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[摘 要]石油化工企业具有高温、高压、生产工艺复杂多变、生产装置大型化、作业过程连续化、生产原料及产品易燃易爆、有毒有害和易腐蚀等危险特点，极具危险性，且事故导致的后果极其严重。安全管理已经成为石油化工行业的核心问题之一。虽然在现代石油化工企业采取了尽可能的安全控制措施，但事故发生率仍然很高，石油化工企业仍然属于各类工业企业中的高危行业，从企业现行安全管理经验来看，作为HSE体系管理的核心——风险管理已经成为当前石油化工企业预防事故、降低风险、控制事故不可缺少的关键部分。
石油化工企业特殊工作环境，通过员工不间断巡检，解决防患于未然是现实化工企业采取的一项措施。但是单靠人员巡检，间断周期长，发现问题不够及时等等，而且一旦发生失火事故，单靠人员扑救是不可以的。效果差，甚至生命难保。因此减少和杜绝因人工巡检和扑救火势而给员工带来生命威胁的因素，针对无人机在化工领域应用有必要的，下面就无人机的应用优势，以及存在的问题进行论述和交流。
[关键词]无人机 化工生产 消防安全 生产巡检
中图分类号：TE481 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0288-04
引言
随着我国经济的快速发展，石油化工企业产业链集成度越来越高，生产线越来越长，建厂规模越来越大，工艺越来越复杂，设备也趋于大型化，化工安全生产的形势也越来越严峻。无形中给装置维护造成了无法避免的困扰，再加上化工生产不稳定因素——高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害气体和易腐蚀液体泄漏，因此维护人员面临着高风险的安全威胁。
近十年来，随着计算机技术、无线电技术等电子信息产业及电池燃料等应用材料技术的迅猛发展。无人机开始从功能单一的遥控指挥逐渐向多功能多用途智能化控制发展，并且开始从单纯的军用转向民用。目前的无人机技术已经可以在侦察、反恐、交通监管、海事救援、防灾减灾、搜索营救、森林防火、资源探测、气象探测等领域广泛应用，并将会发挥出其特有的便捷高效、安全可靠、高性价比、低能耗的社会应用价值。因此，为特殊行业，特殊要求的企业提供了便利的可行性应用优化方案。从而为减少人力损耗，提高工作效率，提高安全保障，扩大巡检广域度及精细度成为可能。无人机技術的成熟，为化工安全检测、监控提供了新的、更为有效的手段。由于微型无人机不仅具有更高更广的视角，还能深入人无法进入的危险区域快速获取信息，这使得微型无人机在化工行业将会有广泛的运用价值。
一、油化工企业行业特点
随着石油化学工业的迅速发展，也为我们提出了新的课题，即安全生产问题。石油化工生产从安全的角度分析，不同于冶金、机械制造、基本建设、纺织和交通运输等部门，有其突出的特点。具体表现在：
（一）易燃易爆
石油化工生产，从原料到产品，包括工艺过程中的半成品、中间体、溶剂、添加剂、催化剂、试剂等，绝大多数属于易燃易爆物质，还有爆炸性物质。它们又多以气体和液体状态存在，极易泄漏和挥发。尤其在生产过程中，工艺操作条件苛刻，有高温、深冷、高压、真空，许多加热温度都达到和超过了物质的自燃点，一旦操作失误或因设备失修，便极易发生火灾爆炸事故。另外，就目前的工艺技术水平看，在许多生产过程中，设备维护还必须动火焊接。这样就构成一个突出的矛盾，即怕火，又要用火，再加之各企业及装置的易燃易爆物质储量很大，一旦处理不好，就会发生事故，其后果不堪设想，以往所发生的事故，都充分证明了这一点。
（二）毒害性
石油化工生产，有毒物质普遍地大量地存在于生产过程之中，其种类之多，数量之大，范围之广，超过其它任何行业。其中，有许多原料和产品本身即为毒物，在生产过程中添加的一些化学性物质也多属有毒的，在生产过程中因化学反应又生成一些新的有毒性物质，如氰化物、氟化物、硫化物、氮氧化物及烃类毒物等。这些毒物有的属一般性毒物，也有许多高毒和剧毒物质。它们以气体、液体和固体三种状态存在，并随生产条件的变化而不断改变原来的状态。此外，在生产操作环境和施工作业场所，还有一些有害的因素，如工业噪声、高温、粉尘、射线等。对这些有毒有害因素，要有足够的认识，采取相应措施，否则不但会造成急性中毒事故，还会随着时间的增长，即便是在低浓度（剂量）条件下，也会因多种有害因素对人体的联合作用，影响职工的身体健康，导致发生各种职业性疾病。
