可視化應急指揮系統在石化企業的應用

郭延海 陳守文

(中海油信息科技有限公司，天津 300452)

可視化應急指揮系統在石化企業的應用

郭延海 陳守文

(中海油信息科技有限公司，天津 300452)

基于某石化企業的安全應急管理需求，開展構建應急程序化、圖形應急指揮及應急預案等關鍵技術的研究，建立石化企業安全應急系統，并進行示范應用。

應急管理 協同指揮 可視化安全應急

隨著社會的進步，科技的發展，越來越多的新技術的發明，新裝置的配備使得生產效率大幅提高。但是隨之而來的是新的安全隱患。如何才能在新的安全隱患面前做到及早發現，及早整改，這是當今需要解決的問題。

石化行業作為高危行業，涉及化工產品的生產、儲運、海上工程建設及服務等危險性生產作業，各類突發事件時有發生，安全生產監管難度很大，事故防范任務艱巨，應急事件處理指揮及時性要求高，多級別協同程度要求迫切。在考慮企業業務特點的同時，根據企業應急管理體系規范要求，通過系統化手段實現對應急指揮過程的綜合化、立體化、協同化處置管理，發揮系統信息集成、輔助決策、監測監控作用，使得企業能夠對于生產過程有較好的風險控制和事故的應急處理。

由于石化企業的生產工藝復雜，現場有大量危險源，探索安全應急管理方法、對突發事件的處置、引導安全應急管理系統標準的制定，分模塊構建應急程序化、圖形應急指揮、應急預案[1]、集成的異構系統技術，利用網絡實現數據與事故同步等技術的研究，最終實現企業中的安全應急管理，并應用于實際生產中具有重要的現實意義。

國外安全應急管理，特別是石化企業安全應急管理起始于20世紀80年代，發展至今，已經搭建了相對完善的安全應急系統[2]，能夠構建應急資源、危險源、巡檢設施、應急預案及風險管理等功能模塊，在企業的日常生產運行中得到了很好的應用。

國內的安全應急管理起步相對較晚[3]，雖然一些大型石化企業現階段已經初步建立了安全應急管理，但是與國外的安全應急管理相比，存在很大的差距。雖然有個別成熟的應用，但是缺少系統框架，這也使得安全應急系統的普及滯后，與國外的差距越來越大。現今亟需投入大量資源開展相關的工作，使得國內安全應急管理能夠有明顯的進步，減少事故發生的概率，保障企業安全生產。

2 關鍵技術攻關與系統開發

2.1應急程序化技術

突發事件有突然、不確定、社會、緊急及決策的非程序等特性，這使得對于事件的處理過程變得復雜，也增加了企業的損失。筆者基于對安全應急管理的理論探究，以及對石化企業應對緊急事件處理的了解，整理出安全應急管理流程的層次模型和運作模型。

層次模型包括計劃應急安全、實施應急過程、現場協調3個層面(圖1)，具體如下：

a. 計劃應急安全是之前就準備好的計劃文檔，所有實施的應急過程都包含在應急計劃中，它通過應急目標來實現應急過程，它決定了現場救援的成效。

b. 實施應急過程是按照計劃應急安全，將計劃分步驟，下達指令，同時通過應急指令來實現事故現場的應急救援。實施應急過程包含著許多活動和應急物資的調用，設備設施的信息，以及救援人員的信息等。

c. 現場協調主要是通過接收實施應急過程的消息來開展救援，并及時反饋，同時對于應急過程中存在的問題進行反饋，對于計劃應急安全有修改作用。

圖1 應急管理層次模型

應急運作模型(圖2)的內容包含：

a. 應急處置計劃，依據目標實施應急計劃；

b. 任務分派，分派任務給相應的組織機構執行；

c. 任務執行管理，對于現場活動的管理；

d. 任務執行信息收集，在現場進行信息收集；

e. 應急績效分析，對任務進行記錄、分析；

f. 應急跟蹤，通過應急信息采集，跟蹤應急計劃的完成情況，然后將情況體現在應急績效；

g. 資源管理，對資源進行合理分配，為應對事故提供有效的支撐；

h. 應急定義管理，給決策提供支持。

圖2 應急運作模型

通過建立應急運作模型，能夠直觀地看出各個模塊之間的聯系，這樣就可以根據不同的需求實現定制化的開發或者定制化的調整，以此來適應不同企業和行業的需求。

2.2圖形應急指揮

由于應急事件的響應和處理過程復雜[4]，同時在這期間還有各個部門和組織的工作在協同開展，怎樣才能有序高效地完成任務是評定應急響應性能的一個重要依據。安全應急管理系統設計之初有兩種協同方案：

a. 信息協同。利用現場數據推送來顯示現場的實時情況，及時更新現階段下的應急資源、人員動態及實時事態等信息，使得應急指揮機構與救援人員能夠實現實時無縫溝通。

b. 事件協同。構建深層次的應急指揮機構，在應急救援的時候能夠做到更深度的合作，使得能夠形成一個實時的、高效的統一協助平臺。

在事故救援過程中由于事故在不斷地發展，在此階段會生成大量信息，這些信息可以分為文字、圖形及多媒體等形式，這些信息的傳送方式主要有：電話、短信、郵件及網絡等。在應急管理中，面對突發事件，啟用相對應的應急預案去執行時，應急指揮機構擁有著決定性的話語權，這就要求指揮者下達的指令信息必須準確、易于理解。在緊急情況下，人對圖形的識別效率遠高于文字。應急指揮機構在面對突發事件時，可以通過圖形化的方式高效準確地下達各種指令，從而快速部署應急方案，爭取救援時間。

