测现场的数据实现多种参数在线测定；通过建立完善的监测网络，可对影响企业安全生产的数据参数、设备监测、水系，压力，温度，湿度等参数进行自动巡测，为企业生产环境监控提供完整的科学数据，快速准确地掌握，及时了解企业生产系统中各流程点的状况，有效地保证企业持续有效安全效率的正常运行，可满足企业生产高效、低耗、现场无人值守等要求。
4.4整体设计原则
针对目前国内外数据采集系统的水平，我们对企业管理系统提出如下的设计原则：
◆采用先进、成熟、实用的技术
目前数据采集系统技术的发展已经比较成熟，我们现在规划的是面临21 世纪的系统，要经得起时代的考验。因此，在技术上要追求先进，在使用上要求简便实用，而且，在技术上要讲究成熟、可靠，不带有任何试验性质的应用。
◆系统应具有集中统一的管理能力，为系统管理大大提供方便。
根据实际的管理体制，公共安全管理是集中统一的，因此，我们的系统具有多级集中统一的管理中心，并实施科学合理的管理，使监测技术发挥最高的效用。
◆系统应具有开放性、可扩性、兼容性和灵活性
以安全为核心，系统具有开放性，能有机地与其它系统连接，融合成一个整体。系统范围大小差异很大，要求系统能适合多种规模，要有较强的可扩性；能随时适应对系统的扩容要求。系统具有很强的兼容性和灵活性，能适应产品的升级换代，是系统设计的一个重要思想。
◆系统的设计和产品的选择应标准化、规范化
系统的设计和产品的选择标准化，规范化是必须的。
◆系统必须具有安全性、可靠性、容错性
系统设备的安全性可靠性是个非常重要的指标。为避免操作人员误操作等，致使系统工作不正常，要求系统具有较强的容错性和自检功能。
◆合理的性能价格比
在系统设计时，从实际出发，在有限的价格下，追求最高的性能。
4.5平台功能模块
◆设备状态：查看和定时更新传感器数据；
◆新增设备：添加新的设备；
◆查询设备：对设备的查询，修改和删除；
◆新增群组：添加设备所属的组；
◆群组显示：查询所有的设备群组，并可对其修改和删除；
◆新增用户：新增企业用户；
◆查询用户：企业用户的查询，修改以及删除操作；
◆报表分析：对传感器历史数据分析，并可导成EXCLE形式；
◆图形显示：定时绘画传感器的当前数据的曲线图，并可导成pdf等格式；
◆首页编辑：对企业用户的首页进行文字描述编辑；
◆报警功能：对终端的各种异常以及数据越限报警，提供声音、图形等方式的
提示，可以查看有关事故、各种报警等信息。
◆系统管理：设置各种组状态参数，以便系统灵活地适应各种情况。主要功能
如下：
用户管理：主要用于增加、删除、修改用户基本信息。设置的信息将作为用户进入系统的依据。
终端配置：选择要配制的终端并且进行配置,该配置终端的信息主要来源于监测点配置功能模块中对各种数据项的超标上下限。
◆监控点配置：包括数据表生成、数据表检查、配置环境检查。
数据表生成：生成相关的各种数据类型的数据表（这些数据表将用于存储对应数据项的数据，比如存储管网测压点的压力数据、流量数据）。
配置环境检查：检查的内容包括对各个监测点的数据配置情况进行检查，对系统参数设置的检查等。
配置参数管理：包括数据管理、系统参数设置。
数据管理：主要用于修改、增加、删除、刷新数据表的相关信息，为以后的操作提供依据，数据字典管理主要分为监测数据类型、隶属属性等。
管理系统软件结构
如下图所示，企业能源管理由以下几个功能软件组成。各个软件之间相互独立，通过数据库将各个软件系统紧密结合在一起。同时，不会因为某一个软件的
故障，而影响其它软件的正常运行。
图-系统工作流程
◆WEB浏览及录入系统软件
◆无线数据接收软件
◆DTU采集软件
◆数据远程传输解析上传中间件
◆数据在线监测管理客户端软件
◆数据监测接口网关
4.6界面演示
图--传感器当前数据
传感器设备采集设备数据，经过数据解析转成通用数据，上传平台数据库，调用，显示当前对应设备的生产数据。到达设备设置数据上限或者临界点，会实时报警，将对应设备相关人员手机号码，发送报警信息。
新增加传感器数据采集设备，可以传感器设置的属性，所属地点，所属部门，对设备后期的发布数据监测提供数据整合。
图--传感器删除以及修改界面
设备维护中心，修改设备名称，设备描述，所属地址经纬度，相关备注信息，所属群组。
传感器所属群组操作
群组维护中心，群组名称，群组描述，备注信息。
图--用户维护中心操作界面
图—传感器数据报警
图-系统信息提醒
图--传感器状态分析图
五、企业运营及合作模式
5.1企业运营
◆电信联合中国安全生产科学院及南京思柏瑞提供技术平台和终端软件及
企业生产在线监测监控设备。
◆电信委托南京思柏瑞合作成立本地化运营公司，并签署合作协议。
◆由电信提供收费渠道向企业收取服务费用，可以采取预付若干年通信及业
务使用费换取运营商定制智能终端的模式。
◆安监局发文并召开有关企业的安全生产工作会议，促使企业订购服务。
◆当地运营公司与电信共同发展客户，双方参与相关业务的收入分成，包括
但不限于：业务功能费，通信费，流量费等等。
5.2使用模式
A.安全员通过企业隐患自查终端和企业生产数据采集在线监测系统进行日常隐患排查，经安全负责人确认处理后汇总至政府监管部门，政府监管部门对排查及处理情况进行重点核查，对违法违规情况进行现场执法，进一步促进企业落实隐患排查制度，实现业务闭环。
B.为保证系统的长久生命力，采用地方政府负担一些、企业负担一些、中国安科院/南京思柏瑞及电信共同承担一些的方式，解决系统长期运行所需要的费用。其中：
◆云服务中心的建设费用由电信承担；
◆政府执法终端的使用费用由政府承担，以政府采购的方式支付；
◆企业隐患自查终端硬件由企业与电信签署终端套餐服务合约获得，软件及
知识服务费按一定价格标准通过运营商向当地企业代收。
5.3云服务模式
◆WEB端采用云服务模式三方联合推出隐患排查及在线监测系统云服务模式，
政府和企业购买服务的形式免费使用web端隐患排查系统。
◆隐患排查和在线监测终端采用话费送手机模式销售。
◆隐患排查及在线监测应用采用电信代收费模式涵盖在电话费。
◆隐患排查移动应用以及服务费用含在电信话费中一同销售，切实减轻企
业负担。
◆在线监测系统企业生产环境（危险源）所需安装的数据采集终端，采取
企业通过运营商购买或租赁的方式获得，其中流量费用按月缴纳。