1.2 报警系统的重要作用
首先，报警系统是及时发现与排除虚惊事件、避免安全事故的核心手段。在安全金字塔结构（见图1.2）中，安全事件可依据后果的严重程度分成虚惊事件和事故两大类。其中绝大部分是可避免的虚惊事件，并且事故通常也不是突发的，而是逐步发展出现的。因此，在事故出现前，往往伴随着多个虚惊事件的发生作为先兆。如图1.1所示，可以看到，当生产过程刚开始偏离正常区域时，报警可及时提醒生产运行人员了解生产过程的异常状况，以采取相应的操作动作，使得生产过程回到正常区域，从而及时发现与排除虚惊事件，避免触发紧急停车等安全事故。
图1.2 安全金字塔结构示意图［1]
其次，对大量安全事故的原因调查结果及得到的改进建议也充分说明了报警系统的重要作用。2005年英国邦斯菲尔德（Buncefield）油库爆炸事故是欧洲迄今为止最大的一次工业爆炸事故，受伤43人，紧急转移2000余人，造成直接经济损失2.5亿英镑。英国健康安全执行局（HSE）出具了调查报告［2］，针对事故原因提出18项技术与管理建议。其中第8项指出，需要配置独立的报警用于避免贮罐的满溢。再以2013年11月22日发生的青岛“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故为例，输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠，在暗渠的密闭空间内油气积聚遇火花发生爆炸，造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失7.5亿元人民币。国务院事故调查组给出的调查报告［3］指出了6项事故防范措施，其中包括“要开展油气管道长周期运行、泄漏检测报警、泄漏处置和应急技术研究，提高油气管道安全保障能力”；随后，国务院安委会在2013年12月6日下发了《国务院安委会关于开展油气输送管线等安全专项排查整治的紧急通知》，其中明确规定：“九查油气管线、危险化学品管道是否配备了压力、流量等信息的不间断采集和监测系统，设置了泄漏检测报警装置、紧急切断装置；十查管道经过的封闭空间是否设立了泄漏报警检测设施等”。
最后要指出的是，报警系统在保障生产过程高效运行方面的作用更不容忽视。由于生产过程偏离正常工作范围通常会带来产品质量下降、生产能耗加大等不利影响，因此报警系统的有效利用能够大幅度减少生产过程处于异常工作范围的可能性和停留时间。并且正常工作区内通常存在着某个高效工作区（即，在该区域内，产品质量与生产能耗都处于理想范围），因此与正常工作区类似，可针对高效工作区设立相应的高/低报警阈值，使得生产过程长期保持在高效工作区内。
报警系统的重要作用已经得到众多生产企业及其组成的行业组织的高度重视，这在多个行业组织制定的工业指南与标准中已得到了充分体现。美国核能管理委员会（NRC）在1994年和2000年发布了先进报警系统的指南与技术基础NUREG/CR-61056684［4］，英国工程设备和材料用户协会（EEMUA）分别于1999年、2007年和2013年发布了报警系统指南EEMUA-191 v.1/2/3［5］，国际化学工业测量和控制标准化协会（NAMUR）分别在2003年和2008年发布了报警管理工业标准NAMURNA-102［6］，美国电力研究协会（EPRI）在2005年发布了报警系统的要求与实施指南EPRI-1010076［7］，美国异常状况管理联盟（ASM）在2009年发布了高效报警管理实践指南［8］，国际自动化学会（ISA）在2009年和2015年发布了流程工业报警系统管理标准ANSI/ISA-18.2［9］，美国石油学会（API）在2010年和2019年发布了管线SCADA报警管理工业标准API-1167［10］，国际电工委员会（IEC）在2014年1月发布流程工业报警系统管理标准IEC-68682［11］等。与此同时，艾默生（Emerson）、霍尼韦尔（Honeywell）、西门子（Siemens）、ABB、横河（Yokogawa）等DCS国际供应商都推出了报警管理系统软件，如霍尼韦尔公司的Alarmmanagementsuite、横河公司的Advanced Alarm Administrationsuite。另外，Invensys、Matrikon、TiPS等工业控制领域知名软件公司也推出了相应的第三方软件。如Matrikon公司的Alarmmanager软件。然而，这些软件更多停留在报警次数统计、单一方式的报警过滤等较为简单的层面上，不能满足用户准确判断生产过程的运行状态、快速处理报警的需求。这就构成了一个亟待解决的矛盾，即工业标准对报警系统提出了很高的要求，但工业界缺乏满足这些工业标准的技术手段。
工业生产过程的监控与报警问题已经得到了我国政府的高度重视。在2006年2月国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006─2020年）》中，重点领域及其优先主题第58项为“重大生产事故预警与救援 重点研究开发矿井瓦斯、突水、动力性灾害预警与防控技术，开发燃烧、爆炸、毒物泄漏等重大工业事故防控与救援技术及相关设备。”2011年4月6日，工业和信息化部、科学技术部、财政部、商务部、国有资产监督管理委员会联合印发了《关于加快推进信息化与工业化深度融合的若干意见（工信部联信［2011］160号）》，其提出了到2015年的8项发展目标和主要任务，其中有两项充分体现了监控报警的重要地位：第2项“推动生产装备智能化和生产过程自动化，加快建立现代生产体系”指出，“在钢铁、石化、有色、建材、纺织、造纸、医药等行业加快普及先进过程控制和制造执行系统，实现生产过程的实时监测、故障诊断、质量控制和调度优化”；第4项“以信息化推动绿色发展，提高资源利用和安全生产水平”指出，“围绕危险作业场所的安全风险评估、多层防护、人机隔离、远程遥控、监测报警、灾害预警、应急响应和处置等方面，深化信息技术的集成应用，建立安全生产新模式”。2016年12月，国务院发布了《关于推进安全生产领域改革发展的意见》，其中第27项“建立安全科技支撑体系”指出，“开展事故预防理论研究和关键技术装备研发，加快成果转化和推广应用”以及“运用大数据技术开展安全生产规律性、关联性特征分析，提高安全生产决策科学化水平”。2017年11月，国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，其中明确指出“依托工业互联网平台开展数据集成应用，形成基于数据分析与反馈的工艺优化、流程优化、设备维护与事故风险预警能力，实现企业生产与运营管理的智能决策和深度优化”。2018年6月，工业和信息化部、应急管理部、财政部、科技部印发了《关于加快安全产业发展的指导意见》，其中指出在生产安全领域“重点发展交通运输、矿山开采、工程施工、危险品生产储存、重大基础设施等方面的监测预警产品和故障诊断系统”，在保证重点行业领域安全需求的前提下，以数字化、网络化、智能化安全技术与装备科研为重点方向，“支持符合条件的灾害防治、预测预警、监测监控、本质安全工艺和装备、安全服务等关键技术的研发”。2020年2月，国务院印发了《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》，就强化安全生产的基础支撑保障提出以下要求：“加强化工危险工艺本质安全、大型贮罐安全保障、化工园区安全环保一体化风险防控等技术及装备研发。推进化工园区安全生产信息化智能化平台建设，实现对园区内企业、重点场所、重大危险源、基础设施实时风险监控预警”。