气瓶云安全追溯体系
目前, 随着社会经济的增长,近年来涉及气瓶的泄露、爆炸事故频频发生,造成了人员伤亡和大量财产损失,为社会公共安全造成了不良影响。国家政府相关部门加大了安全管理力度,发布了《特种设备安全法》,让气瓶管理有法可依。随之《气瓶安全技术监察规程》、《气瓶安全监察规程》为气瓶制造、销售、充装、使用、检验等环节气瓶安全规定了基本要求。有关气瓶的技术标准、管理制度随之逐步完善。
随着气瓶安全法律法规体系的不断健全,全国各地政府积极探索各种各样的气瓶安全信息化管理的模式,力求采用信息化管理的技术方式,来降低和杜绝气瓶事故的发生,保护人民生命和财产安全,主要做法有:
1)、气瓶产权转移:规定气瓶只能由气瓶充装单位自有,社会流转瓶经过收购或者托管落实到具体充装单位,充装单位只能充装自有或托管气瓶,落实充装单位的主体责任。
2)、建立气瓶信息化管理系统:各地政府基于地级市、省、大区建立气瓶信息化管理系统,要求充装单位必须将气瓶信息录入系统进行注册登记,然后才能进行充装,力图在根本上约束气瓶充装单位充装许可要求的自有气瓶数量,为事故发生时确认气瓶产权提供数据保障。
3)、气瓶标识:为了满足气瓶信息化管理要求,各地政府、充装单位等相关企业投入巨资在气瓶上进行信息化标识,包括采用陶瓷、金属制作工艺的一维条码、二维条码,通过拉铆、黏贴到气瓶上,在充装环节扫描条码进行计算机识别,力图做到合格瓶开阀充装,不合格瓶不开阀充装。
为了准确识别气瓶,在北京、新疆等地采用了基于超高频率为915MHz的电子标签的气瓶管理体系,拟利用该类电子标签,在充装环节识读电子标签确定气瓶身份,做到合格瓶开阀充装,不合格瓶不开阀充装。在储存、配送环节识读气瓶电子标签,准确采集气瓶信息和配送信息,做到全程管理。
以上的各种气瓶安全管理方式,在以下环节上尚不能解决事实存在的技术问题:
1)、气瓶信息化管理的局限性
气瓶作为一种流动性非常大的压力容器,目前建立的气瓶信息化系统,都存在局限性。主要表现在:
a、数据局限性
目前建成的气瓶信息化管理系统,大部分是有区域性的,江苏省只存储江苏省的气瓶数据、天津市只存储天津市的数据,如果需要联合执法,需要进行异地数据的申请查询。虽然有些系统开发商声称可以全国追溯,但是如果将目前气瓶信息化管理系统进行气瓶数据合并又面临气瓶编码体系的不同产生气瓶与注册身份不能一一对应的问题。
b、功能局限性
目前建成的气瓶信息化管理系统,都是针对气瓶自身的出厂录入、注册登记、充装管理、检验管理和使用管理。对于气瓶使用过程中涉及到的旧瓶翻新、燃气泄露以及报废跟踪处理环节在技术上尚无解决方法。
c、操作对象的局限性
目前建成的气瓶信息化管理系统,都是针对气瓶生产厂家、充装单位、检验单位等专业从业人员使用,这些人群具备一定的专业知识,经过培训可以熟悉使用信息化系统。然而气瓶的风险绝大部分存在于普通大众中,这些人未经过专业培训,对气瓶使用的专业知识知之甚少,正因为如此出现了大量使用环节的事故。目前的气瓶信息化管理系统并没有相应的技术保障措施。
2)、气瓶标识准确率的瓶颈
目前,在气瓶信息化管理系统建设中,均采用人工录入气瓶信息进行建档,包括气瓶编号、实际容积、实际重量、设计壁厚、最大充装量、水压试验压力、公称工作压力、制造日期、充装气体名称等相关参数,然后对建档后的气瓶进行加装条码或电子标签进行标识,存在大量人为的不确定性准确率很难保证,主要表现在:
a、气瓶制造厂
