案例摘要
1、单位介绍
中海油能源发展安全环保公司是中海油旗下专业公司之一，是中海油系统内唯一一家集安全应急、节能环保两大业务为一体的专业技术服务公司，属于海油发展低碳环保与数字化产业板块。公司目前员工总数2000多人，公司下设6家地区分公司和7家专业子公司，并设立专门的研发机构-安全环保工程技术研究院。公司的使命是“正物安人和合自然”、愿景目标是“成为世界一流的安全与绿色发展技术服务商”。“十四五”期间，公司以能力建设重点，聚焦“安全应急、节能环保”主责主业，形成以“安全技术-应急技术-技能提升-绿色环保-节能低碳”为重点的业务架构，塑造更具市场核心竞争力的现代产业体系。
2、案例简介
“油气行业GDS气体监测系统全栈式信创解决方案”是面向石油石化行业、针对有毒有害气体监测预警和作业环境不安全行为识别等迫切需求而提出的从端到云的全栈式解决方案，方案共包括5款基于国产芯片和操作系统的自研信创硬件产品和可定制的六十多种作业不安全行为识别算法。
一、实施背景
跟油气行业相关的生产作业环境会产生或生产作业过程中产生对人类具有毒性或腐蚀性对健康造成危害的气体，或推定对人类具有毒性或腐蚀性的气体，及易燃易爆对人类生命财产造成伤害的气体，对油气行业多场景生产安全造成严重威胁。上述气体根据2021年《危险化学品名录》约为2800余种。具体可分为以下4大种类：一、易燃易爆气体，如甲烷、乙烷、丙烷、乙醇等；二、窒息性气体，进入机体后会造成组织细泡缺氧，常见气体如一氧化碳、硫化氢、氢氰酸、二氧化碳等；三、刺激性气体，对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，其中有一些同时具有强烈的腐蚀作用，常见的气体有氯气、光气、二氧化硫、氨气、臭氧等；四、有机气体VOC，急性中毒或者长期接触会造成致癌，例如苯、甲苯、二甲苯、甲醛等有机挥发物。
大量集聚的有毒有害气体产生的后果非常严重，近年来油气作业、化工存储等造成的事故触目惊心，最近的是2025年5月27日山东潍坊高密友道化学有限公司爆炸事故，更早的有2015年天津港瑞海公司危险品仓库“812”特别重大火灾爆炸事故、2017年12月9日连云港聚鑫生物科技有限公司爆炸事故、2018年宜宾恒达科技有限公司重大爆炸着火事故、2021年湖北十堰市天然气爆炸事故等等，都造成了人员伤亡和财产损失。
针对上述在油气化工等行业暴露出来的安全问题以及造成的严重后果，国家应急管理部、生态环境部等部门高度重视，先后出台了一系列政策法规对安全生产进行管理约束，并投入大量人力财力鼓励相关企业进行技术创新，努力通过安全监测预警技术手段将事故消灭在萌芽中。2019年9月5日，生态环境部发布《有毒有害气体环境风险预警体系建设技术导则》，针对涉及有毒有害气体生产、使用、储存等的企事业单位，落实其环境风险预警的主体责任，提高环境风险预警能力，规范和指导有毒有害气体环境风险预警体系的建设行为。《危险化学品企业重大危险源安全包保责任制办法（试行）》规定2021年4月30日前完成在属地应急管理部门报备、企业公示牌设立、安全风险承诺公告内容更新等相关工作，全面落实重大危险源安全包保责任制。2021年9月1日起，新安全生产法要求生产经营单位使用燃气的，应当安装可燃气体报警装置，并保障其正常使用。
长期以来，油气行业的有毒有害气体监测探测设备以国外进口产品为主，如霍尼韦尔、梅思安等，存在诸多问题，如价格居高不下、供货周期长、维护成本高、核心技术不转让等，最核心的问题还是工业信息不安全，敏感生产数据有外泄风险，实实在在的存在“卡脖子”问题。
二、实施目标
针对油气行业迫切的信创需要，中海油能源发展股份有限公司安全环保分公司以油气化工作业生产环境为现实场景、以信创技术为核心技术路线，集智攻关，开展“油气行业GDS气体监测系统全栈式信创解决方案”的研究工作。整体工作目标包括信创核心技术团队建设、信创产品研发、信创产品推广、信创产品业务拓展等，终极目标是在中海油上中下游全产业链生产作业环境实现信创产品的全栈替代，并进一步通过商业化运营，将信创系列产品、整体解决方案推广至整个油气、化工行业。