（三）腐蚀性强
石油化工生产过程中的腐蚀性主要来源于：其一，在生产工艺过程中使用一些强腐蚀性物质，如硫酸、硝酸、盐酸和烧碱等，它们不但对人有很强的化学性灼伤作用，而且对金属设备也有很强的腐蚀作用。其二，在生产过程中有些原料和产品本身具有较强的腐蚀作用，如原油中含有硫化物，常将设备管道腐蚀坏。其三，由于生产过程中的化学反应，生成许多新的具有不同腐蚀性的物质，如硫化氢、氯化氢、氮氧化物等。根据腐蚀的作用机理不同，腐蚀分为化学性腐蚀、物理性腐蚀和电腐蚀三种。腐蚀的危害不但大大降低设备使用寿命，缩短开工周期，而且更重要的是他可使设备减薄、变脆，承受不了原设计压力而发生泄漏或爆炸着火事故。生命高于一切，所有事故是对于巡检的人员来说是一个未知的潜在的安全隐患。
（四）占地面积大、死肠盲角多
从石油化工生产工艺来看，尤其煉化企业的大规模产业链式生产加工规模，它具有占地面积广，化工物质存储量大，危险性高等，但是监控设备跟不上等特点，从在传统巡线防范方式面临有如下困：a、劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低。？b、遇到紧急故障和异常气候条件，线路维护人员不具备有利的交通优势，对于攀爬、夜间巡检、进入狭小空间及雪天户外巡检时常力不从心。c、只能利用普通仪器或肉眼来巡查设施，巡查项目不全面。d、人身安全隐患大，在有毒气，腐蚀气体泄漏的情况下无法及时逃生，则危及性命，威胁最大的还有那些无色无味的有毒有害气体、射线仪表及易燃易爆场所。所以常规人工巡线这种方式已经不能完全适应现代化化工生产与发展的需求。因此急需先进、科学、高效的消防监控及化工生产巡线方式。 基于上述特点，加之我们人员因素，企业管理模式漏洞，所以有些企业曾发生过不少事故，有些事故也是相当严重的。如某厂气体分馏装置在正常生产过程中，由于巡检未及时发现管线泄露直至断裂，大量丙烷气体泄出，并迅速扩散到临近装置加热炉，遇明火而发生严重爆炸着火事故，不但使本装置造成摧毁性的破坏，而且使邻近的装置乃至居民区也遭到不同程度的损失，事故中造成85人伤亡。又如某市煤气公司液化石油气储罐站，因为监控设备不完善，巡检不及时，因一个球罐破裂跑气发生爆炸着火，又发生连锁反应，导致整个储罐区共12个储罐全部被摧毁，死伤86人。在国外的同类企业中，这类事故也不少。如1984年11月19日5时40分，墨西哥的首都近郊，国家石油公司所属的一个液化气供应中心站，发生瓦斯爆炸着火，使五十四个储罐及设施全部被摧毁，死亡490人，四千多人受伤，九百多人失踪，经济损失巨大。又如1984年12月3日零时五十六分，印度一家农药厂，发生甲基异氰酸酯毒气泄漏事件，造成二千五百人死亡，五万人双目失明，十万人终身致残。1994年11月2日，埃及艾斯龙特市石油基地储油罐区遭雷击起火，死亡500人。该油罐区贮石油15000吨，距居民区200米，但贮罐区地势较高，火灾后，燃烧着的石油顺水流下而燃成火海。
二、无人机工作原理及运用
无人机是一种以无线电遥控和自备程序控制装置操纵的非载人飞行器，它具备体积小、造价低、使用方便、对环境要求低等优点，并整合了无线图像传输系统，具备相当的自主控制、飞行规划及图像传输能力。目前商用及军用无人机系统可分为以下几个子系统：地面指挥控制系统、无人机飞行平台、空中视频监控平台、微波无线实时图像传输系统、GPS导航及自动驾驶系统、高效大容量锂聚合物供电单元、3G图传中继链路等。
（一）无人机测量平台系统结构
通过装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机航拍测绘系统，可沿生产线进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。
（二）无人机系统构成
无人机空间信息采集完整的工作平台可分为五个部分，飞行系统部分、航电系统部分、任务设备系统部分、起降系统部分和地面保障系统五个部分。
（三）无人机作业流程