圖形應急指揮最早起源于軍隊的作戰指揮，它在軍隊得到很多年的使用。由于安全應急管理系統和軍隊作戰指揮系統存在很多的共同環境，故將它移植到未來的企業安全應急管理系統，使得安全應急系統能高效準確地執行。圖形應急指揮融合了信息感知、圖形處理、網絡共享及分布式存儲等技術，將它進行綜合運用，研究出基于通用共享指揮圖的可視化指揮技術，在突發事故的處置過程，能夠給予極其重要的信息，幫助應急指揮機構快速做出決定。

2.3集成的異構系統技術

在應急處置過程中，根據所發生事件的不同，將可能會應用到不同的信息數據和應用系統。基于協同應急指揮理念，需要將各種不同類型的數據信息和功能應用進行整合集成，包括圖形化展示系統、基礎資料和數據庫、通信、語音程控及生產運行監控等。

在此過程中，如何將多種技術手段和應用系統綜合運用非常關鍵，需要在信息數據匯聚的基礎上，合理組織資源、有效信息聯動，根據業務邏輯將信息進行分類關聯，以適應實際應急指揮業務需要。一方面，協助指揮管理者及時全面了解掌握實時狀況，為應急指揮提供依據；另一方面，結合實時發展狀況和應急指揮過程的階段性需要，實現主動提示和處置方案輔助建議，并實時跟蹤處置方案的執行情況和反饋效果。

2.4N2M應用服務理念與技術

通過建立標準數據服務與應用服務發布體系，將已有系統數據與應用功能重復移植到任何需要的應用系統當中，建立N種數據或者應用為M個終端用戶或者系統提供服務的信息化應用體系。

2.5統一融合通信調度技術

通過有線、無線及視頻等多種通信技術的融合應用研究，實現一體化應急指揮通信調度功能，可實現可視化調度。在數據信息共享、資源信息統一管理查詢及圖形化輔助支持等應用基礎上，解決并完善應急指揮過程中多技術手段通信問題。將有線/無線語音、視頻、視頻監控/視頻會商和指揮調度融合，即完成多業務集成合并，同時能夠讓指揮中心相關部門與現場人員中的任意多方實現不同通信手段的雙向交互。

2.6設計可視化的應急指揮系統

研究開發集成度高、響應迅速、分層次管理、具有實戰意義的安全應急管理系統，為企業中出現的事故和事件提供高效準確的現場信息，為指揮機構的決策提供信息支持，增強企業應對緊急事故的響應能力。具體措施如下：

a. 通過短信、電話、郵件及網絡等多種技術手段來獲得事件的最新動態，根據應急預案的規劃，將獲得的信息整合、整理并上傳，實現實時信息的及時上傳，給指揮機構提供現場的實時情況，解決了在事件中信息不完整、滯后等問題，實現應急管理工作模式從被動應付到主動控制的轉換。

b. 利用圖形應急指揮、GIS地圖等技術手段[5]，依托圖形來完成應急指揮的所有流程，這樣可以準確高效地完成事故救援任務，將事故造成的損失降到最低。

c. 通過標準化接口開發，實現地理信息數據的獲取和標準化接入、動態數據處理、不同信號源視頻監控系統集成整合應用等，并在數據層面建立起企業數據標準，完成安全應急管理的規范化和流程化，實現信息的編碼、數據的格式、數據接口規范及信息組織合理等一系列的標準化。

d. 結合應急預案，實現培訓、演練與實際應急指揮輔助和可視化協同應用功能。

e. 通過與日常安全監控管理相結合，能夠實現生產流程的全面管控。這對于現今的安全應急管理體系是一個巨大的提升，它更能全面實時地監測到信息。通過對基礎信息(危險源、設施設備、過程監控、應急資源及應急預案等)的實時監控、預測報警及信息聯動等手段，幫助企業構建更加完善的風險管理體系，降低事故發生的概率。

3 應用實例

可視化應急指揮系統在中海油能源發展石化服務公司進行了示范應用。該公司是典型的石化企業，以生產芳烴及其附產物為主，生產過程中涉及高溫高壓的生產條件、有毒有害氣體及大型旋轉設備等，隨時都可能發生人員傷亡和設備損壞的安全風險。

