何鋒 阿里木·馬那甫 高建新

摘要：針對演練存在的不足，運(yùn)用計(jì)算機(jī)兵棋推演技術(shù)，以某油庫為例，搭建油庫場景模塊、災(zāi)情偵察模塊、滅火指揮模塊、輔助計(jì)算決策模塊、回放復(fù)盤模塊等模塊的訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：兵棋;推演;交互式

中圖分類號：X932? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2021）03-0004-02

2018年11月9日，習(xí)近平總書記向新組建的國家綜合性消防救援隊(duì)伍致訓(xùn)詞，并要求保持快速反應(yīng)的備戰(zhàn)狀態(tài)，練就科學(xué)高效、專業(yè)精準(zhǔn)的過硬本領(lǐng)。筆者參與一線滅火救援及查閱相關(guān)案例，認(rèn)為石油化工類火災(zāi)事故處置一直有短板。例如，2010年1月7日，甘肅蘭州市中石化公司工作人員檢修中發(fā)現(xiàn)出口輸油管線泄漏[1]，處置造成爆炸火災(zāi)，該火災(zāi)致使企業(yè)工作人員6人死亡6人受傷，在滅火救人行動中，消防部門調(diào)集86臺消防車輛，460余名指戰(zhàn)員參與處置;2013年11月22日，山東青島市黃島油庫的地面下運(yùn)輸油料線路，因故障工作人員在維修中操作不當(dāng)發(fā)生泄漏爆炸火災(zāi)，該火災(zāi)造成62人死亡，136人受傷，指揮部調(diào)集100余臺消防車輛等大型設(shè)備，2000余名武警及消防專業(yè)救援人員開展救援[2];2017年8月17日，遼寧大連市大連石化分公司原料油泵設(shè)備部分油料泄漏造成火災(zāi)，當(dāng)?shù)叵啦块T調(diào)集118臺消防車輛，600余名指戰(zhàn)員集結(jié)現(xiàn)場進(jìn)行疏散救人滅火行動[3]。本文結(jié)合在特勤大隊(duì)制作數(shù)字化類型預(yù)案的體會，以王家溝油庫為例，擬用計(jì)算機(jī)兵棋推演技術(shù)，搭建功能模塊化的訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)想。

一、兵棋推演技術(shù)的背景

計(jì)算機(jī)兵棋推演能夠在不同環(huán)境位置，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與遠(yuǎn)隔人員實(shí)時(shí)對弈或配合，消防救援演練中運(yùn)用計(jì)算機(jī)兵棋推演，國內(nèi)外資料較少。2014年，袁狄平教授提出通過大數(shù)據(jù)與云計(jì)算能力的專家系統(tǒng)框架下，開源式渲染不同滅火救援訓(xùn)練場地進(jìn)行學(xué)員間的相互推演[4];2015年，鄧雄老師探索性提出運(yùn)用桌面推演的方式對各級層面的指揮員進(jìn)行綜合指揮能力訓(xùn)練[5];2017年，李瑩瀅教授提出結(jié)合消防相關(guān)院校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源建立沙盤仿真推演，提高學(xué)員的滅火救援初級指揮能力。

二、兵棋推演技術(shù)的特點(diǎn)

（一）預(yù)案的特點(diǎn)

當(dāng)前特勤大隊(duì)修訂的數(shù)字化預(yù)案，按照災(zāi)害類型等級需要開展相應(yīng)訓(xùn)練，一定程度提高指戰(zhàn)員業(yè)務(wù)素質(zhì)，貫徹“練為戰(zhàn)”指導(dǎo)思想。根據(jù)不同災(zāi)害場景類型預(yù)案的實(shí)際，一方面可以有針對性熟練掌握裝備器材的使用方法，另一方面可以向當(dāng)?shù)攸h委政府報(bào)告申請?zhí)胤N類車輛器材的經(jīng)費(fèi)，加強(qiáng)裝備器材的建設(shè)。當(dāng)相應(yīng)類型預(yù)案場景發(fā)生火災(zāi)時(shí)，當(dāng)?shù)叵啦块T能夠立即運(yùn)用類型預(yù)案圖表調(diào)集國家綜合性專業(yè)救援、民間志愿救援隊(duì)、企業(yè)單位專職隊(duì)、政府專職消防隊(duì)等力量，高效完成首批救援力量的抵達(dá)，迅速掌握了制火主導(dǎo)權(quán)，避免火勢因力量不足而擴(kuò)大災(zāi)害。

（二）預(yù)案的不足

數(shù)字化預(yù)案的制作以圖表和文字為主，按照預(yù)案的要求去逐步逐項(xiàng)演練，基本很難實(shí)現(xiàn)。一方面特勤消防隊(duì)伍配備了造價(jià)不菲、歐美先進(jìn)的特種器材，每次消防救援演練中都進(jìn)行實(shí)際使用操作，無形中加快器材的耗損率;另一方面數(shù)字化預(yù)案設(shè)定為實(shí)實(shí)在在的高層建筑、地下工程、大跨度空間、石油化工類設(shè)備等場景，同比例復(fù)制訓(xùn)練場景需要大量預(yù)算，并且使用后維修成本較高，從經(jīng)濟(jì)成本而言不合算。因此，數(shù)字化預(yù)案在實(shí)戰(zhàn)感方面還存在一定差距，把日常演練與實(shí)際滅火行動不能有效結(jié)合，消防指戰(zhàn)員不能較好辨析火場危險(xiǎn)和突發(fā)狀況臨機(jī)處置的能力。