无人机摄影测量一般一个小组配备三人左右即可，航拍任务结束后对数据进行检查，合格后即可进行后续的数据处理工作。
（四）无人机巡检化工生产综合信息管理运作系统
无人巡检综合信息管理平台主要有两部分：无人机测量平台和自动化监控信息平台。无人机负责现场视频采集和数据采集，然后数据传输到监控中心的无线数传电台上；无线数传电台在接收无人机的视频、数据的同时，还会采集一级系统的重要参数以及视频，然后对所有的数据以及视频整合、分析处理，最后达到视频联动、GIS联动、报警联动的效果。
三、无人机的技术优势
由于采用了技术先进的飞控平台及前后台视频监控传输系统，配合完善的飞行及地勤保障系統，无人机可对地面实施完备的长时间空中监控，从而实现较低的综合成本对传统手段无法涉足的区域进行实时监控和辅助救援，其智能化和先进性突出体现在巡查路径规划、智能分析、定点持续监控、火情报警等，并且在制定应急预案、建立快速响应机制、现场火情存档与取证等方面充分发挥技术防范手段的重要作用。其技术优势有：
（一）机动灵活。小型无人机一般只有100千克以下的重量，依托飞行控件就可以对其进行操控，只需要1-2人就可以完成此类操作任务。在道路不畅，环境复杂，设备超高的情况下，轻松完成巡检及监控任务。且起飞条件很简单，对地形无要求，加上无人机携带方便，所以具有很强的灵活性。此外，无人机的飞行速度易于控制，转弯半径小，机动性好，可以灵活机动控制飞行方向，机载摄像头也可以跟踪拍摄对象；无人机还能快速到达指定地点，反应能力快捷，对环境和气候条件也有很强经实际测试，无人机在6级风力下完成飞行任务，受阴雨天气等条件限制比大型载人飞机要小的多；其起飞条件只需要几平米空地，周围无突出障碍物即可，在低空作业时，受气候条件限制非常小，获取影像的速度非常快，可在5公里范围内稳定可靠发挥巡检作用。
（二）视野全面。无人机通过宽带、数据链技术可以实现超视距控制，从而具有很全面的视野，依据现场需求，可以從不同角度、不同的距离在不同的光线条件下进行作业。既可以实现在高空对目标进行全局性拍摄，也可以调整距离和角度，按需抓拍对现场决策有重要帮助的关键因素。通过远程控制无人机和摄像头，可以根据实际需求实时采集图像，尤其是在低空飞行时，无人机跟踪拍摄能力极强，使用机载摄像头获取的图像分辨率很高（可以达到0.1米），如果配备热视或红外等夜视功能，其收录的视频将更加全面。这样的方式为实现危险区域实时空中监控提供了有力保证，能有效提升企业的安全消防抢险救援的侦查能力。
（三）操作简单。从技术层面上看，无人机的远程视频传输与控制系统通过无线传输到地面站，因此，只需通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），就能直接观看无人机的摄像头实时视频。通常，用户只需通过遥控器来实现无人机的所有动作，通过远程视频传输与控制系统对现场情况一目了然，以实现远程、方便的全方位监控；当客户端（包括PC和手机）在接入公网后，用户可以通过PC、平板电脑或者是手机等多种形式的载体实现对无人机的控制。从应用层面上看，无人机的实际操作也并不复杂，只要掌握好飞行、音视频控制和其他兼容模块的操作，便能发挥效能。
（四）安全可靠。无论面对暴雨、暴雪、高温、寒冷等恶劣的天气环境；或者易燃易爆、塌陷、有毒等环境监控，甚至严重事故灾害现场都能有效规避传统灭火救援行动中存在的短板，可确保消防官兵及企业员工的自身安全。并能通过对现场情况的跟拍、追踪，为事故处置的指挥决策提供安全可靠的依据，能够最大限度地控制灾情发展，减少灾情的损失，减少人员伤亡。 四、无人机在石油化工企业消防及生产巡检应用的技术需求
针对石油化工企业面对的灾害事故现场实际情况，无人机在灭火的运用还应达到一定的技术要求。
（一）可靠性。石油化工企业面对的各种灾害现场，特别是化学原料火灾现场，应用环境更为复杂，需考虑风速、烟雾、温度以及防水等各种環境因素，因此，无人侦察机首先要能满足现场的恶劣环境使用条件。一是抗风能力方面。以东北地区为例，常年以北风为主，阵风5-8级，在火势严重现场附近飞行时，瞬时风力可能接近6-8级，因此，其抗风能力要达到6级以上。二是防爆能力。由于石油化工企业都是易燃易爆环境，无人机使用防爆材质，坚决不能产生火花。三是防烟雾能力。由于火灾现场存在大量水雾和烟雾，要求无人侦察机有较强的抗水和抗烟雾能力。四是夜视能力。由于灾害发生的时间、环境不可预知，因此应当配备具有红外夜视功能的摄像头，并建议配备辅助光源。对于生产巡检，条件就不是那么苛刻了。一般满足条件一、二、四就可以。
