劉松濤，胡 靜

（1.天津市賽達(dá)燃?xì)庥邢薰?天津 300385；2.天津城建大學(xué) 天津 300384）

1 項(xiàng)目背景

2021 年以來，湖北十堰、大連、沈陽等地相繼發(fā)生燃?xì)獗际鹿?，由于天然氣具有易擴(kuò)散、易燃燒、易爆炸等特點(diǎn)［1］，發(fā)生事故往往會(huì)造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。隨著我國(guó)天然氣市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，如何探索建立適合各燃?xì)夤咀陨項(xiàng)l件的燃?xì)鈶?yīng)急管理體系勢(shì)在必行，以便能夠在出現(xiàn)泄漏、爆燃事故時(shí)迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)切斷氣源，合理配置資源，組織搶險(xiǎn)搶修，把事故損失控制到最低程度。

為貫徹執(zhí)行新修訂的《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》和《天津市燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》要求，保證燃?xì)馔话l(fā)事件的應(yīng)急救援工作高效有序進(jìn)行，天津市賽達(dá)燃?xì)夤靖鶕?jù)相關(guān)法規(guī)要求和實(shí)際需求重新修訂應(yīng)急預(yù)案，決心建立一套完善的燃?xì)鈶?yīng)急管理系統(tǒng)，以期為處置燃?xì)馔话l(fā)事件提供有效的技術(shù)支持和人員儲(chǔ)備。

經(jīng)過一年多的努力，結(jié)合公司已建成的三維信息系統(tǒng)，應(yīng)用三維虛擬仿真技術(shù)、 3D GIS 技術(shù)，建設(shè)完成一套燃?xì)鈶?yīng)急管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在第一時(shí)間確認(rèn)位置、控制閥門、調(diào)集最近巡檢人員車輛、消防車輛和影響的用氣范圍，達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)。

2 建設(shè)目標(biāo)

應(yīng)急預(yù)案是為保證迅速、有序、有效地針對(duì)已發(fā)生或可能發(fā)生的突發(fā)事件開展控制與救援行動(dòng)，以盡量避免事件的發(fā)生或降低其造成的損害，依照相關(guān)的法律法規(guī)而預(yù)先制定的應(yīng)急工作方案。應(yīng)急預(yù)案是計(jì)劃和方法，應(yīng)急演練是實(shí)踐和檢驗(yàn)。開展應(yīng)急演練是檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)和增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)急搶險(xiǎn)能力的一個(gè)重要手段。通過模擬真實(shí)事故的發(fā)生，暴露所制定的應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急流程存在的缺陷，彌補(bǔ)應(yīng)急管理中人員、設(shè)備、通信等應(yīng)急資源配備的不足，改善各應(yīng)急部門和人員之間的協(xié)調(diào)，明確崗位職責(zé)，提高應(yīng)急搶險(xiǎn)人員的熟練程度和技術(shù)水平，加強(qiáng)企業(yè)員工對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急意識(shí)和處置能力，達(dá)到為燃?xì)鈶?yīng)急預(yù)案管理和人員演練過程提供輔助決策的目的，解決“事故發(fā)生前做什么、事件發(fā)生時(shí)做什么、事件發(fā)生后做什么、以上工作誰來做” 4 個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)了西青燃?xì)鈶?yīng)急預(yù)案的數(shù)字化、信息化管理，為人員演練提供仿真場(chǎng)景，為培訓(xùn)考核提供了科學(xué)依據(jù)。

3 建設(shè)內(nèi)容

3.1 建設(shè)依據(jù)

依據(jù)《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》《天津市燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》《天津市城鎮(zhèn)燃?xì)夤庠O(shè)施運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)》《天津市突發(fā)事件總體應(yīng)急預(yù)案》和《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)施運(yùn)行、維護(hù)和搶修安全技術(shù)規(guī)程》制定本燃?xì)鈶?yīng)急管理系統(tǒng)。

3.2 流程設(shè)計(jì)

3.2.1 物理架構(gòu)

系統(tǒng)部署在賽達(dá)燃?xì)夤緝?nèi)部局域網(wǎng) Web 服務(wù)器上，數(shù)據(jù)庫部署在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，通過路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，管理員和應(yīng)急演練人員在 PC 端登錄Mozilla Firefox 瀏覽器進(jìn)行操作。系統(tǒng)的物理架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 物理架構(gòu)Fig.1 Physical architecture

3.2.2 邏輯架構(gòu)

根據(jù)公司現(xiàn)有系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，該架構(gòu)由 3 層結(jié)構(gòu)組成［2］，從邏輯上分為功能應(yīng)用層、核心業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)服務(wù)層，同一層以功能劃分，為上一層提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 邏輯架構(gòu)Fig.2 Logical architecture