（三）兵棋推演技術(shù)的優(yōu)勢

數(shù)字化預(yù)案與兵棋推演技術(shù)的運(yùn)用，能夠使特勤大隊(duì)修訂的數(shù)字化預(yù)案盡可能地還原場景要素。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠根據(jù)每一個(gè)不同參數(shù)的場景，推演前登錄后臺進(jìn)行修正。該系統(tǒng)將消防指戰(zhàn)員從日常演練的訓(xùn)練操場，移到模擬的災(zāi)害事故現(xiàn)場。一方面，較之常規(guī)演練，該系統(tǒng)能夠給指戰(zhàn)員的眼里的直觀畫面，另一方面，系統(tǒng)的回放復(fù)盤模塊，能夠完整記錄每名指戰(zhàn)員的操作畫面和數(shù)據(jù)，模擬演練后高效率組織人員進(jìn)行復(fù)盤總結(jié)。

三、王家溝油庫中的應(yīng)用設(shè)想

該訓(xùn)練平臺系統(tǒng)按照類型預(yù)案結(jié)構(gòu)，主要包含油庫廠區(qū)參數(shù)場景模塊、災(zāi)情偵察模塊、滅火指揮模塊、輔助計(jì)算決策模塊、回放復(fù)盤模塊等功能。

（一）油庫場景模塊

運(yùn)用計(jì)算機(jī)搭建模擬訓(xùn)練平臺，場景還原王家溝石油商業(yè)儲備庫的主要罐區(qū)。設(shè)定成品油罐20000m3、30000m3、50000m3若干個(gè)，其中20000m3儲罐儲存汽油，其余罐均儲存柴油，總儲量的參數(shù)設(shè)定固定值;原油罐若干個(gè)，分為50000m3和20000m3類型罐，總儲量的參數(shù)設(shè)定固定值。設(shè)定原油儲罐區(qū)1處，成品油罐區(qū)2處三個(gè)區(qū)域。設(shè)定動力區(qū)1座，內(nèi)有消防泵房用于冷卻供水、泡沫供水、備用。消防水泵若干臺，出口管徑、揚(yáng)程、單泵流量、最大供水量的參數(shù)按照罐區(qū)實(shí)際標(biāo)定。固定式消防炮、地上消火栓的數(shù)量與位置按照原油罐區(qū)和成品油罐區(qū)的實(shí)際標(biāo)定。按廠區(qū)實(shí)際標(biāo)定若干個(gè)2500m3和1000m3蓄水池。供水管路采用網(wǎng)環(huán)狀式結(jié)構(gòu)，主管道直徑、供水管道進(jìn)出口徑、管道線路壓力根據(jù)日常測量標(biāo)定。

（二）災(zāi)情偵察模塊

該模塊又分為企業(yè)隊(duì)員的初期偵察與國家消防救援隊(duì)員的到場災(zāi)情偵察兩部分組成。訓(xùn)練平臺系統(tǒng)設(shè)定某油罐著火后，系統(tǒng)中的企業(yè)隊(duì)員偵察角色，按照模塊程序，鼠標(biāo)移動到著火罐的位置，標(biāo)定有油罐類型、油罐的大小的初始值等參數(shù)。企業(yè)隊(duì)員角色可選擇點(diǎn)開油庫罐區(qū)自動固定消防設(shè)施，對著火儲油罐和鄰近儲油罐冷卻加以保護(hù)，同時(shí)可選擇報(bào)警程序。若選擇報(bào)警程序，會啟動國家消防救援隊(duì)員偵察角色，隨著時(shí)間參數(shù)的規(guī)劃路徑，著火罐區(qū)域出現(xiàn)地面流淌火、沸溢噴濺等場景。偵察的范圍設(shè)置擴(kuò)大，包括流淌火的面積、沸溢噴濺的次數(shù)、原油罐區(qū)的大小數(shù)量、消防泵房的完好程度、固定式消防炮和地上消火栓的數(shù)量與位置、可用蓄水池的水量。