（二）操控性。以18km/h无人机巡航平均速度计算，其可巡视范围在2公里工作半径内，续航能力要求达到单组电池平均30分钟以上，航线巡查要求能够实现不间断监控，两次巡查准备间隙少于15分钟；另外，飞行高度方面，根据调研，灾害事故现场多数飞行高度在100米以下，达到0到200米飞行高度应可满足日常现场侦查需要。
（三）稳定性。无人机的图像传输应当力求清晰、连续，因而对图像的无线收发均有较高的要求；通过无线传输易出现干扰，因而要求无人机必须有一定的抗干扰能力，从而达到在使用过程中图像能够不间断。
（四）集成兼容性。无人机在石油化工企业消防及生产巡检应用中要实现很多扩展功能，必须拥有良好的集成和兼容性。必须实现辅助功能的集成和传输（如语音、测距、测温等），这必然要求无人机拥有良好的集成和兼容性。
（五）严谨性。若配备无人机，必然需要对操作人员进行素质培训，因此必须形成一套训练考核机制，形成无人机日常管理和使用机制，操作员必需定岗定位，确定使用时机和人员。必须由内部操作人员和外部技术人员及研发制造方形成一套成熟的售后维护保养机制，确保无人机保持良好的使用常态；要加强学习教育。
五、无人机在石油化工企业消防及生产巡检应用前景
结合石油化工企业实际需求，无人机的运用可以解决以下四方面的问题：
（一）重点防控区域侦查。当危险区域，人工侦查无法满足要求时，使用无人机进行重点防控区域侦查，一是可以无视地形和环境，做到机动灵活开展侦查，特别是一些急难险重的灾害现场，侦查小组无法开展侦查的情况下，无人机能够迅速展开侦查。二是通过无人机重点防控区域侦查能够有效提升侦查的效率，第一时间查明发生事故的关键因素，以便指挥员作出正确决策。三是能够有效规避人员伤亡，既能避免人进入有毒、易燃易爆等危险环境中，又能全面、细致掌握现场情况。
（二）监控追踪。无人机的作用不仅仅局限在重点防控区域侦查。石油化工企业所面对的各类灾害事故现场往往瞬息万变，在灾害事故的处置过程中，利用无人机进行实时监控追踪，能够提供精准的灾情变化情况，便于各级指挥部及时掌握动态灾害情况，从而作出快速、准确的对策，最大限度地减少灾害损失。
（三）辅助救援。利用无人机集成功能，能够为多种情况下的救援提供帮助。例如集成语音、扩音模块传达指令。利用无人机实现空中呼喊或者转达指令，能够较地面喊话或者指令更有效，尤其适用于高空等项目的救援中，以无人机为载体，有效传达关键指令。利用无人机进行应急测绘。利用无人机集成航拍测绘模块，将灾害事故现场的情况全部收录并传至现场指挥部，对灾害现场的地形等进行应急测绘，为救援的开展提供有力支撑。
（四）辅助监督。利用航拍对危险区域及罐区实现全面实时的监测、及时发现火情隐患、消防现场火情实时控制、消防检查或现场火情图像存储、可将空中监控视频大容量长时间图像存储。
六、结论
石油化工企業具有高温、高压、生产工艺复杂多变、生产装置大型化、作业过程连续化、生产原料及产品易燃易爆、有毒有害和易腐蚀等危险特点，极具危险性，为此避免发生事故，现实中采取的是人工巡检，人工防控危险区域等传统方式。重点区域已经铺设监控设备，但是仍然满足不了现实要求。企业一旦发生事故，且事故导致的后果极其严重。现代化企业中安全管理已经成为石油化工行业的核心问题之一。虽然在现代石油化工企业采取了尽可能的安全控制措施，但事故发生率仍然很高，石油化工企业仍然属于各类工业企业中的高危行业，从企业现行安全管理经验来看，作为HSE体系管理的核心——风险管理已经成为当前石油化工企业预防事故、降低风险、控制事故不可缺少的关键部分。但是传统管理模式没有得到根本性的改变。想要提高效率，降低成本，那么企业必须与先进科技接轨，运用先进科技来防范和避免财产损失及生命安全。