1、团队建设。包括组建产品团队，采用多种入职方式建立自有技术研发团队；产品项目论证、立项。最终形成一只涵盖IC设计、计算机、AI算法等多个专业技术人员的核心技术团队；
2、产品研发。包括研发气体探测器和控制器等平台产品、产品工程样机认证、软硬件集成，整体方案形成等；
3、产品推广。包括选择产品品牌或成立专业化公司、组建生产和营销团队、合规产品的试点推广、深度市场推广，订制化方案项目研发。
三、建设内容
经过近5年的科技攻关，团队相继研发了5大类20余款信创产品并在此基础上形成了成熟完善的“油气行业GDS全栈式信创解决方案”。
1、典型产品
（1）气体报警控制器。基于飞腾腾珑E2000D嵌入式芯片，采用多通道设计，与其他监测预警产品进行组网配置，对工作场所可燃、有毒、有害气体浓度进行记录、报警，并引入硬件级别的安全可信计算功能，从根本上保障企业数据和信息安全。
（2）边缘计算AI-BOX。基于国产化硬件架构，兼容ARM、X86多种计算平台，内置120余种AI算法，与公司自研视觉人员不安全行为识别预警产品深度适配，通过计算机视觉识别技术，对作业场所进行自动化、智能化预警，增加用户安全管理手段，提升安全管理效率。
（3）移动式作业安全可视终端。基于“飞腾E2000D+华为200I加速卡”硬件架构，内置多种可定制作业安全识别AI算法，具备主动安全可信、视嗅融合监测、轻巧便携，高性能防爆防护等特点。可广泛应用于化工和石化行业、市政、建筑施工等行业封闭作业、直接作业和现场作业的安全管理场景。
（4）固定式点型气体探测器系列。产品系列涵盖光致电离（PID）、电化学、催化燃烧、点式红外及点式激光探测原理，拥有防爆、CPA、消防（可燃气）认证资质，可对海上及陆地采气油、石油炼制、化工、危险源仓储及工业安全等多种领域的有毒有害、可燃气体环境及VOCs气体进行在线监测。
（5）防爆激光云台气体摄像仪。云台搭载自研线型光束可燃气体探测器和防爆摄像头，其工作原理为根据气体光谱吸收原理测量气体的浓度，通过云台集成可见光图像与气体浓度测量值，实现气体泄漏与场景视频的结合，便于分析确认泄漏位置。
2、核心功能
（1）气体监测：通过点型气体探测器、线型激光云台气体摄像仪等设备，对有毒有害气体进行实时监测，气体报警控制器可及时发出警报。
（2）数据采集与传输：数据采集箱采集数据，通过光纤、RJ45接口、5G无线网络等多种方式传输数据，实现端到边、边到云的数据流转。
（3）不安全行为识别：利用边缘计算机搭载的60多种不安全行为识别算法，结合AI技术，识别作业环境中的不安全行为。
（4）数据可视化与监控：数据可在数据采集与控制系统（SCADA）、数据可视化大屏等终端展示，便于集中监控和管理。
3、技术亮点
“油气行业GDS气体监测系统全栈式信创解决方案”设备基于国产芯片硬件架构开展相关设备的自主研发，核心部件选型力求国产化，降低外部依赖，提高信息安全和产业自主可控能力。并根据海油特色场景完成六十多种不安全行为识别算法的开发，可根据不同作业场景和需求进行精准适配。方案包含点型探测器、开路式探测器、气体报警控制器、AI边缘算力及移动式AI智能作业安全可视终端等多种监测设备协同工作，覆盖不同监测场景，形成全面的监测防护体系。方案具体的技术亮点如下：
（1）全栈式信创：从端到云的全栈式架构，包含十余款自研气体监测产品和数款信创智能硬件产品，可实现油气行业GDS气体监测方案的国产化整体替代。
（2）多种通信方式：支持光纤、RJ45、5G、蓝牙、wifi、Lora等多种通信方式，保障数据传输的稳定性和灵活性。
（3）AI技术融合：将AI技术应用于气体监测和不安全行为识别，提升监测和识别的智能化水平。
四、实施效果
自研固定式点型气体探测器、线型激光甲烷气体探测器、机器视觉边缘算法盒子等自2022年以来以在系统内外展开了全面推广应用。目前以累计销售500余台套，实现销售额1100多万元。产品应用场景涵盖海上平台、海油环保船、陆上终端、天然气管道场站、智慧楼宇、建筑施工等。
部分产品和解决方案先后获2024数字中国创新大赛信创赛道科技创新奖、2025数字中国创新大赛华北赛区三等奖。