①應(yīng)用表現(xiàn)層：該層是直接與用戶交互的系統(tǒng)功能層，是根據(jù)需求內(nèi)容實(shí)現(xiàn)用戶界面設(shè)計(jì)并完成界面元素驅(qū)動(dòng)下層功能組件的邏輯，包括應(yīng)急預(yù)案管理子系統(tǒng)和在線演練管理子系統(tǒng) 2 部分。

②核心業(yè)務(wù)層：該層是各應(yīng)用系統(tǒng)賴以構(gòu)建和運(yùn)行的核心。其中應(yīng)急管理子系統(tǒng)包括預(yù)案模型建庫、預(yù)案模型管理、演練計(jì)劃管理、基本信息管理和系統(tǒng)管理 5 個(gè)模塊；在線演練管理子系統(tǒng)包括演練計(jì)劃查詢、在線演練和演示匯報(bào) 3 個(gè)模塊。

③數(shù)據(jù)服務(wù)層：數(shù)據(jù)服務(wù)層為核心業(yè)務(wù)層提供數(shù)據(jù)和信息支持。其中預(yù)案模型建庫包含預(yù)案模型分類、預(yù)案模型編輯和預(yù)案模型復(fù)制導(dǎo)出刪除 3 個(gè)子模塊；預(yù)案模型管理包含預(yù)案查詢、預(yù)案部署和預(yù)案校驗(yàn) 3 個(gè)子模塊；演練計(jì)劃管理包含演練場(chǎng)景、預(yù)案選擇、三維信息系統(tǒng)和車載定位系統(tǒng) 4 個(gè)子模塊；基本信息管理包含考核評(píng)價(jià)題庫、應(yīng)急知識(shí)題庫、仿真動(dòng)畫庫 3個(gè)子模塊；系統(tǒng)管理包含機(jī)構(gòu)管理、資源管理、角色管理、日志管理 4 個(gè)子模塊。其中演練計(jì)劃查詢包含未開始和進(jìn)行中 2 個(gè)子模塊；在線演練包含進(jìn)度字典 1 個(gè)子模塊；演示匯報(bào)包含預(yù)案流程、改進(jìn)建議和歷史回放 3 個(gè)子模塊。

3.3 應(yīng)急預(yù)案管理子系統(tǒng)

應(yīng)急預(yù)案管理子系統(tǒng)是在線演練管理子系統(tǒng)的基礎(chǔ)和前提，功能模塊包括預(yù)案模型建庫、預(yù)案模型管理、演練計(jì)劃管理、基本信息管理和系統(tǒng)管理 5 部分。

3.3.1 預(yù)案模型建庫

該模塊負(fù)責(zé)將文本化的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行整理、編輯，并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字化、信息化、可視化和流程化的應(yīng)急預(yù)案模型，為演練計(jì)劃管理和在線演練子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和服務(wù)支持。

賽達(dá)燃?xì)夤緫?yīng)急預(yù)案模型按公司應(yīng)急預(yù)案分類進(jìn)行編輯，分為一級(jí)（較大）應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案和二級(jí)（一般）應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案兩大類［3］，其中一級(jí)預(yù)案包括6 種情況，二級(jí)預(yù)案包括 3 種情況。

一級(jí)（較大）應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)：

①天然氣管道中壓及以上級(jí)別嚴(yán)重泄漏；

②重要管線或調(diào)壓站設(shè)備損壞，造成重大社會(huì)影響的事件（2 000戶以上大面積居民用戶或重用氣企業(yè)停氣）；

③燃?xì)夤芫€泄漏引發(fā)爆炸或火災(zāi)；

④重大事故（重傷 1 人或輕傷 3 人及以上）及以上的事故；

⑤重大節(jié)假日及國(guó)家、省市級(jí)重要會(huì)議及活動(dòng)期間，發(fā)生燃?xì)庑孤匆患?jí)搶險(xiǎn)預(yù)案啟動(dòng)；

⑥二級(jí)類型險(xiǎn)情擴(kuò)大、蔓延為一級(jí)險(xiǎn)情等其他事件。

二級(jí)（一般）應(yīng)急搶險(xiǎn)系統(tǒng)啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)：

①低壓天然氣管道嚴(yán)重泄漏；

②一般事故（輕傷 2 人以下）；

③其他達(dá)到響應(yīng)級(jí)別但不屬于一級(jí)的事件。

預(yù)案模型分類設(shè)置完成后，可以向分類中添加預(yù)案模型，具備預(yù)案關(guān)鍵字編輯、部署、導(dǎo)出、復(fù)制、刪除功能。