无人机有着卓越的优越条件，成本低，操作灵活，可控面积广，信息传输可靠，环境适应性强，最主要的是任何时候不付出惨痛的生命代价。石油化工企业特殊工作环境，通过员工不间断巡检及消防，解决防患于未然已经满足不了现代企业的管理需求，而且一旦发生失火事故，单靠人员扑救效果差，甚至生命难保。为此也该考虑无人机巡航带来的便捷和优势，提高无人机紧急抢险的实时效率。让无人机搭载巡航技术替代人工巡线将呈现科技发展不可逆转之势。为化工石油炼化生产提供更科学、更先进、更完善的发展前景。
石油化工企业特殊工作环境，通过员工不间断巡检，解决防患于未然是现实化工企业采取的一项措施。但是单靠人员巡检，间断周期长，发现问题不够及时等等，而且一旦发生失火事故，单靠人员扑救是不可以的。效果差，甚至生命难保。因此减少和杜绝因人工巡检和扑救火势而给员工带来生命威胁的因素，针对无人机在化工领域应用有必要的，下面就无人机的应用优势，以及存在的问题进行论述和交流。
[关键词]无人机 化工生产 消防安全 生产巡检
中图分类号：TE481 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0288-04
引言
随着我国经济的快速发展，石油化工企业产业链集成度越来越高，生产线越来越长，建厂规模越来越大，工艺越来越复杂，设备也趋于大型化，化工安全生产的形势也越来越严峻。无形中给装置维护造成了无法避免的困扰，再加上化工生产不稳定因素——高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害气体和易腐蚀液体泄漏，因此维护人员面临着高风险的安全威胁。
近十年来，随着计算机技术、无线电技术等电子信息产业及电池燃料等应用材料技术的迅猛发展。无人机开始从功能单一的遥控指挥逐渐向多功能多用途智能化控制发展，并且开始从单纯的军用转向民用。目前的无人机技术已经可以在侦察、反恐、交通监管、海事救援、防灾减灾、搜索营救、森林防火、资源探测、气象探测等领域广泛应用，并将会发挥出其特有的便捷高效、安全可靠、高性价比、低能耗的社会应用价值。因此，为特殊行业，特殊要求的企业提供了便利的可行性应用优化方案。从而为减少人力损耗，提高工作效率，提高安全保障，扩大巡检广域度及精细度成为可能。无人机技術的成熟，为化工安全检测、监控提供了新的、更为有效的手段。由于微型无人机不仅具有更高更广的视角，还能深入人无法进入的危险区域快速获取信息，这使得微型无人机在化工行业将会有广泛的运用价值。
一、油化工企业行业特点
随着石油化学工业的迅速发展，也为我们提出了新的课题，即安全生产问题。石油化工生产从安全的角度分析，不同于冶金、机械制造、基本建设、纺织和交通运输等部门，有其突出的特点。具体表现在：
（一）易燃易爆
石油化工生产，从原料到产品，包括工艺过程中的半成品、中间体、溶剂、添加剂、催化剂、试剂等，绝大多数属于易燃易爆物质，还有爆炸性物质。它们又多以气体和液体状态存在，极易泄漏和挥发。尤其在生产过程中，工艺操作条件苛刻，有高温、深冷、高压、真空，许多加热温度都达到和超过了物质的自燃点，一旦操作失误或因设备失修，便极易发生火灾爆炸事故。另外，就目前的工艺技术水平看，在许多生产过程中，设备维护还必须动火焊接。这样就构成一个突出的矛盾，即怕火，又要用火，再加之各企业及装置的易燃易爆物质储量很大，一旦处理不好，就会发生事故，其后果不堪设想，以往所发生的事故，都充分证明了这一点。
（二）毒害性
石油化工生产，有毒物质普遍地大量地存在于生产过程之中，其种类之多，数量之大，范围之广，超过其它任何行业。其中，有许多原料和产品本身即为毒物，在生产过程中添加的一些化学性物质也多属有毒的，在生产过程中因化学反应又生成一些新的有毒性物质，如氰化物、氟化物、硫化物、氮氧化物及烃类毒物等。这些毒物有的属一般性毒物，也有许多高毒和剧毒物质。它们以气体、液体和固体三种状态存在，并随生产条件的变化而不断改变原来的状态。此外，在生产操作环境和施工作业场所，还有一些有害的因素，如工业噪声、高温、粉尘、射线等。对这些有毒有害因素，要有足够的认识，采取相应措施，否则不但会造成急性中毒事故，还会随着时间的增长，即便是在低浓度（剂量）条件下，也会因多种有害因素对人体的联合作用，影响职工的身体健康，导致发生各种职业性疾病。
（三）腐蚀性强