可視化應急指揮系統在該公司示范應用實施的主要內容包括：以安全標準化管理規范為理論框架，覆蓋DCS系統、消防系統、可燃氣體探測系統、環境污染檢測系統、氣象系統、視頻監控系統和廠區地理信息系統，實現了集成化監控與預警，圍繞風險和危險源，主動規劃并推動企業安全管理工作，實現健康(H)、安全(S)、環保(E)三大主題的全過程閉環管理。主要功能如下：

a. 安環信息集成。無縫集成DCS、PLC及SCADA等控制系統以及散點儀表生產實時數據，兼容各類可燃或有毒氣體泄漏報警、消防報警、環境污染監測、氣象監測、視頻監控、門禁及車輛GPS等系統的接口，通過構建實時信息平臺，打破生產過程中各類信息采集的壁壘，使企業管理者成為“千里眼、順風耳”，安全從此不再是不可觸摸。

b. 綜合安全監控。以信息集成平臺為基礎，實現危險源生產關鍵參數、安全、健康及環保等各類數據在統一平臺上的可視化監控，依托廠區地圖，分類展示危險源、可燃氣泄漏報警、消防報警、環保監測及視頻監控等的位置分布和實時數據，對超標參數予以實時報警提醒，并推送到短信、移動終端和PC平臺，使安全隱患無處遁逃。

c. 協同應急指揮。對突發生產事故，提供事故接報警、應急預案聯動、應急資源信息推送、處置全程記錄和事后回溯功能。通過配備手持終端，現場救援人員可與指揮中心平臺保持實時信息互通，接收調度指令，反饋現場事故態勢，一切決策指揮和處置行動都建立在信息透明的基礎上，各部門協同工作，保證應急救援的高效，盡最大可能降低事故損失。

d. 日常安全監督。圍繞企業安全體系，通過系統規則推動，指導安全管理人員開展危險源動態跟蹤、隱患閉環管理、安全檢查、教育培訓及作業安全管控等關鍵業務過程，從落實體系規范層面，主動排除風險隱患，提升企業安全等級。

可視化應急指揮系統建設完成后，可完成以業務數據管理、生產狀態監測防范，信息聯動、智能方案、應急指揮、應急評估、輔助決策、調度通信及事件分析判斷等功能，在具備良好的安全性、交互性和可擴展性的基礎上，集成各類生產和應急數據、已建設或正在建設的應用系統到統一的集成應用管理平臺上，實現應急指揮對各種資源的統一管理調度，提高企業安全生產監控和協同應急指揮調度效率，加強企業的安全保障。

同時，通過可視化協同應急指揮系統的應用和演練模擬，使應急反應標準化、自動化。比如事故發生后，各應急救援成員單位按照應急預案所規定的方案開展工作，依據圖形化界面的不同提示完成救援工作。隨著事件發展，如果指標到達報警值，則對應的應急流程自動啟動。

4 結束語

通過對可視化應急指揮系統的深入研究，在某企業內搭建了安全應急管理系統，實現了管理上的可視化，對于危險源、設施設備、應急資源、日常安全檢查和應急預案進行關聯，實現信息的共享。通過對危險源和生產過程的實時監控，以及日常安全檢查等一系列活動，發現并整改了安全隱患，將事故扼殺在萌芽狀態，使得對重大事故風險的監控能力上升一個臺階。另外，還可在事故發生后，啟動預案，利用相關手段，整合有效信息，合理地安排現場救援，把控事故事態，降低事故損失。

[1] 劉鐵民.突發事件應急預案體系概念設計研究[J].中國安全生產科學技術,2011,7(8):5～13.

[2] 李湖生.美國企業應急預案及其對我國的啟示[J].中國安全生產科學技術,2014,10(11):65～70.

[3] 吳曉濤.中國突發事件應急預案研究現狀與展望[J].管理學刊,2014,27(1):70～74.

[4] 賈小娜.突發事件應急決策知識整合方法研究[D].大連:大連理工大學,2008.

[5] 賈萍,劉聚海,王遠.基于云計算及物聯網的GIS綜述[J].國土資源信息化,2012,(6):11～13,27.

ApplicationofVisualEmergencyCommandSysteminPetrochemicalEnterprises

GUO Yan-han, CHEN Shou-wen

(CNOOCInformationTechnologyCo.,Ltd.,Tianjin300452,China)

Considering the petrochemical enterprise’s demand for safety emergency management, the study of key technologies concerning the construction of emergency procedures, graphics emergency command and emergency plan was implemented to establish petrochemical enterprise’s safety emergency system; and its demonstration application was carried out.

emergency management, cooperative control, visual safety emergency

TH862+.7

B

1000-3932(2016)06-0628-04

2016-03-25(修改稿)基金項目：國家“863”計劃項目——基于物聯網工業控制系統的風險智能識別與安全應急技術與系統(2014AA041805)