李玉芹，黎 靜，王新棟，李 茂

(1.西安科技大學,西安 710054；2中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司,西安 710065)

0 前 言

近年來，中國的水電工程建設項目取得空前發(fā)展，大批水電工程項目的成功實施對保障國家能源安全、促進國民經濟發(fā)展、繁榮區(qū)域經濟做出了重要貢獻。由于水電工程所處的環(huán)境和自身特點，施工過程中突發(fā)事件發(fā)生隨機性大、頻繁發(fā)生，具有不確定性，對工程建設計劃的正常實施產生較大沖擊，影響水電工程建設項目的順利實施和可持續(xù)發(fā)展，對工程目標實現(xiàn)產生不利影響，整體安全生產形勢嚴峻[1]。因此，水電工程項目建設相關部門應該建立相對完善的安全應急管理系統(tǒng)以提高應急管理能力。

1 應急云平臺建設的研究現(xiàn)狀

目前，國務院及地方政府部門研究建立了國家應急平臺體系；國家安全生產監(jiān)督管理部門研究建立了安全生產應急平臺；國土資源管理部門研究建立了地質災害應急平臺；交通運輸管理部門研究建立了安全應急管理服務平臺[2]。高大磊、妥洪玻、桂翔、馬莉等[3-8]針對公路、機場及煤礦等其他行業(yè)、單位也都不同程度開展了應急平臺方面的技術研究，但水電工程建設全過程的“安全應急云”管理平臺體系的研究尚無研究經驗。

目前，市場上面向工程建設安全應急行業(yè)的系統(tǒng)及解決方案，大多存在技術、業(yè)務知識和配套設備3個層面的不足：① 在技術層面上，已有解決方案大多基于商業(yè)軟件和關系數(shù)據(jù)庫產品開發(fā)，缺乏大數(shù)據(jù)處理分析能力和水平擴展能力，不能滿足工程建設安全應急行業(yè)海量數(shù)據(jù)的管理、分析需求，特別是數(shù)據(jù)量持續(xù)不斷增長的需求；② 在業(yè)務層面上，目前還沒有建立一套行之有效的統(tǒng)一行業(yè)標準，包括數(shù)據(jù)標準、業(yè)務模型、部門職責、工作流程等，導致在工程安全應急過程中各部分各自為戰(zhàn)、管理混亂；③ 在配套設備層面上，基本沒有針對工程建設安全應急的系統(tǒng)硬件設備，很多終端設備都是從其他行業(yè)延伸過來的，無法形成有效的監(jiān)測和應急效力。

2 水電工程安全應急管理

水電工程突發(fā)事件應急管理的根本目的是減少突發(fā)事件的發(fā)生以及降低突發(fā)事件造成的人員傷亡、財產損失、社會影響和生態(tài)環(huán)境破壞。水電工程突發(fā)事件安全應急管理主要包括：① 事故預防；② 應急準備；③ 應急響應；④ 后期處置。4個階段的動態(tài)過程，各階段相輔相成，共同作用[9]。

2.1 事故預防

(1) 技術裝備水平。要提高突發(fā)事件的預防與應急能力，必須時刻監(jiān)測施工過程及工作環(huán)境的變化。同時，對水電工程施工過程中的重大危險源、隱患等進行辨識與評估，采取必要措施預先處理，降低突發(fā)事件發(fā)生的可能性。

(2) 組織協(xié)調能力。主要指在突發(fā)事件發(fā)生時，對應急人員、物資、裝備等應急資源的調配、協(xié)調能力，迅速展開應急救援，即突發(fā)事件及沖突處理能力。

(3) 監(jiān)測監(jiān)控能力。做好突發(fā)事件應急監(jiān)測的布點與采樣，配備相應的應急監(jiān)測儀器，提高現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控能力，根據(jù)可能導致事故發(fā)生的前兆，向相關部門發(fā)出緊急信號，提前預防或消除突發(fā)事件發(fā)生。

2.2 應急準備

(1) 通信與信息保障

應急響應過程中，相關人員必須堅守工作崗位，確保通信設備處于正常使用狀態(tài)，并按規(guī)定程序及時、準確向有關負責人報送信息。另外，應急指揮中心應與政府監(jiān)管部門或其他相關職能部門保持及時溝通，以便獲得對救援工作的指導和幫助。