預(yù)案模型編輯是應(yīng)急預(yù)案模型的可視化編輯界面，界面分為 3 個(gè)部分：頁面上方為系統(tǒng)菜單欄，頁面左側(cè)為系統(tǒng)工具欄，頁面右側(cè)為預(yù)案模型編輯窗口，利用菜單欄和工具欄根據(jù)設(shè)想的流程圖對(duì)預(yù)案模型進(jìn)行編輯，如圖3所示。

圖3 預(yù)案模型編輯截圖Fig.3 Screenshot of plan model editing

3.3.2 預(yù)案模型管理

應(yīng)急預(yù)案模型管理主要功能是對(duì)預(yù)案模型進(jìn)行管理，包括部署、激活、流程圖查詢、啟動(dòng)和刪除等功能，如圖4所示。

圖 4 應(yīng)急預(yù)案管理截圖Fig.4 Screenshot of emergency plan management

應(yīng)急預(yù)案校驗(yàn)是為了校驗(yàn)預(yù)案模型的正確性和流程運(yùn)行是否符合預(yù)定設(shè)想。校驗(yàn)流程為：

啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案生成一個(gè)預(yù)案實(shí)例→查看到預(yù)案實(shí)例、當(dāng)前任務(wù)信息和已完成任務(wù)信息→處理當(dāng)前任務(wù)使應(yīng)急預(yù)案完成當(dāng)前任務(wù)后進(jìn)入下一個(gè)任務(wù)→應(yīng)急預(yù)案流程按照計(jì)劃完成

3.3.3 演練計(jì)劃管理

為了明確在線演練的場(chǎng)景設(shè)置和預(yù)案選擇，應(yīng)急演練人員可以在不同的場(chǎng)景演練不同的燃?xì)馐鹿?，即演練不同的?yīng)急預(yù)案。

賽達(dá)燃?xì)夤疽呀ǔ梢惶住叭S信息系統(tǒng)”，為演練計(jì)劃管理模塊提供場(chǎng)景選擇，具體包括：地下管線數(shù)據(jù)信息管理（地上地下的二、三維一體化）；管線統(tǒng)計(jì)、查詢、應(yīng)用分析測(cè)量功能（橫縱斷面、水平凈距、垂直凈距、開挖分析、覆土分析）等。

車載定位系統(tǒng)是對(duì)公司應(yīng)急搶險(xiǎn)車輛和巡檢車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和軌跡跟蹤的管理系統(tǒng)，目的是為演練計(jì)劃管理模塊提供車輛位置信息。

3.3.4 基本信息管理

此模塊包含考核評(píng)價(jià)題庫、應(yīng)急知識(shí)題庫和仿真動(dòng)畫庫 3 部分。

考核評(píng)價(jià)題庫是指在線演練考核題目，主要針對(duì)在線演練人員考核要求設(shè)計(jì)，提前將需要考核的內(nèi)容題型整理出來入庫，可設(shè)置單選題、多選題和判斷題，目的是考核和提高參演人員知識(shí)水平，如圖5所示。

圖5 考核評(píng)價(jià)題庫截圖Fig.5 Screenshot of examination and evaluation question bank

應(yīng)急知識(shí)題庫用于存儲(chǔ)法律、規(guī)范、規(guī)章制度等應(yīng)急知識(shí)，以文本和圖片形式展示應(yīng)急知識(shí)，供應(yīng)急人員查看和學(xué)習(xí)，如圖6所示。

圖6 應(yīng)急知識(shí)題庫截圖Fig.6 Screenshot of emergency knowledge database

仿真動(dòng)畫庫用于存放所有的動(dòng)畫模型信息，包括動(dòng)畫的名稱、描述、路徑等，并將動(dòng)畫模型信息進(jìn)行編輯、保存和查詢。

3.3.5 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括機(jī)構(gòu)管理、資源管理、角色管理和日志管理 4 部分。

機(jī)構(gòu)管理是指參與應(yīng)急演練的部門管理，賽達(dá)燃?xì)庵饕ò踩夹g(shù)部、工程建設(shè)部、管網(wǎng)運(yùn)行部、調(diào)度中心等部門，用于公司部門信息管理。

資源管理用于配置應(yīng)急管理系統(tǒng)各個(gè)頁面菜單結(jié)構(gòu)，包括新建、刪除、排序、編輯和查看，以保證系統(tǒng)的可配置、可擴(kuò)展和可維護(hù)性。

