輸油氣管道高后果區管理數據平臺的優化

李安軍(中石油管道有限責任公司西部分公司，新疆 烏魯木齊 830013)

0 引言

輸油氣管道高后果區的管理是管道完整性管理的重要組成部分之一。管道事故會對人員、環境和社會造成重大不良影響，特別是在管道高后果區，管道通常處于人口密集、重要設施密布或環境敏感區域，會加劇事故的嚴重性[1]。因此，高效的高后果區管道事故后的應急管理尤為重要。高后果區管理需要收集詳細的管道和周圍環境的基本信息，增加了管理難度[2-3]。為了實現高效管理，帥義等開發了基于B/S架構的管道完整性管理系統[4]，可以有效識別高后果區，完成管道的風險評估和完整性評價。劉加濱等開發了基于智能視頻監控和氣體監測的一體化預警平臺[5]。王曉霖等采用Oracle數據庫開發平臺[6]，對管道的相關信息進行分類，共分為設計、檢測、運行、環境和評價等五類數據，然后統一進行分類和整合，規劃數據庫結構。史建峰等基于APDM模型規范了管道數據的采集和分類方法[7]，進一步提高了數據管理的規范程度。楊振宇等建立了維搶修數據庫[8]，對管道及周圍環境的基本信息、管道運行參數及維搶修資源等相關數據進行了整合，豐富了管道完整性評估的數據庫內容。但當前對管道高后果區的管理主要集中在風險管控，缺乏事故發生后的應急管理。本文建立了管道高后果區管理數據平臺，在整合管道和周圍環境等基本信息的基礎上，在數據庫中增加了應急處理預案、應急資源分布和救援等功能模塊，可以在事故發生后快速查詢事故處理所需的信息和資源，使救援人員快速掌握救援所需的信息，降低事故的影響范圍和程度。

1 系統總體設計

當前管道高后果區的管理主要是以預防為主，通過對高后果區管道風險的識別和評估，預測、預防管道事故的發生，從而將管道運營的風險水平控制在合理、可接受的范圍內。但管道事故一旦發生，高后果區的應急處理效率在減少事故影響范圍、降低損傷和傷亡程度上起著關鍵性的作用。高后果區管理的基礎是掌握管道及其附屬設施、周圍環境、地貌地勢、居民設施、建筑等基本信息。在此基礎上，為了提高事故發生后的響應速度，還應制定應急預案、掌握應急物資的分布和救援、撤離線路。因此，按照GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》中的規定收集高后果區利益相關方信息，并將應急預案、應急資源和救援等信息融合到平臺數據庫中，進一步完善了管道高后果區管理數據平臺的功能。其核心功能包括：高后果區查詢、管廊分析、應急預案、逃生通道、離線導航的內容。突出的特征為在事故發生后高后果區綜合信息的查詢和調取、事故影響范圍的分析、應急和救援信息的快速調用。

管理數據平臺基于.Net FrameWork4.0和ARCGIS ENGINE 10.2環境架構，將Mdb高后果區空間數據庫進行打包，通過ADO.NET直接調用空間數據進行查詢定位，同時將高后果區相關MXD專題圖加載到地圖上顯示，最后打包為EXE文件進行安裝部署。可實現信息與數據的快速安裝部署及應用。由于平臺基于C端構架設計，無需聯網運行，可以確保數據庫中的管道基本參數、文檔信息和地圖影像資料的安全性。

2 核心功能模塊

2.1 高后果區查詢

高后果區管理的基礎是對區域內基礎信息的掌握。因此，在建立數據庫前，進行了詳細的數據采集和屬性調繪。采用內外業相結合方式開展數據采集工作，內業主要以資料收集為主，外業主要以無人機航飛與RTK測繪相結合的方式為主。數據采集內容包括高后果區范圍內的管道、管道附屬設施及各類地物地貌要素。結合影像數據，開展高后果內的屬性調繪工作，包括水系及附屬設施、居民地及設施、交通及附屬設施、管線及附屬設施、境界、地貌和土質、植被、地名調繪、人口分布等九大類要素，并將這些信息分類儲存在數據庫中。

在高后果區管理和事故處理過程中，可以根據管線名稱、高后果區等級、高后果區編號、高后果區描述等條件，快速定位、查找管道的基礎信息及對應的圖形信息。并可以實現“一區三圖”，即顯示高后果管理區的線畫圖、示意圖和影像圖，可以直觀的了解高后果區的所有相關信息。

2.2 管廊分析

在管道發生事故后，可以在平臺上迅速確定管廊緩沖區，并在地圖上標識出緩沖區的起止位置及受影響的區域范圍，并提供受影響人數、戶數、周圍環境、以及所屬區域負責人等關鍵信息，如圖1所示。這種模式可以快速評估出當前事故對人員、環境和社會的影響范圍，為應急處理的快速響應和安全精準地救援提供重要的參考。

圖1 高后果區管廊分析界面

2.3 應急預案

管理數據平臺整合了各高后果區的應急預案，用戶可以根據需求上傳或下載高后果區相關的專項預案、綜合預案、現場處置方案等文件。在管理和事故后處理過程中，用戶可以查詢到各條管線對應的應急預案文件。同時，管理數據平臺還為管線匹配了應急資源相關信息，方便用戶掌握應急資源，提升管理和事故后處理的效率，降低事故影響范圍。

2.4 逃生通道

管理數據平臺將整個高后果區范圍內的所有地形地物繪制成圖，將道路、建筑物、大型地物進行統計，分析出應急路線，利用調繪的道路寬度、通向和地形狀態整理制訂出是否適合作為應急路線，如圖2所示。根據上述信息制定消防通道、消防設施、醫療物資、醫療設施及撤離措施。當調用這項功能時，界面上會高亮顯示逃生通道，并指向人員安全集結點。方便救援人員在第一時間提供安全有效的援助，減少人員傷亡。

2.5 離線導航

圖2 高后果區逃生通道界面

管理數據平臺提供了兩種方式實現維搶修中心至高后果區的路由導航功能，分別為選擇要素方式和坐標拾取方式。選擇要素方式是通過選擇起點和終點下拉菜單中任意信息實現路徑分析；坐標拾取方式是在地圖界面任意抓取起點和終點位置坐標可實現路徑分析。經過路徑分析后的導航信息可以產生百度地圖或高德地圖二維碼，用手機APP掃描相應的二維碼可實現離線導航功能。該功能只能在手機端APP進行路由導航，實現利用手機掃描二維碼的靈活方式，通過手機導航快速定位搶修點和選擇應急路徑。

3 結語

基于C端架構開發了輸油氣管道高后果區管理數據平臺，實現了現場多部門，多用戶獨立訪問，滿足了高后果區管理實踐應用需求，提高了高后果區管理效率。平臺通過數據收集和整理，建立了詳細的高后果區數據庫。數據庫中不僅詳細記錄了管道、環境和社會等基本信息，還整合了應急預案、應急資源、救援、地圖等信息，在事故發生后，可以通過軟件查詢功能迅速調取救援所需的所有信息，進一步提升了高后果區事故后處理的效率和能力。隨著高后果區管理技術的不斷發展，今后可以從GIS智能決策、大數據分析等方向對系統進行進一步完善，提高系統的智能化水平。