(2) 應急隊伍保障

根據(jù)項目建設單位的應急管理工作規(guī)定，定期開展群眾性的應急培訓和演練活動，并按照應急預案的有關規(guī)定成立應急工作小組，以及建立專家?guī)炫c督促所屬企業(yè)和專業(yè)救援隊伍簽訂救援協(xié)議，明確其相應職責，必要時刻組織專業(yè)培訓，提高其應急救援狀態(tài)下的工作能力。

(3) 醫(yī)療救護保障

項目建設單位應根據(jù)應急工作的實際需要，有計劃地組織施工人員開展自救、互救(心肺復蘇、人工呼吸等)基本技能的培訓以及逃生等演練活動，必要時可以通過協(xié)議確定當?shù)貞贬t(yī)療救護資源，支援現(xiàn)場應急救治工作。

(4) 應急物資和設備保障

項目建設單位應依據(jù)突發(fā)事件處置的實際需求，配備必要的應急救援裝備或工具。另外，應結合各類安全檢查活動督促所屬企業(yè)充實救援物資、定期檢修救援設備，并與社會救援力量保持有效的聯(lián)系，必要時可通過協(xié)議確定社會應急救援資源，作為應急救援的必要補充。

2.3 應急響應

首先，事故現(xiàn)場相關人員對突發(fā)事件的嚴重程度、可控性、影響范圍、事故性質以及可持續(xù)性等進行研判；對現(xiàn)場救援情況、應急資源調度情況、人員撤退情況進行了解，請求上級啟動相應級別的應急響應，保證“以人為本”的原則，盡最大地努力搶救傷員，盡可能將人員傷害與財產損失降到最小，防止事態(tài)進一步擴大。其次，如果現(xiàn)場相關人員及項目各參建單位的應急能力無法有效應對突發(fā)事件，就要啟動擴大響應，請求當?shù)匕踩O(jiān)管部門及相關單位協(xié)同作戰(zhàn)，共同應對突發(fā)事件。另外，啟動相應級別響應時，應急人員立即到位，信息網絡立即開通，充分調配應急資源，全力配合現(xiàn)場應急救援行動。行動過程中，若發(fā)現(xiàn)事態(tài)有擴大的趨勢，應該果斷采取擴大應急的措施；若事態(tài)仍然難以控制，則申請增援；若事態(tài)得以控制，則解除警戒，進行事故調查以及善后處理等應急恢復工作。

2.4 后期處置

(1) 事故調查

應急響應工作結束后，項目建設單位應積極配合政府相關部門進行事故調查工作，調查事故原因、評估事故損失、恢復施工秩序等。若政府授權單位自行調查，依據(jù)項目建設工程的生產安全事故調查處理和監(jiān)督管理規(guī)定開展調查工作。

(2) 現(xiàn)場處置

事故調查取證工作結束后，項目建設單位應積極開展現(xiàn)場清理和恢復生產工作。首先,要恢復施工現(xiàn)場相對穩(wěn)定的狀態(tài)，迅速開展善后處置工作。另外，在這期間要避免二次災害或衍生災害的發(fā)生。

(3) 應急總結

應急處置工作結束后，項目建設單位應對應急救援的整個過程進行全面總結。根據(jù)事故的應急總結，對事故的應急救援工作進行全面評估；對相應的應急預案進行評審、修訂；對不足的應急資源進行補充、完善，要細致深入地剖析應對過程中顯現(xiàn)出來的應急能力不足之處，為后續(xù)應急能力的建設及應急工作的展開提供前車之鑒。

3 安全應急云平臺建設

3.1 平臺概況

水電工程項目建設過程安全和應急管理綜合服務平臺旨在打通水電工程建設過程中安全應急管理的各個環(huán)節(jié)。通過云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術，以GIS作為展現(xiàn)平臺，專業(yè)運維作為支撐，集成視頻監(jiān)控、運輸車輛定位、人員定位、風險評估、水雨情、地質、山洪監(jiān)測和預警等為一體的安全應急綜合管理平臺[10]。該系統(tǒng)采用前端APP應用和后臺Web應用方式，開發(fā)電腦客戶端、手機客戶端軟件。以“整合、補充、共享、服務”為指導思想，通過建立風險及防范專項庫、安全應急法律法規(guī)專項庫、應急預案專項庫、安全專家專項庫、事故案例專項庫、隱患上報處置專項庫、應急資源專項庫、人員和設備專項庫等，最終建立“安全和應急管理綜合服務平臺”智庫。主要思想是工程施工階段為安全施工、應急處置，指揮調度提供高效、便捷的技術服務和數(shù)據(jù)服務，從而提高工作效率，為工程施工保駕護航。