角色管理是指在系統(tǒng)使用過程中對(duì)于使用者權(quán)限控制的用戶類型定義，角色信息描述用戶在應(yīng)急演練過程中所擔(dān)任的角色，角色管理不僅包括角色信息的增刪改查，關(guān)鍵是權(quán)限控制，對(duì)不同使用者開放不同的權(quán)限。

用戶通過日志管理功能可查看系統(tǒng)登錄用戶及訪問日志信息。

3.4 在線演練管理子系統(tǒng)

在線演練管理子系統(tǒng)的目的是為了強(qiáng)化應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍訓(xùn)練、提高應(yīng)急搶修能力，同時(shí)也是行業(yè)監(jiān)管要求，包括演練計(jì)劃查詢、在線演練和演示匯報(bào) 3 部分。

3.4.1 演練計(jì)劃查詢

可查詢到所有的“未開始”和“進(jìn)行中”的演練計(jì)劃信息。

3.4.2 在線演練

在線演練界面基于賽達(dá)燃?xì)馊S信息系統(tǒng)，即西青經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)三維實(shí)景和燃?xì)獾叵鹿芫€三維模型為演練場(chǎng)景，模擬實(shí)際空間地理信息，以達(dá)到可視化展示的目的，幫助搶修隊(duì)伍分析事故現(xiàn)場(chǎng)，便于公司對(duì)事故多發(fā)點(diǎn)或隱患點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防性應(yīng)急演練。圖7所示畫面截圖即是在線演練開始時(shí)調(diào)度中心接到報(bào)警電話（右上角）派距離最近的巡檢人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)查看并匯報(bào)燃?xì)庑孤┣闆r，進(jìn)而啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，也可在此過程中設(shè)置考核題目（左上角）。該圖右下角為進(jìn)度字典，功能是在線演練時(shí)為方便用戶了解演練進(jìn)度，可以設(shè)置符合自己要求的進(jìn)度信息，并將進(jìn)度信息設(shè)置到預(yù)案模型中。在線演練采用 3D GIS 技術(shù)，集動(dòng)畫示意、視頻展示和考核于一體，不僅能夠使搶險(xiǎn)隊(duì)伍熟悉應(yīng)急預(yù)案流程，也能使搶險(xiǎn)隊(duì)伍通過答題和現(xiàn)場(chǎng)分析提高應(yīng)急搶險(xiǎn)、搶修技能。

圖7 在線演練截圖Fig.7 Online drill screenshot

3.4.3 演示匯報(bào)

演示匯報(bào)包含預(yù)案流程、改進(jìn)建議和歷史回放3 項(xiàng)功能。演示匯報(bào)在演示時(shí)可自動(dòng)運(yùn)行，并向應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍講解預(yù)案流程，記錄改進(jìn)建議。在歷史回放中可以查詢到所有的歷史演練信息，可以將歷史演練時(shí)間、考核結(jié)果結(jié)合動(dòng)畫展示出來，包括顯示燃?xì)庑孤顩r、監(jiān)護(hù)人員和周邊各應(yīng)急救援組，警戒范圍劃定，各應(yīng)急救援組向調(diào)度中心匯報(bào)、報(bào)備，調(diào)度派人通知受影響用戶，通知完畢后即可進(jìn)行下一步搶險(xiǎn)搶修作業(yè)，同時(shí)顯示演練進(jìn)度。

圖8 演示匯報(bào)截圖Fig.8 Screenshot of presentation report

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 技術(shù)特點(diǎn)

①采用插件式開發(fā)方法，能夠在 Windows 平臺(tái)瀏覽器中運(yùn)行，方便用戶使用。

②使用B/S系統(tǒng)架構(gòu)，支持多用戶同時(shí)訪問系統(tǒng)，多用戶、多角色在線演練，提高了演練效率。

③使用三維虛擬仿真技術(shù)和 3D GIS 技術(shù)，將演練貼近真實(shí)場(chǎng)景。

4.2 功能特點(diǎn)

①配有演練知識(shí)題庫，方便進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)知識(shí)考核和學(xué)習(xí)。

②模型、預(yù)案、動(dòng)畫可配置，適應(yīng)不同種類事故的演練。

③實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化管理，促進(jìn)了應(yīng)急預(yù)案的改進(jìn)和完善，明確了搶險(xiǎn)人員工作分工、職責(zé)和任務(wù)，有利于人員應(yīng)急搶險(xiǎn)能力的提高，提升了工作效率和培訓(xùn)能力，同時(shí)便于對(duì)應(yīng)急人員進(jìn)行考核和對(duì)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行評(píng)估、改進(jìn)和完善?！?/p>