石油化工生产过程中的腐蚀性主要来源于：其一，在生产工艺过程中使用一些强腐蚀性物质，如硫酸、硝酸、盐酸和烧碱等，它们不但对人有很强的化学性灼伤作用，而且对金属设备也有很强的腐蚀作用。其二，在生产过程中有些原料和产品本身具有较强的腐蚀作用，如原油中含有硫化物，常将设备管道腐蚀坏。其三，由于生产过程中的化学反应，生成许多新的具有不同腐蚀性的物质，如硫化氢、氯化氢、氮氧化物等。根据腐蚀的作用机理不同，腐蚀分为化学性腐蚀、物理性腐蚀和电腐蚀三种。腐蚀的危害不但大大降低设备使用寿命，缩短开工周期，而且更重要的是他可使设备减薄、变脆，承受不了原设计压力而发生泄漏或爆炸着火事故。生命高于一切，所有事故是对于巡检的人员来说是一个未知的潜在的安全隐患。
（四）占地面积大、死肠盲角多
从石油化工生产工艺来看，尤其煉化企业的大规模产业链式生产加工规模，它具有占地面积广，化工物质存储量大，危险性高等，但是监控设备跟不上等特点，从在传统巡线防范方式面临有如下困：a、劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低。？b、遇到紧急故障和异常气候条件，线路维护人员不具备有利的交通优势，对于攀爬、夜间巡检、进入狭小空间及雪天户外巡检时常力不从心。c、只能利用普通仪器或肉眼来巡查设施，巡查项目不全面。d、人身安全隐患大，在有毒气，腐蚀气体泄漏的情况下无法及时逃生，则危及性命，威胁最大的还有那些无色无味的有毒有害气体、射线仪表及易燃易爆场所。所以常规人工巡线这种方式已经不能完全适应现代化化工生产与发展的需求。因此急需先进、科学、高效的消防监控及化工生产巡线方式。 基于上述特点，加之我们人员因素，企业管理模式漏洞，所以有些企业曾发生过不少事故，有些事故也是相当严重的。如某厂气体分馏装置在正常生产过程中，由于巡检未及时发现管线泄露直至断裂，大量丙烷气体泄出，并迅速扩散到临近装置加热炉，遇明火而发生严重爆炸着火事故，不但使本装置造成摧毁性的破坏，而且使邻近的装置乃至居民区也遭到不同程度的损失，事故中造成85人伤亡。又如某市煤气公司液化石油气储罐站，因为监控设备不完善，巡检不及时，因一个球罐破裂跑气发生爆炸着火，又发生连锁反应，导致整个储罐区共12个储罐全部被摧毁，死伤86人。在国外的同类企业中，这类事故也不少。如1984年11月19日5时40分，墨西哥的首都近郊，国家石油公司所属的一个液化气供应中心站，发生瓦斯爆炸着火，使五十四个储罐及设施全部被摧毁，死亡490人，四千多人受伤，九百多人失踪，经济损失巨大。又如1984年12月3日零时五十六分，印度一家农药厂，发生甲基异氰酸酯毒气泄漏事件，造成二千五百人死亡，五万人双目失明，十万人终身致残。1994年11月2日，埃及艾斯龙特市石油基地储油罐区遭雷击起火，死亡500人。该油罐区贮石油15000吨，距居民区200米，但贮罐区地势较高，火灾后，燃烧着的石油顺水流下而燃成火海。
二、无人机工作原理及运用
无人机是一种以无线电遥控和自备程序控制装置操纵的非载人飞行器，它具备体积小、造价低、使用方便、对环境要求低等优点，并整合了无线图像传输系统，具备相当的自主控制、飞行规划及图像传输能力。目前商用及军用无人机系统可分为以下几个子系统：地面指挥控制系统、无人机飞行平台、空中视频监控平台、微波无线实时图像传输系统、GPS导航及自动驾驶系统、高效大容量锂聚合物供电单元、3G图传中继链路等。
（一）无人机测量平台系统结构
通过装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机航拍测绘系统，可沿生产线进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。
（二）无人机系统构成
无人机空间信息采集完整的工作平台可分为五个部分，飞行系统部分、航电系统部分、任务设备系统部分、起降系统部分和地面保障系统五个部分。
（三）无人机作业流程
无人机摄影测量一般一个小组配备三人左右即可，航拍任务结束后对数据进行检查，合格后即可进行后续的数据处理工作。
（四）无人机巡检化工生产综合信息管理运作系统