3.2 平臺系統(tǒng)架構

通過分析水電工程安全應急管理的過程，從系統(tǒng)開發(fā)和構建的邏輯結構上看，安全和應急管理綜合服務平臺自底向上可分為5個方面：① 基礎設施層；② 數(shù)據(jù)采集層；③ 數(shù)據(jù)中心；④ 服務支撐層；⑤ 業(yè)務應用層；⑥ 展示層。

3.2.1 基礎設施層

安全和應急管理綜合服務平臺的基礎設施層是支撐整個平臺運行的基礎條件，主要包括：① 由互聯(lián)網/有線專網/4G網絡/無線網絡(WiFi)、衛(wèi)星通信網絡等構成的物理鏈路系統(tǒng)；② 由服務器、存儲設備、交換機、機柜、UPS服務器、監(jiān)測儀器、傳感器、顯示設備等構成的硬件支持體系；③ 由三維地理信息平臺軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件、安全軟件、防毒殺毒軟件等構成的軟件支持體系。

3.2.2 數(shù)據(jù)采集層

數(shù)據(jù)采集層通過各種手段獲取安全和應急管理綜合服務平臺運行需要的各類專業(yè)屬性數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、安全應急綜合管理數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集手段包括與其他系統(tǒng)交換共享、數(shù)據(jù)采集軟件錄入、監(jiān)測設備儀器、人工調查(主要是移動端數(shù)據(jù)錄入(包括智能手機、PDA等)和實地勘測獲取數(shù)據(jù))等。

3.2.3 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是安全和應急管理綜合服務平臺的重要組成部分，由數(shù)據(jù)管理維護工具、數(shù)據(jù)庫等構成，為平臺服務支撐層和業(yè)務應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)資源及數(shù)據(jù)服務。數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一組織和管理。其數(shù)據(jù)主要包括：空間數(shù)據(jù)、安全管理數(shù)據(jù)、應急管理數(shù)據(jù)、成果展示數(shù)據(jù)等。針對安全應急綜合管理平臺建設的需求，構建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲、管理、應用和服務平臺。

3.2.4 服務支撐層

服務支撐層以數(shù)據(jù)中心為基礎，提供安全管理、應急管理等業(yè)務應用系統(tǒng)運行的環(huán)境基礎和單點登錄(SSO)、權限管理、信息發(fā)布等功能組件。同時也是各種業(yè)務集成的基礎。在數(shù)據(jù)中心的PaaS層(平臺即服務)支撐下，購置并建設GIS平臺、物聯(lián)網平臺、視頻通道平臺，依托服務支撐層的功能組件(包括單點登錄(SSO)、權限管理、功能管理、信息發(fā)布等)，構建安全和應急管理綜合服務平臺的服務支撐層。安全應急綜合管理平臺的服務支撐層面向安全管理、應急管理、視頻管理等業(yè)務領域的工作需要，提供信息瀏覽、查詢、統(tǒng)計分析、系統(tǒng)管理維護等業(yè)務應用功能模塊，同時實現(xiàn)業(yè)務應用的擴展性、可二次開發(fā)等。

3.2.5 業(yè)務應用層

安全和應急管理綜合服務平臺的業(yè)務應用層是平臺功能實現(xiàn)的關鍵層，主要包括：① 綜合管理模塊；② 安全管理模塊；③ 應急管理模塊；④ 視頻管理模塊。

(1) 綜合管理模塊

1) 三維基礎地理信息模塊

基于數(shù)據(jù)中心構建的三維基礎地理信息模塊是業(yè)務應用層和展示層的核心模塊，是工程安全應急綜合管理數(shù)據(jù)表達、可視化、查詢統(tǒng)計、分析計算的主要載體；三維GIS模塊可以展示數(shù)據(jù)中心內的數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)產品和信息產品，集成各個業(yè)務應用；實現(xiàn)了面向地質災害業(yè)務的GIS和三維GIS空間分析功能。

