人工智能如何助力排查事故隐患？数字孪生智慧仓如何助力应急演练？智能控制如何助力化工行业安全生产？……

人工智能如何助力排查事故隐患？数字孪生智慧仓如何助力应急演练？智能控制如何助力化工行业安全生产？……

——新质生产力如何“智护”化工安全（二）

5月27-29日，第六届中国国际化工过程安全研讨会暨2025危险化学品安全技术与应急装备展览会在山东烟台举办。本文选摘部分专家演讲内容，以供大家了解人工智能等新质生产力如何在化工（危险化学品）行业发挥自身作用帮助实现安全生产。

中移系统集成有限公司行业支撑部副总经理  杨畅

中移集成凭借“网+云+DICT”的端到端服务能力，按照“安全监管、安全防范、监测预警和应急救援四位一体”的建设思路，打造一朵云、一中台、八体系、两中心”的“1+1+1+8+2”智慧工业园区产品服务体系，打造基础设施高端、管理服务高质、安环应急高效、面向未来可持续发展的新型智慧工业园区。

在安全生产管理方面，“在线监测预警”可以及时发现厂区风险变化情况，并通过站内信、短信等形式及时将风险变化信息分级推送至相关负责人，借助可视化的统计分析图表等手段，找出问题来源，明确管理重点，落实管控措施。“重大危险源安全监管对接”可以获取重大危险源监测预警数据，基于风险预警模型，分为重大风险（红）、较大风险（橙） 、 一般风险（黄）、低风险（蓝） 四个级别，实现重大危险源安全风险的实时评估分析和展示，支持根据预警级别，按照《危险化学品安全生产 风险监测预警系统预警信息处置管理办法 (试行）》， 即时自动完成预警信息的发送、核查、反馈和督办。“隐患排查”可以利用红外气云成像遥测系统、红外热成像气体泄漏检测，广泛应用于石油炼化、化工园区、危化品停车场、油气管线、油气码头、油气储罐等生产场所。可提供气团的爆炸上限、爆炸下限、 致死边界、半致死边界、安全边界预判；可检测400多种VOC气体。“UWB高精度定位”基于5G+UWB，提供厘米级的高精度定位，实时定位人员位置。

AI中台—跑冒滴漏重点安全风险监测，对于化水加药间、水泵房、脱硫水泵房等区域，一些对于液体泄漏重要程度稍低的设备区域，可以通过视觉AI方式实现泄露监测。通过读取监控画面，当液体泄漏肉眼可见时，AI服务器利用视觉AI算法，识别泄露情况。

基于声纹AI的设备早期故障检测：针对设备运行，可采用机器视觉AI对设备进行“望诊”，分析通过视觉能识别的异常情况。引入声音、振动传感器，对设备进行“听诊”，常见的异常情况见右表，也可以根据化工园区实际，对算法类型和场景进行增减。该技术的基本原理是：机械设备在运行过程中会产生设备独有的振动声纹，利用计算机技术从声音信号提取频谱、幅值、倒谱、波形、波峰、概率密度、峭度系数等声学特征，这些特征在高电压及强电磁场中也不会受到影响。利用这种独有的声音特性，将被检测设备的声纹信息与正常的声纹信息进行对比来识别工业设备运行状态，早期预警故障和判断故障。

基于声纹可视化的气体泄漏监测与定位：泄漏的气体，其压力、声音、温度信息与环境存在较大差异，可以利用温度、压力、频率特性做极早期、高精度的检测。声学AI（声音）通过在线声学相机，实时采集高风险点的声谱特征；当检测到符合声谱特征的漏气时，触发告警提醒。热成像AI（温度）通过热成像摄像机，对于不可见的、存在温度差异的气体泄漏进行非接触式的24小时在线监测。该技术的优点是：检测准确度高，且可以对于漏气点进行可视化定位。

基于智能光纤的温度、振动、跑冒滴漏监测：输送管线光纤安全监测系统以光纤传感技术为主体，利⽤振动、温度、声波监测系统实现化工行业管线的线路的振动、温度监测以及泄露、⼊侵预警。为⽬前化工行业管路安全监测⾯临的监测盲区⼤、成本⾼等问题提供光纤监测解决⽅案。分布式布式光纤感温系统还可以对化行业内的储罐进行实时在线监测。一旦探测到温度的异常变化，系统可以立即发出警报，运维人员可以快速采取措施，大大降低火灾发生的可能。

基于电化学的管道漏液监测：通过卡箍内部的漏油薄片（高分子材料），遇油（碳氢化合物，即为接触式反应）后发生电化学反应，并产生导电信号，传输给5G定点控制器，通过定点控制器内部芯片处理，向上传输报警信号，电信号极微弱，不会产生电火花。该技术的优点是检测精度高，接近100%。

数字孪生系统：3D建模及数据可视化技术基于已有的设备模型图，将物理世界映射到数字世界，形成3D渲染模型。可实现第一人称720度漫游、自主漫游、实时信息展示、分模块展示属性、告警展示等功能，能够实现PLC数据集成开发和数据集成。

智能巡检系统-无人巡检：在配电室等区域部署无人巡检智能管控平台，通过机器人视觉检测、红外测温、振动检测、远程控制、智能分析、缺陷管理、闸刀和开关状态判别、跑冒滴漏检测、微气 象数据采集分析及自主充电等功能的应用，辅助巡检人员开展例行巡检等工作，实现 巡检的智能化、无人化要求。

 

赛飞特工程技术集团产品研发部总监  刘博洋

智能推演架构——“数字孪生智慧仓”