（三）滅火指揮模塊

當(dāng)該模塊由轄區(qū)消防救援站模擬指揮、全勤指揮長模擬指揮、緊急避險(xiǎn)處置等三部分組成。當(dāng)完成災(zāi)情偵察的環(huán)節(jié)，訓(xùn)練平臺系統(tǒng)彈出轄區(qū)消防救援站模擬指揮角色。站級模擬指揮角色，必須要下達(dá)停車指令。指令通過的條件域?yàn)橹鸸薜拿娣e與大小、風(fēng)力風(fēng)向的數(shù)據(jù)下，所有車輛停靠在上風(fēng)側(cè)風(fēng)安全區(qū)域，車頭朝外，主站車靠前，其他車輛停靠在道路一側(cè)。車輛停放指令通過后，系統(tǒng)彈出若干通訊員、安全員、駕駛員、戰(zhàn)斗員角色。通訊員角色，可輸入語音和文字形式實(shí)時(shí)向指揮中心報(bào)告著火罐情況。安全員角色，點(diǎn)開區(qū)域平臺的實(shí)時(shí)變動的數(shù)據(jù)，計(jì)算是否在相對安全的區(qū)域。駕駛員角色，可查看車輛的油水電氣情況，計(jì)算是否需要申請標(biāo)定加油值、移動車輛到消火栓取水等。戰(zhàn)斗員角色，實(shí)時(shí)查看空氣呼氣值，著火罐的燃燒變化值、沸溢噴濺次數(shù)、濃煙顏色變化等。站級模擬指揮過程中，可點(diǎn)開申請向指揮中心增援指令。若觸發(fā)該指令，系統(tǒng)彈出全勤指揮長模擬指揮角色，站級模擬指揮角色自動移交指揮權(quán)。指揮長角色，根據(jù)現(xiàn)場情況，可下達(dá)設(shè)定火場指揮部指令，彈出總指揮員、副總指揮、站級指揮員、通訊員、后勤員、作戰(zhàn)文書等角色。當(dāng)時(shí)間參數(shù)達(dá)到一定值且滅火措施不到位，系統(tǒng)自動觸發(fā)緊急避險(xiǎn)處置環(huán)節(jié)。所有處置人員角色，可點(diǎn)擊鼠標(biāo)相應(yīng)的按鈕，放下手中的滅火裝備器材，點(diǎn)擊方位向自己預(yù)想的位置撤退。若正確點(diǎn)擊，系統(tǒng)即可自動到指定區(qū)域集結(jié)。

（四）輔助計(jì)算決策模塊

該模塊主要定量解決實(shí)際處置油罐火災(zāi)的用水。油罐用水量由冷卻用水量和滅火用水量兩部分組成，因本場景王家溝石油商業(yè)儲備庫油罐固定消防設(shè)施損壞情況極少，所以標(biāo)定的冷卻用水強(qiáng)度均按照固定消防設(shè)施冷卻強(qiáng)度設(shè)計(jì)。

1.冷卻用水

冷卻用水量Q冷=Q著+Q鄰

著火罐供水強(qiáng)度 Q著=πDhq

鄰近罐供水強(qiáng)度 Q鄰=0.5nπDhq

2.滅火用水

Q滅火用水量=Q油罐內(nèi)+Q流淌火

著火罐供給強(qiáng)度 Q水=πR2q泡÷6.25×0.94

流淌火水供給強(qiáng)度 Q水= Aq泡÷6.25×0.94

3.泡沫液

泡沫液用量=油罐內(nèi)+流淌火

油罐內(nèi)火災(zāi)撲救用泡沫液量Q泡原=1/4πD2q泡÷6.25×0.06

流淌火撲救用泡沫液量 Q泡原= Aq泡÷6.25×0.06

根據(jù)以上理論公式建立數(shù)據(jù)分析模塊，依據(jù)滅油罐火的用水量和冷卻相鄰儲油罐的用水量，對王家溝成品油庫區(qū)內(nèi)水源和市政供水管網(wǎng)持續(xù)供水能力、消防車輛載水量進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)后臺界面顯示運(yùn)水供水需求量及泡沫需求用量。

（五）回放復(fù)盤模塊

該模塊主要對全過程石油庫模擬訓(xùn)練中回放復(fù)盤。通過每名系統(tǒng)角色的視角，平臺能夠第一視角和第三視角回放當(dāng)時(shí)處置的情景。若角色在觸發(fā)各種按鈕行動，采取主觀意圖，并帶有潛在的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患的邏輯錯誤，系統(tǒng)平臺會自動上傳到回放復(fù)盤界面。該模塊內(nèi)設(shè)定錄入界面，包含消防救援隊(duì)伍現(xiàn)有安全制度規(guī)定、避險(xiǎn)訓(xùn)練內(nèi)容、現(xiàn)場管控措施、安全行為規(guī)范等。若角色在平臺操作，復(fù)盤模塊實(shí)時(shí)交互式判定該角色操作程序和處置規(guī)程是否合格，安全隱患值是否在閾值范圍。

四、結(jié)語

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G超低延遲技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)兵棋推演技術(shù)會在消防隊(duì)伍日常演練中得到更廣泛的應(yīng)用。通過互聯(lián)網(wǎng)化的滅火作戰(zhàn)交流平臺，完善開源式數(shù)據(jù)后臺，人員操作的舒適性、系統(tǒng)的交互性會再提升。建議消防部門從頂層搭建計(jì)算機(jī)兵棋推演技術(shù)平臺，并進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用與升級，一線消防救援人員的指揮能力會有一定提高。

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