无人巡检综合信息管理平台主要有两部分：无人机测量平台和自动化监控信息平台。无人机负责现场视频采集和数据采集，然后数据传输到监控中心的无线数传电台上；无线数传电台在接收无人机的视频、数据的同时，还会采集一级系统的重要参数以及视频，然后对所有的数据以及视频整合、分析处理，最后达到视频联动、GIS联动、报警联动的效果。
三、无人机的技术优势
由于采用了技术先进的飞控平台及前后台视频监控传输系统，配合完善的飞行及地勤保障系統，无人机可对地面实施完备的长时间空中监控，从而实现较低的综合成本对传统手段无法涉足的区域进行实时监控和辅助救援，其智能化和先进性突出体现在巡查路径规划、智能分析、定点持续监控、火情报警等，并且在制定应急预案、建立快速响应机制、现场火情存档与取证等方面充分发挥技术防范手段的重要作用。其技术优势有：
（一）机动灵活。小型无人机一般只有100千克以下的重量，依托飞行控件就可以对其进行操控，只需要1-2人就可以完成此类操作任务。在道路不畅，环境复杂，设备超高的情况下，轻松完成巡检及监控任务。且起飞条件很简单，对地形无要求，加上无人机携带方便，所以具有很强的灵活性。此外，无人机的飞行速度易于控制，转弯半径小，机动性好，可以灵活机动控制飞行方向，机载摄像头也可以跟踪拍摄对象；无人机还能快速到达指定地点，反应能力快捷，对环境和气候条件也有很强经实际测试，无人机在6级风力下完成飞行任务，受阴雨天气等条件限制比大型载人飞机要小的多；其起飞条件只需要几平米空地，周围无突出障碍物即可，在低空作业时，受气候条件限制非常小，获取影像的速度非常快，可在5公里范围内稳定可靠发挥巡检作用。
（二）视野全面。无人机通过宽带、数据链技术可以实现超视距控制，从而具有很全面的视野，依据现场需求，可以從不同角度、不同的距离在不同的光线条件下进行作业。既可以实现在高空对目标进行全局性拍摄，也可以调整距离和角度，按需抓拍对现场决策有重要帮助的关键因素。通过远程控制无人机和摄像头，可以根据实际需求实时采集图像，尤其是在低空飞行时，无人机跟踪拍摄能力极强，使用机载摄像头获取的图像分辨率很高（可以达到0.1米），如果配备热视或红外等夜视功能，其收录的视频将更加全面。这样的方式为实现危险区域实时空中监控提供了有力保证，能有效提升企业的安全消防抢险救援的侦查能力。
（三）操作简单。从技术层面上看，无人机的远程视频传输与控制系统通过无线传输到地面站，因此，只需通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），就能直接观看无人机的摄像头实时视频。通常，用户只需通过遥控器来实现无人机的所有动作，通过远程视频传输与控制系统对现场情况一目了然，以实现远程、方便的全方位监控；当客户端（包括PC和手机）在接入公网后，用户可以通过PC、平板电脑或者是手机等多种形式的载体实现对无人机的控制。从应用层面上看，无人机的实际操作也并不复杂，只要掌握好飞行、音视频控制和其他兼容模块的操作，便能发挥效能。
（四）安全可靠。无论面对暴雨、暴雪、高温、寒冷等恶劣的天气环境；或者易燃易爆、塌陷、有毒等环境监控，甚至严重事故灾害现场都能有效规避传统灭火救援行动中存在的短板，可确保消防官兵及企业员工的自身安全。并能通过对现场情况的跟拍、追踪，为事故处置的指挥决策提供安全可靠的依据，能够最大限度地控制灾情发展，减少灾情的损失，减少人员伤亡。 四、无人机在石油化工企业消防及生产巡检应用的技术需求
针对石油化工企业面对的灾害事故现场实际情况，无人机在灭火的运用还应达到一定的技术要求。
（一）可靠性。石油化工企业面对的各种灾害现场，特别是化学原料火灾现场，应用环境更为复杂，需考虑风速、烟雾、温度以及防水等各种環境因素，因此，无人侦察机首先要能满足现场的恶劣环境使用条件。一是抗风能力方面。以东北地区为例，常年以北风为主，阵风5-8级，在火势严重现场附近飞行时，瞬时风力可能接近6-8级，因此，其抗风能力要达到6级以上。二是防爆能力。由于石油化工企业都是易燃易爆环境，无人机使用防爆材质，坚决不能产生火花。三是防烟雾能力。由于火灾现场存在大量水雾和烟雾，要求无人侦察机有较强的抗水和抗烟雾能力。四是夜视能力。由于灾害发生的时间、环境不可预知，因此应当配备具有红外夜视功能的摄像头，并建议配备辅助光源。对于生产巡检，条件就不是那么苛刻了。一般满足条件一、二、四就可以。
