王夏光，宋訓(xùn)利，劉彥陽，邢爾鑫

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610051）

0 引言

近年來，電網(wǎng)企業(yè)越來越重視應(yīng)急管理體系建設(shè)工作，國家也不斷對應(yīng)急管理體系建設(shè)工作提出更高的要求[1]。2009年，為加強(qiáng)對應(yīng)急演練工作的指導(dǎo)，增強(qiáng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力，促進(jìn)應(yīng)急演練規(guī)范、安全、節(jié)約、有序地開展,國務(wù)院原應(yīng)急辦出臺《突發(fā)事件應(yīng)急演練指南》，這是國內(nèi)專門用于規(guī)范全國各領(lǐng)域應(yīng)急演練活動的指導(dǎo)性文件。2018年4月16日，國務(wù)院應(yīng)急管理部正式掛牌成立，其主要職責(zé)之一便是推動應(yīng)急預(yù)案體系建設(shè)和預(yù)案演練。

應(yīng)急演練是應(yīng)急體系建設(shè)工作的重要組成部分，積極開展應(yīng)急演練，可以有效地提升應(yīng)急指揮人員對于應(yīng)急流程的反應(yīng)能力及熟練程度，熟悉并掌握應(yīng)急演練相關(guān)職責(zé)，還能有效增強(qiáng)各個部門的應(yīng)急配合力度，以達(dá)到降低電力系統(tǒng)中發(fā)生突發(fā)或緊急事件時造成的人身傷害和設(shè)備損壞。而如何有效地開展應(yīng)急演練，提升應(yīng)急安全管控力度、提高突發(fā)事件應(yīng)對能力，是當(dāng)前需要深入研究的課題。

1 應(yīng)急演練基本原理

演練是創(chuàng)造一個人工環(huán)境讓參與者在其中練習(xí)、體驗、提高，并嘗試進(jìn)行突發(fā)事件應(yīng)對的“試驗場”。

1.1 應(yīng)急演練的工作場原理

演練要為參與者提供一個受控的、理想的工作場景，讓參演者在其中完成有限的、既定的任務(wù)。演練的運(yùn)行可遵循PDCA循環(huán)原理。P (Plan)計劃，即在演練中制訂演練計劃和進(jìn)行各種演練準(zhǔn)備；D (Do)執(zhí)行，即演練的實施；C (Check)檢查，即在演練實踐中對演練做出評估總結(jié)。A (Action)行動，即對演練過程和評估方式進(jìn)行處理，使其模式化，或者標(biāo)準(zhǔn)化，以便進(jìn)行推廣。

圖1 PDCA循環(huán)原理圖

1.2 應(yīng)急演練的學(xué)習(xí)場原理

從學(xué)習(xí)角度看，演練是演練設(shè)計者為參演者提供的一個學(xué)習(xí)提高的場所。這里的學(xué)習(xí)是發(fā)揮參演者主動性的參與式、行動式學(xué)習(xí)。采用ARD原理，從行動(Action)到反思(Reflection)，再到發(fā)展(Development)，最終實現(xiàn)產(chǎn)出的邏輯過程。

圖2 ARD原理圖系

1.3 應(yīng)急演練的心理場原理

心理學(xué)家勒溫認(rèn)為，心理場包括物質(zhì)環(huán)境中的某些事件(即被知覺到的物質(zhì)環(huán)境)，以及個人的信念、感情和目的等。從參演者個人角度看，演練對于每一個參演者而言，都是一個特殊的心理場。這個心理場是個體心理和其所在環(huán)境在其內(nèi)心中的反映。演練就是通過創(chuàng)造一個有壓力、有挑戰(zhàn)的外部環(huán)境，構(gòu)建一個群體心理場，并影響參演者個人的心理場。通過“刺激—反應(yīng)—適應(yīng)”這樣一次次的心理循環(huán)推動參演者提高心理素質(zhì)。

2 水電站應(yīng)急演練不足研究

目前，各水電站嚴(yán)格落實應(yīng)急演練各項要求，積極開展應(yīng)急演練，取得了較好的成果，對于員工的應(yīng)急處置能力和應(yīng)急意識水平的提升有較大幫助。但是，當(dāng)前模式下的應(yīng)急演練也存在一些問題：①完整性不足，一般的演練都只模擬單一的故障或者單一的處理過程，而忽視了整個事件；②情景模擬效果不佳，信息推送形式單一，代入感較差，當(dāng)前市場上出現(xiàn)的各種仿真系統(tǒng)可以讓事故的模擬處置成為可能，但其情景的模擬缺乏渲染力，給人體驗不夠真實；③缺乏實戰(zhàn)效果，當(dāng)前演練需事先編制腳本，不夠靈活和經(jīng)濟(jì)，不能夠真正檢驗應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制，不能進(jìn)行多次重復(fù)演練，也不能對多種方案的效果進(jìn)行對比[2]；④演練評估不足，當(dāng)前應(yīng)急演練評估是由觀摩人員與評估人員按照演練方案中的評估表進(jìn)行評估，其評估效果受制于方案編寫人的技術(shù)水平。