对于自己出厂的气瓶,部分经过正规检验合格的气瓶是人工准确录入。但存在未进行各项试验检验并合格的气瓶、未经过制造监督检验的气瓶,以及私自违规翻新的气瓶,就会采用套用合格气瓶身份的方式流入市场,在气瓶录入时就会录入虚假气瓶编号等气瓶身份信息。此时人为的作假行为在技术上不能控制。
b、充装单位
在安装电子标签或条码过程中,录入的时候发现身份相同的旧气瓶,大多采用修改气瓶编号的方式来规避,比如江苏省和天津省采用在重复气瓶编号后加“.”或“C”的方式。一则可以增加充装单位自有瓶注册登记数,二则可以在发生事故时灵活处理来规避自身的责任,这样就造成了气瓶信息化管理系统里的气瓶数据和实际流通的气瓶永远不能一一对应。
c、检验单位
检验单位为了满足在气瓶信息化管理系统出具检验报告的要求,大多采用手工检验手工记录原始记录然后在计算机上录入气瓶信息化管理系统出具检验评定和报告,如果发生检验质量异议,检验单位会进行手工修改检验原始记录以谋求对应。这样就造成了气瓶送检、检验、报告判废与实际气瓶检验情况不能一一对应,在检验环节的气瓶信息化管理失去了管理的根本目的。
3)、气瓶判废无法跟踪
目前气瓶信息化管理系统中,气瓶检验判废只是进行人工录入打印判废通知单,气瓶如何真正进行功能消除,如压扁、解体并没有技术手段进行跟踪见证。
4)、气瓶使用的跟踪
目前的气瓶信息化管理系统中,在用户气瓶使用环节,遇到瓶阀、瓶体泄露造成气体集聚而产生爆炸,此类安全隐患目前还没有技术解决手段。
5)、气瓶应急管理的空白
气瓶作为特种设备中与人民生活息息相关的压力容器,数量大分布范围广流动性强,液化石油气瓶更是涉及到千家万户。各级政府安全管理部门投入了大量的人力、物力进行追踪管理才建立了目前的气瓶信息化管理系统。然而在实质上变成了计算机台账系统,在技术上表现在:
a、气瓶台账
气瓶信息化管理系统中气瓶身份都是人工录入,安装的电子标签和条码随着气瓶流转而损耗,造成了系统中的气瓶信息、电子标签和条码的标识信息、实际气瓶出现不对应,没随着时间的迁移气瓶信息化管理系统变成台账系统。
b、气瓶充装台账
气瓶信息化管理系统中气瓶充装前检查纪录、充装记录、充装后复检记录都是充装单位处理后上报的“好看”、“合法”数据,例如扫描合格气瓶条码充装过期瓶、扫描A4打印纸上的条码不扫描气瓶上的条码,这样操作后形成的数据都是合格数据形成台账,但事实上产生了安全风险,政府监管部门无从追踪和控制。
c、应急管理
在发生涉及气瓶应急情况时,如发生火灾或涉恐事件,应急中心根本无法获取事件发生地气瓶数量、安全状况,造成针对应急事件当前的气瓶信息化管理系统无法提供有效保障。
①气瓶制造生产注册过程:
在制造生产过程中,组装完成的气瓶在其护罩或瓶肩处设有钢印标记,该钢印标记中包含涉及气瓶唯一性的气瓶身份信息;其中,所述气瓶身份信息至少包括如下基本参数:气瓶编号、气瓶型号、实际容积、实际重量、设计壁厚、最大充装量、水压试验压力、公称工作压力、制造日期以及充装气体名称;
气瓶在经过热处理工艺冷却后、在进行水压试验和气密性试验之前,需对气瓶身份信息进行识别,并将识别结果使用在后续的气瓶水压试验和气瓶气密性试验中,以实现气瓶水压、气密性试验记录与气瓶身份信息准确对应,并将每个气瓶的气瓶身份信息、气瓶水压试验记录以及气瓶气密性试验记录注册到气瓶安全云中心服务器;待气瓶合格出厂时,由气瓶安全云中心服务器对气瓶进行身份信息化标识,并实现可追溯;
②气瓶充装识别记录过程:
气瓶标识的步骤:气瓶充装单位购买新瓶或回收旧气瓶或定期检验合格的气瓶无气瓶身份标识,则使用气瓶安全云管理软件从气瓶安全云中心服务器获取已注册气瓶的气瓶身份信息,将气瓶身份信息写入电子标签或将数据加密形成二维条码,加装到气瓶上完成对气瓶的信息化标识,进入充装环节;
气瓶充装的步骤: 气瓶采用单台充装秤进行气瓶充装或采用自动化流水线方式进行气瓶充装;
当采用单台充装秤进行气瓶充装时,在充装秤上安装开关阀联动识别装置,由开关阀联动识别装置对气瓶的身份标识进行识别,若气瓶的身份合格,则充装秤开阀充装;若不合格,则充装秤不开阀充装;
当采用自动化流水线的方式集中充装时,首先,在流水线上依次安装空瓶在线识别装置、开关阀联动识别装置、重瓶在线识别装置以及充装记录标识装置;然后由人工对气瓶进行逐只甄别完成气瓶充装前检查,待充气瓶通过人工进行标识完整性确认后上线,由安装在空瓶检斤位置的空瓶在线识别装置对通过的气瓶进行逐一身份识别,若气瓶身份不合格或检斤不合格,则推出流水线,进行人工处理;若气瓶身份合格且检斤合格,则气瓶通过流水线推入到对应的充装秤位,由设置在充装秤位上的开关阀联动识别装置对气瓶的身份标识进行二次识别检查,若气瓶的身份合格,则充装秤开阀充装;若不合格,则充装秤不开阀充装;待充装完毕、且充装秤关阀后,气瓶被旋转推回流水线上,安装在重瓶检斤位置的重瓶在线识别装置对通过该处的已充装的气瓶进行逐一身份识别,以完成身份识别并读取重瓶检斤信息;再由充装记录标识装置对经过重瓶在线识别装置后的气瓶进行充装记录标识,最后将充装记录写入电子标签,并将此次充装记录形成含二维条码的气瓶充装合格证黏贴到气瓶上;
在采用单台充装秤进行气瓶充装或采用自动化流水线的方式集中充装的步骤中,充装现场均设置有气瓶安全充装云终端,以对气瓶身份信息的识别、充装开关阀的控制、对充装记录的存储、以及充装记录的标识进行现场全过程第三方独立控制,并使用气瓶安全云管理软件进行数据展现;
③定期检验识别记录的过程:
由气瓶定期检验单位使用气瓶安全云管理软件从气瓶安全云中心服务器获取已注册气瓶的气瓶身份信息,完成对送检气瓶的逐只检验准备,并进入定期检验环节;
具体步骤如下:通过气瓶检验现场识别记录装置与水压试验设备、气密性试验设备、静态蒸发率现场检测装置进行现场无线通讯实时采集试验数据,同时进行数据存储;检验人员使用气瓶安全云APP管理软件现场检验评定记录,并分析得出气瓶是否检验合格的结论,形成检验记录上传到气瓶安全云中心服务器;经过电子签名的检验原始记录、检验评定表和检验报告,加密后形成只允许浏览打印不允许修改的PDF文件上传到气瓶安全云中心服务器,通过公布的webservice或websocket数据接口提供报告服务;
④用户使用识别记录的过程:
用户在使用气瓶时,识读气瓶电子标签或二维条码,获取气瓶身份信息、气瓶充装信息、气瓶配送信息,饭店、酒店重点用户自动形成气瓶使用台账,上报到气瓶安全云中心服务器;然后使用危标装置对气瓶集中存放地点和燃气管道阀门处的燃气泄漏情况进行泄漏情况动态采集,并实时上报至气瓶安全云中心服务器,同时分发给现场安全责任人如业主,实现气瓶和燃气安全的现场预警和报警处置远程监督。
将气瓶安全的各个过程与物联网、云计算、大数据技术结合,将气瓶的完整生命过程进行信息化,建立气瓶安全数据模型,抓住气瓶安全风险中制造生产、充装控制、定期检验、安全使用、报废消除的关键环节,从根本上降低气瓶事故的发生几率,最大限度保障气瓶安全。
图 1
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