2) 應急指揮模塊

依據(jù)安全應急綜合管理業(yè)務要求，建立應急指揮體系結構，包括行政等級、責任人聯(lián)系方式及相關的應急預案方案。通過建立的應急指揮體系目錄樹，選擇其中任一節(jié)點，指揮體系的相關責任人及其他信息根據(jù)行政等級分級分類排序、統(tǒng)計。查詢結果可在三維地理信息平臺中進行定位，發(fā)送短信(單發(fā)短信或群發(fā)短信)，查看應急預案等。

3) 決策指揮模塊

實現(xiàn)應急資源查詢、分析、調度、決策指揮。針對突發(fā)事件，通過收集分析預測結果，結合突發(fā)事件的進展情況，對事件的嚴重程度、可控性、影響范圍、事故性質以及可持續(xù)性等進行研判，對現(xiàn)場救援情況、應急資源調度情況、人員撤退等情況進行了解。針對當前災情，采集相應的資源數(shù)據(jù)、地理信息、歷史處置方案，調用專家知識庫，對災害信息綜合集成、分析、處理、評估，研究制定相應技術方案和措施，對救援過程中遇到的技術難題提出解決方案并進行指揮，實現(xiàn)應急救援的科學性和準確性。

(2) 安全管理模塊

安全管理模塊主要針對施工期間的制度、人員、設施設備、文檔等內容進行核查、管理、維護，從而保障整個工程安全有效地進行，保證工程的質量和時效。具體的業(yè)務工作，如圖1所示。該功能模塊本質上是對安全管理中涉及到的文檔、人員、設施設備、安全信息、工程項目信息、移動端信息進行管理維護。隨著業(yè)務工作的梳理和深入，可根據(jù)實際情況，調整功能模塊。

(3) 應急管理模塊

應急管理模塊主要針對施工前后以及施工期間的應急信息進行管理維護，從而當事件發(fā)生時可以提供及時、有效的應急信息，具體功能如圖2所示。

圖1 安全管理模塊圖

圖2 應急管理模塊圖

(4) 視頻管理模塊

通過智慧綜合視頻云平臺可以將安全管理、應急指揮方面的視頻會議、視頻監(jiān)控以及日常的安全生產管理、培訓等多個部門、多業(yè)務需求的視頻結合到一個平臺上，為多部門、多角色提供不同的服務需求。對視頻的監(jiān)測點、視頻設備、視頻數(shù)據(jù)的集成、管理、瀏覽、查詢，為工程建設安全應急綜合管理提供數(shù)據(jù)和功能支持。視頻管理模塊主要是對視頻監(jiān)測點的信息、采集到的視頻數(shù)據(jù)以及視頻監(jiān)測設備本身信息進行瀏覽、查詢、管理。

3.2.6 展示層

展示層基于基礎應用系統(tǒng)，展示數(shù)據(jù)中心內的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)產品和信息產品。展示層的核心是基于Virtual Globe的多分辨率三維虛擬環(huán)境，在此基礎上，應用3D GIS技術疊加不同的業(yè)務專題信息和業(yè)務應用，實現(xiàn)不同的業(yè)務應用和業(yè)務信息的集成。安全應急管理信息展示是面向工程安全應急管理業(yè)務的一個信息展示平臺、工作平臺和管理平臺。該平臺的用戶主要包括：領導(決策人員)、項目管理人員、施工操作人員、其他相關人員。針對不同的用戶業(yè)務工作需要，該平臺展示提供不同的信息。

4 結 語

水電工程項目建設施工環(huán)境差，涉及范圍廣，各類突發(fā)事件頻繁發(fā)生，根據(jù)安全應急管理的4個動態(tài)過程，確定水電工程項目建設過程中的應急服務內容[11-13]。結合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網+、云計算等技術，借助“云”的概念，從基礎設施層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)中心、服務支撐層、業(yè)務應用層和展示層6個方面對平臺的系統(tǒng)架構進行分析，構建安全和應急管理綜合服務平臺。該平臺打通了應急資源分布在不同區(qū)域、不同部門之間的“墻”，通過對一切可用應急資源的統(tǒng)一管理和調配來實現(xiàn)應急聯(lián)動、相互協(xié)同，從時間和空間上實現(xiàn)資源共享、迅速調配，提高應急效率，對水電工程突發(fā)事件應急管理建設具有實際指導意義。