3 應(yīng)急演練系統(tǒng)需求研究

針對當(dāng)前應(yīng)急演練方式存在的問題，需采取針對性的措施來建立完整和規(guī)范的水電站應(yīng)急演練系統(tǒng)，為技術(shù)人員提供一個符合其工作特點(diǎn)的事故演練系統(tǒng)平臺，以借助該系統(tǒng)來全面提升專業(yè)人員應(yīng)對突發(fā)事件的處置能力。當(dāng)前應(yīng)急演練業(yè)務(wù)流程主要包括演練計劃、演練準(zhǔn)備、演練實施、演練總結(jié)4部分，而各部分業(yè)務(wù)流程又由許多環(huán)節(jié)所構(gòu)成，從而形成了應(yīng)急演練的業(yè)務(wù)流程體系，如圖3所示。

圖3 應(yīng)急演練業(yè)務(wù)流程體系

根據(jù)應(yīng)急演練業(yè)務(wù)流程體系，可總結(jié)出當(dāng)前應(yīng)急演練系統(tǒng)建設(shè)的核心是要建立演練指揮管理、演練進(jìn)程控制、演練資源管理、演練評估等功能模塊。

3.1 演練指揮管理

演練指揮管理指的是在應(yīng)急演練過程中，導(dǎo)演組可以隨時調(diào)整演練目標(biāo)，主要包括人物運(yùn)行狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行、目標(biāo)添加、目標(biāo)取消、目標(biāo)設(shè)定等功能[3]。

3.2 演練進(jìn)程控制

演練進(jìn)程控制指的是在應(yīng)急演練過程中，能夠根據(jù)演練項目的相關(guān)事件信息來啟動后續(xù)事件，并控制演練項目的發(fā)展以及結(jié)束，對于不同的事件，還可以根據(jù)演練的進(jìn)展情況，手動推送演練信息，以實現(xiàn)應(yīng)急演練的啟動、退出、停止。

3.3 演練資源管理

演練資源管理指的是能實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行方式、應(yīng)急處置場景、評價模型等演練資源管理，并實現(xiàn)在腳本制作中調(diào)用。通過調(diào)用演練資源模板的方式，能夠快速構(gòu)建出事故應(yīng)急處置場景。

3.4 演練評估管理

演練評估管理指的是在應(yīng)急處置的演練過程中，可以對整個演練過程以及所有參演人員處置步驟進(jìn)行評價，從而確定應(yīng)急演練達(dá)到的具體效果，并在演練結(jié)束后生成演練總結(jié)報告，以供其他觀摩人員或受訓(xùn)人員學(xué)習(xí)。

4 應(yīng)急演練系統(tǒng)功能研究

根據(jù)應(yīng)急演練系統(tǒng)的功能需求分析，可以將應(yīng)急演練系統(tǒng)劃分為5個部分，即演練資源管理子系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案/異常事件演練子系統(tǒng)、綜合演練子系統(tǒng)、應(yīng)急演練培訓(xùn)子系統(tǒng)及系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)下又構(gòu)建了相應(yīng)的功能模塊，從而形成了應(yīng)急演練系統(tǒng)功能設(shè)計圖，如圖4所示。

圖4 應(yīng)急演練系統(tǒng)功能設(shè)計圖

4.1 演練資源管理子系統(tǒng)

演練資源管理子系統(tǒng)包含系統(tǒng)庫管理、設(shè)備庫管理、應(yīng)急專家?guī)旃芾?、評估標(biāo)準(zhǔn)庫管理、術(shù)語/指令庫管理、運(yùn)行圖冊庫管理等功能模塊，具有對應(yīng)急處置場景、系統(tǒng)運(yùn)行方式、評價模型等管理的功能，可實現(xiàn)對應(yīng)急處置場景、系統(tǒng)運(yùn)行方式、評價模型等的存儲、生成、輸出，便于在演練項目和腳本生成過程中方便快速地調(diào)用。

4.2 歷史異常事件/應(yīng)急預(yù)案演練子系統(tǒng)