（二）操控性。以18km/h无人机巡航平均速度计算，其可巡视范围在2公里工作半径内，续航能力要求达到单组电池平均30分钟以上，航线巡查要求能够实现不间断监控，两次巡查准备间隙少于15分钟；另外，飞行高度方面，根据调研，灾害事故现场多数飞行高度在100米以下，达到0到200米飞行高度应可满足日常现场侦查需要。
（三）稳定性。无人机的图像传输应当力求清晰、连续，因而对图像的无线收发均有较高的要求；通过无线传输易出现干扰，因而要求无人机必须有一定的抗干扰能力，从而达到在使用过程中图像能够不间断。
（四）集成兼容性。无人机在石油化工企业消防及生产巡检应用中要实现很多扩展功能，必须拥有良好的集成和兼容性。必须实现辅助功能的集成和传输（如语音、测距、测温等），这必然要求无人机拥有良好的集成和兼容性。
（五）严谨性。若配备无人机，必然需要对操作人员进行素质培训，因此必须形成一套训练考核机制，形成无人机日常管理和使用机制，操作员必需定岗定位，确定使用时机和人员。必须由内部操作人员和外部技术人员及研发制造方形成一套成熟的售后维护保养机制，确保无人机保持良好的使用常态；要加强学习教育。
五、无人机在石油化工企业消防及生产巡检应用前景
结合石油化工企业实际需求，无人机的运用可以解决以下四方面的问题：
（一）重点防控区域侦查。当危险区域，人工侦查无法满足要求时，使用无人机进行重点防控区域侦查，一是可以无视地形和环境，做到机动灵活开展侦查，特别是一些急难险重的灾害现场，侦查小组无法开展侦查的情况下，无人机能够迅速展开侦查。二是通过无人机重点防控区域侦查能够有效提升侦查的效率，第一时间查明发生事故的关键因素，以便指挥员作出正确决策。三是能够有效规避人员伤亡，既能避免人进入有毒、易燃易爆等危险环境中，又能全面、细致掌握现场情况。
（二）监控追踪。无人机的作用不仅仅局限在重点防控区域侦查。石油化工企业所面对的各类灾害事故现场往往瞬息万变，在灾害事故的处置过程中，利用无人机进行实时监控追踪，能够提供精准的灾情变化情况，便于各级指挥部及时掌握动态灾害情况，从而作出快速、准确的对策，最大限度地减少灾害损失。
（三）辅助救援。利用无人机集成功能，能够为多种情况下的救援提供帮助。例如集成语音、扩音模块传达指令。利用无人机实现空中呼喊或者转达指令，能够较地面喊话或者指令更有效，尤其适用于高空等项目的救援中，以无人机为载体，有效传达关键指令。利用无人机进行应急测绘。利用无人机集成航拍测绘模块，将灾害事故现场的情况全部收录并传至现场指挥部，对灾害现场的地形等进行应急测绘，为救援的开展提供有力支撑。
（四）辅助监督。利用航拍对危险区域及罐区实现全面实时的监测、及时发现火情隐患、消防现场火情实时控制、消防检查或现场火情图像存储、可将空中监控视频大容量长时间图像存储。
六、结论
石油化工企業具有高温、高压、生产工艺复杂多变、生产装置大型化、作业过程连续化、生产原料及产品易燃易爆、有毒有害和易腐蚀等危险特点，极具危险性，为此避免发生事故，现实中采取的是人工巡检，人工防控危险区域等传统方式。重点区域已经铺设监控设备，但是仍然满足不了现实要求。企业一旦发生事故，且事故导致的后果极其严重。现代化企业中安全管理已经成为石油化工行业的核心问题之一。虽然在现代石油化工企业采取了尽可能的安全控制措施，但事故发生率仍然很高，石油化工企业仍然属于各类工业企业中的高危行业，从企业现行安全管理经验来看，作为HSE体系管理的核心——风险管理已经成为当前石油化工企业预防事故、降低风险、控制事故不可缺少的关键部分。但是传统管理模式没有得到根本性的改变。想要提高效率，降低成本，那么企业必须与先进科技接轨，运用先进科技来防范和避免财产损失及生命安全。
无人机有着卓越的优越条件，成本低，操作灵活，可控面积广，信息传输可靠，环境适应性强，最主要的是任何时候不付出惨痛的生命代价。石油化工企业特殊工作环境，通过员工不间断巡检及消防，解决防患于未然已经满足不了现代企业的管理需求，而且一旦发生失火事故，单靠人员扑救效果差，甚至生命难保。为此也该考虑无人机巡航带来的便捷和优势，提高无人机紧急抢险的实时效率。让无人机搭载巡航技术替代人工巡线将呈现科技发展不可逆转之势。为化工石油炼化生产提供更科学、更先进、更完善的发展前景。