三维九阶精准化跃进

第一维：数字孪生基座层：应急元宇宙

场景数字孪生：地形棋子

具有地形约束的推演棋盘：基于GIS-BIM技术，创建1:1高精度的三维场域，集成管道流向、设备参数、逃生通道及路径等工程级数据，形成可交互的“虚拟演练空间”和工艺模型，实时计算模拟泄漏物质相变过程。

实体镜像系统：兵棋棋子

参演对象、装备、物资、有毒有害物质等作为兵棋棋子，赋予“数字孪生体”，将实际演练中的位置、状态、性能参数实时同步到棋盘，实现“物理动作-虚拟映射-虚拟风险推演”的双向联动。人员行为建模，装备、物资、物质属性配置，资源调度模型。

事故链编排引擎：事件卡片

分析提取HAZOP报告内容；支持可视化定义“单一事故-衍生灾害-次生危机”的动态演化路实径（泄漏—火灾—爆炸—污染物扩散—次生环境污染）；参数化配置注入变量生成“一案N情”推演场景。

第二维：智能决策中枢层：化工应急大脑

动态规则引擎

构建应急规则图谱、动态融合、智能决策逻辑可视化。

情景决策网络

智能预案匹配：基于自然语言处理模型，0.3秒内匹配最相似案例；基于图神经网络（GNN）开发的实时决策系统，通过实时计算分析 "人员位置热力 - 设备运行状态 - 环境风险梯度" 的关联关系，生成化工专属多维度决策矩阵。

对抗推演

设置红蓝双方虚拟角色，蓝方模拟事故恶化路径，触发随机事件卡牌，红方实时调整处置策略，提升演练对抗性。

第三维：效能进化应用层：应急能力孵化器

多维复盘评估

演练实况评估：建立包含响应时效、协同熵值、资源效率、指挥决策等30项核心指标的专属评估模型，实现 "人、组织、系统" 的效能解构，识别流程漏洞、人员操作失误、装备缺陷，生成AI复盘评估报告和提升图谱。数字孪生评估：通过数字孪生体的行为模拟，实现模拟推演与实际演练的数据对比，构建评估体系，提取搭建应急元宇宙提升要素。

知识萃取引擎

利用自监督学习技术，从历史演练数据中自动提取： "最优处置路径""风险传导模式 ""决策盲区图谱""人员失误热力图”，构建可复用的化工安全应急能力数字资产库，形成可推理的知识网络。

应急演练大模型

优化预案+脚本设计：智能修订预案，智能生成演练方案和脚本，提高真实可靠性、可操作性。反哺数字孪生模拟场景生成：提升虚拟场景的真实性。

 

清云智通（北京）科技有限公司智能控制解决方案总监  陈林涛

智能控制在安全生产的实践之一是控制回路性能监控、故障诊断及维护（CLPM）。综合运用控制工程、大数据和人工智能等技术，具有PID控制回路离线组态解析、在线数据采集及治理、在线控制器建模、在线回路性能监控/诊断/（自）整定以及装置/车间/全厂控制性能评估等功能，是一套支持PID控制回路全流程闭环管理的套装应用软件。

我国化工装置还处于精细化管理的初级阶段，大量控制回路存在手动操作情况。控制回路参数整定的无人化程度需要尽量提升，以解决当前企业日益增长的操作少人干扰需求与专业人员储备不足的阶段性矛盾。装置操作条件频繁变化、扰动源形式多变，回路控制参数需要及时调整以便适应“新系统”，并且新参数足够鲁棒能够覆盖一定范围的工况。整定后的PID参数可以大幅降低操作工的劳动强度。基于性能监控的故障诊断事件推送，可以降低仪表工的劳动强度，由班组等待操作工保修故障模式改成集中调度任务派发模式。通过监控，可以做到故障诊断，从而实现自主整定。自主发现问题，自主解决问题，无人化程度高。如同一名7*24小时在线、不间断自我学习提升的虚拟工程师，保障控制回路实时可控、全面稳定。

智能控制在安全生产的实践之二是新基层控制&先进控制。新基层控制（Advanced Regulatory Control,ARC）包括解耦、交叉限幅、分段非线性、智能根轨迹以及相关和辅助技术等。比如，一键开停车/启停，操作流程标准化、操作导航/指导。先进控制（Advanced Process Control,APC）是对那些不同于常规单回路PID控制，并具有比常规PID控制更好控制效果的控制策略的统称，而非专指某种计算机控制算法。先进控制一般以模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）为代表，采用对输出进行预报、对模型进行反馈校正、对控制实施滚动优化等策略的控制。先进控制还包括模糊、神经网络、专家、鲁棒、非线性等控制策略。

 

奇安信集团行业技术总师、山东分公司技术总监  蒲鹏飞

工控安全分步建设规划建议：

第一期基础能力建设：工业主机安全防护系统；工业防火墙/工业网闸；工业安全监测系统。

第二期完整性建设：工业安全集中管理平台；日志审计系统；工业漏洞扫描系统；运维堡垒机；数据库审计。

第三期：攻防实战建设：工业安全态势感知；工业高级威胁检测系统；安全分析能力建设。

工控安全后续展望：信息安全风险与过程安全风险边界越发模糊，信息安全与过程安全融合建设。L0层设备越来越智能、便捷，信息安全的暴漏面也会随之增加，安全技术下沉必然要突破打破技术壁垒。安全与业务的同步规划、同步建设、同步运营将成为新建生产线的主流思想。

（未完待续）