歷史異常事件/應(yīng)急預(yù)案演練子系統(tǒng)主要用于歷史異常事件/應(yīng)急預(yù)案事件的演練的反復(fù)學(xué)習(xí)演練，促進(jìn)持續(xù)提升。系統(tǒng)主要包括參演人員預(yù)設(shè)、演練進(jìn)程控制、演練評估、即時通信管理、演練項目信息查看等功能模塊，參演人員預(yù)設(shè)是在演練腳本和參演角色生成后，實現(xiàn)角色與任務(wù)的預(yù)先設(shè)置，將每個演練任務(wù)分配到系統(tǒng)所提供的角色；演練進(jìn)程控制可實現(xiàn)演練啟動、暫停、退出及演練錄制、回放，控制演練的發(fā)展和結(jié)束等；演練評估是根據(jù)演練進(jìn)展，對演練環(huán)節(jié)進(jìn)行過程評估，避免演練結(jié)束后評估不夠全面；即時通信管理是在演練過程中進(jìn)行語音通話，并同步實時文字識別，實現(xiàn)演練過程的語音通信；演練項目信息查看可以實時查看演練項目信息、演練項目中評估標(biāo)準(zhǔn)及演練相關(guān)內(nèi)容記錄與統(tǒng)計等[4]。

4.3 綜合演練子系統(tǒng)

綜合演練子系統(tǒng)主要用于無腳本形式的盲演，主要由應(yīng)急演練制作、應(yīng)急實施、應(yīng)急演練評估功能模塊組成。應(yīng)急演練制作包括演練場景、運(yùn)行方式、演練腳本、評估標(biāo)準(zhǔn)、參演角色、演練任務(wù)等演練基本信息生成，及參演人員預(yù)設(shè)、演練項目信息查看等。演練基本信息生成可以選擇自主編輯或調(diào)用演練資源管理庫模板方式開展，演練基本信息生成后通過參演人員預(yù)設(shè)實現(xiàn)角色與任務(wù)的綁定，演練項目信息查看實現(xiàn)演練項目信息、演練項目評估標(biāo)準(zhǔn)等實時查看，給評估人員提供參考。

應(yīng)急演練實施用于演練進(jìn)程控制、演練信息推送、演練過程信息記錄。演練進(jìn)程控制用于對演練節(jié)奏的控制；演練信息推送可以根據(jù)設(shè)置的關(guān)鍵信息點(diǎn)，實現(xiàn)信息的自動推送給特定演習(xí)對象，也可由導(dǎo)演組手動推送給特定演習(xí)對象；演練過程信息記錄實現(xiàn)記錄和統(tǒng)計演練相關(guān)內(nèi)容，包括演練項目名稱、參演人員、演練開始及持續(xù)時間、演練過程描述、演練評估報告、演練過程錄像、演練通信記錄等。

應(yīng)急演練評估具有評估標(biāo)準(zhǔn)查看、演練過程評估、評估結(jié)果管理等功能。評估標(biāo)準(zhǔn)查看可實時查看演練項目中評估標(biāo)準(zhǔn)，給評估人員提供參考。演練過程評估可根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)，在演練中對演練過程的任何一個環(huán)節(jié)進(jìn)行評估，避免演練結(jié)束后評估不夠全面。評估結(jié)果管理將評估內(nèi)容匯總生成評估報告，任何人員都可查看本次演練的評估結(jié)果。同時將評估報告發(fā)布至培訓(xùn)子系統(tǒng)并與相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案或異常事件管理，在開展培訓(xùn)時可根據(jù)評估結(jié)果突出培訓(xùn)處置重點(diǎn)。

4.4 應(yīng)急演練培訓(xùn)子系統(tǒng)

應(yīng)急演練培訓(xùn)子系統(tǒng)由演練計劃管理、培訓(xùn)課程管理、培訓(xùn)資料管理模塊組成。演練計劃管理主要用于提供演練計劃模板，可根據(jù)需求建立年度、三年、五年演練計劃；培訓(xùn)課程管理可以根據(jù)培訓(xùn)計劃新建培訓(xùn)課程，然后根據(jù)培訓(xùn)方式可以選擇知識內(nèi)容培訓(xùn)或者是情景內(nèi)容培訓(xùn)；培訓(xùn)資料管理給用戶提供培訓(xùn)資料庫，各用戶根據(jù)權(quán)限實現(xiàn)培訓(xùn)資料上傳、查看以及下載等功能。

5 應(yīng)急演練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究

5.1 軟件架構(gòu)

水電站應(yīng)急演練系統(tǒng)采用B/S構(gòu)架，即瀏覽器和服務(wù)器架構(gòu)模式。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用。系統(tǒng)劃分為4層，從下到上依次為接口層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

接口層能保障本系統(tǒng)各模塊之間的通信、網(wǎng)絡(luò)、圖像、信號等實現(xiàn)可靠的互聯(lián)互通和及時互動，最大限度地進(jìn)行水電站應(yīng)急過程的模擬和演練。接口層的內(nèi)部系統(tǒng)接口實現(xiàn)各功能模塊間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享。外部系統(tǒng)接口可實現(xiàn)與電廠第三方平臺之間的信息交互。

數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)中心集中存儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，主要包括模型庫、專家?guī)?、資源庫、演練腳本庫、演練進(jìn)程信息庫、文檔庫等。

服務(wù)層提供了一些基礎(chǔ)功能服務(wù)，包括應(yīng)用控制、過程記錄、即時通信、文檔生產(chǎn)等，供水電站應(yīng)急演練系統(tǒng)調(diào)用。

應(yīng)用層包括演練資源管理子系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案/異常事件演練管理子系統(tǒng)、綜合演練管理子系統(tǒng)、應(yīng)急演練培訓(xùn)管理子系統(tǒng)等5個應(yīng)用功能模塊，共同組成應(yīng)用層面的電力應(yīng)急演練系統(tǒng)。應(yīng)用層和服務(wù)層主要考慮參與指揮人員、參演小組、評估人員、系統(tǒng)管理人員的操作以及信息交流與反饋情況。總體上能保證用戶的操作體驗，信息交流通暢以及問題處理及時。

5.2 硬件結(jié)構(gòu)圖

水電站應(yīng)急演練系統(tǒng)由VR設(shè)備、語音輸入設(shè)備、云服務(wù)器、交換機(jī)、移動及固定終端等組成。交換機(jī)用于網(wǎng)絡(luò)的連接，將VR設(shè)備及語音設(shè)備與應(yīng)急演練系統(tǒng)服務(wù)器建立連接，將水電站第三方平臺與應(yīng)急演練系統(tǒng)服務(wù)器建立連接。終端計算機(jī)、手機(jī)及平板電腦等移動終端用于應(yīng)急演練系統(tǒng)的人機(jī)交互，完成系統(tǒng)的人工操作、設(shè)置、報警等，例如用戶權(quán)限許可、演練腳本及專家?guī)煺{(diào)用、啟動演練方案等。

圖6 應(yīng)急演練系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

6 應(yīng)急演練系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)原理

6.1 數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)

數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)是有關(guān)建立、存儲、修改和存取數(shù)據(jù)庫中信息的技術(shù)，是指為保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行和服務(wù)質(zhì)量，有關(guān)人員須進(jìn)行的技術(shù)管理工作。在應(yīng)急演練系統(tǒng)中，可利用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)具體化異常事件現(xiàn)象及處置內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)化處置流程。

6.2 模塊化設(shè)計技術(shù)

模塊是指一組具有一定功能特征要素的組合單元。模塊化設(shè)計是指在一定范圍內(nèi)使用不同模塊對系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃和組織，以滿足不同需求的設(shè)計方法。利用模塊化設(shè)計技術(shù)，對應(yīng)急演練資源庫分類模塊化設(shè)計，供應(yīng)急演練腳本制作和演練過程中使用。

6.3 移動互聯(lián)技術(shù)

移動互聯(lián)技術(shù)是指互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、平臺和應(yīng)用與移動通信技術(shù)結(jié)合并實踐的活動總稱，能通過移動終端對因特網(wǎng)上的信息進(jìn)行訪問，并獲取一些所需要的信息，在應(yīng)急演練系統(tǒng)中可實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄、多人參與，打破空間限制。

6.4 水電站數(shù)字仿真技術(shù)

水電站數(shù)字仿真技術(shù)包括水電站水力過渡過程數(shù)字仿真、發(fā)電機(jī)仿真、變壓器仿真等，能動態(tài)顯示各物理量之間的變化關(guān)系，豐富應(yīng)急演練系統(tǒng)功能。

6.5 VR技術(shù)

VR技術(shù)綜合了計算機(jī)圖形技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)，通過佩戴VR終端，使演練人員置身于具有視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺的虛擬電站運(yùn)行環(huán)境，實現(xiàn)演練人員與電站設(shè)備設(shè)施的信息交互。

7 結(jié)論及建議

按照應(yīng)急演練系統(tǒng)的建設(shè)思路所構(gòu)建的應(yīng)急演練系統(tǒng)，能夠有效提升員工的危機(jī)管理意識，可以使員工明確在處理突發(fā)事件過程中的責(zé)任和處置流程，能夠有效豐富員工在應(yīng)急處置過程中的指揮、協(xié)調(diào)、決策等方面的能力和經(jīng)驗，可以滿足水電站各層次應(yīng)對突發(fā)性災(zāi)害事件的應(yīng)急演練和培訓(xùn)需求。

此外，建議可進(jìn)一步研究對接水電站監(jiān)控系統(tǒng)功能，建立應(yīng)急演練專家?guī)欤?dāng)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)異常事件典型信號、典型現(xiàn)象時，自動彈出相關(guān)處置措施，輔助當(dāng)班值長決策，實現(xiàn)高效應(yīng)急處置。