曹強

國家管網(wǎng)集團廣西公司梧州作業(yè)區

摘要：應急管理工作是保障油氣管道安全運行的重要環(huán)節�；�于GIS的應急決策輔助系統，實(shí)現了所轄管道的應急資料數據、管道基礎數據的分類(lèi)統一管理，以及應急響應的體系化流程化處置，為協(xié)助進(jìn)行應急決策、開(kāi)展管道泄漏事故應急搶險工作提供了保障。通過(guò)建立應急管理“一張圖”，為實(shí)現輸油氣管網(wǎng)可視化應急處置、智能化應急建設以及完善應急管理和保障機制提供了堅實(shí)基礎。

關(guān)鍵詞：長(cháng)輸管道；應急決策輔助系統；應急管理

隨著(zhù)智能化管網(wǎng)體系的加速構建與管道輸送規模不斷擴大，對應急搶險的要求也越來(lái)越高。通過(guò)構建應急決策輔助系統，對管道運行中的不確定因素進(jìn)行快速響應和處理，盡可能降低管道失效后果，具有重要作用�；�于GIS的應急決策輔助系統涵蓋了管道全生命周期的重要階段，克服了包括數據準確性和統一性的制約因素，建立了與管道實(shí)際運行情況相匹配的智能化、可視化的資源模型，實(shí)現可視化管理與綜合信息分析，如管道和攔油點(diǎn)、集油坑及周遭水系的拓撲信息，還能及時(shí)提供泄漏管段相關(guān)的管道本體數據、基礎地理數據、受影響居民點(diǎn)、沿線(xiàn)資源和外部資源應急聯(lián)絡(luò )表、應急設備等信息。

1  應急決策輔助系統設計

在數據采集的基礎上，應急決策輔助系統將管道專(zhuān)題數據與周邊基礎地理信息數據進(jìn)行疊加處理，通過(guò)GIS一張圖，可視化展示和查詢(xún)管網(wǎng)屬性和空間信息，實(shí)現智能一鍵式應急處置方案導出。通過(guò)管段海量周邊資源調取以及管道事故影響范圍模型，進(jìn)行應急資源與事故點(diǎn)的最佳路由、拓撲關(guān)系以及屬性信息的分類(lèi)展示，形成流程化事故上報與審核機制實(shí)現相關(guān)搶險隊伍的實(shí)時(shí)交流通訊。系統對泄漏管段的初期快速響應，將發(fā)揮輔助現場(chǎng)處置和分析決策作用。

2  應急決策輔助系統開(kāi)發(fā)方法

（1）使用WebService和Message Queue。WebService是新的Web應用程序分支，可以使用標準的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是自包含、自描述、模塊化的應用，可以發(fā)布、定位、通過(guò)Web調用等。單純使用WebService，需要暴露很多WebService接口進(jìn)行繁雜的相互調用，本系統通過(guò)結合使用Message Queue（MQ），搭建這個(gè)中間件服務(wù)器，可以在需要的時(shí)候加入不同的Queue Manager，作為架設系統信息通信的橋梁。MQ屬于比較重量級的應用，在規范化的企業(yè)流程中應用比較多，一般都作為企業(yè)級標準IT基礎結構，它的優(yōu)勢在于：模塊調用解耦、異步接收請求、數據庫請求削峰。通過(guò)使用消息隊列，使得系統在使用過(guò)程中更加穩定，提高應急響應過(guò)程的速度和高可靠性。

（2）系統框架。系統整體開(kāi)發(fā)架構采用面向服務(wù)的Spring Boot及HTML5+CSS3+ES6的前后端分離框架，支持主流的數據庫管理系統、應用服務(wù)器和客戶(hù)端操作系統。采用分層結構開(kāi)發(fā)和設計，將界面、業(yè)務(wù)邏輯和數據分離，實(shí)現系統內部松耦合，以靈活、快速地響應業(yè)務(wù)變化對系統的需求。系統架構的升級優(yōu)勢明顯：通過(guò)內嵌Servlet容器的獨立運行的Spring項目，簡(jiǎn)化和自動(dòng)配置Maven等初始化參數，準生產(chǎn)的應用監控。高集成度的計算模式，提高了系統的部署和開(kāi)發(fā)能力。系統前端采用了最新框架的塊級作用域概念變量的解構賦值，增強操作簡(jiǎn)便性，增加了標準化的異步解決方案。使得它成為了瀏覽器端和服務(wù)端通用的模塊解決方案。系統將開(kāi)發(fā)得到的不同類(lèi)型的服務(wù)文件進(jìn)行集中部署，分為GIS服務(wù)、文件服務(wù)、web接口服務(wù)、數據庫服務(wù)等幾大部分。為保證系統的穩定運行及持續改進(jìn)，采用開(kāi)發(fā)測試環(huán)境和生產(chǎn)運行環(huán)境相分離的策略。系統整體架構如圖 1所示。

圖 1 應急決策輔助系統網(wǎng)絡(luò )服務(wù)架構 

（3）應急范圍計算與應急資料調取。輸氣管道的潛在影響區域是依據潛在影響半徑計算的可能影響區域。潛在影響半徑可根據管道半徑和管道壓力的關(guān)系計算得出。輸油管道的影響范圍是根據漏油管段及上下游相關(guān)管段的高程和埋深計算得出。據此將管道專(zhuān)題數據與周邊基礎地理信息數據進(jìn)行疊加處理，可調取包括物資、機具、物資庫、維搶修中心、三樁匹配（設計樁、竣工樁、運行樁）、應急說(shuō)明相關(guān)數據、站場(chǎng)閥室工藝圖、大型特種設備機具、應急處置流程圖、應急處置示意圖、村莊范圍、應急聯(lián)絡(luò )表、集油坑、攔油點(diǎn)、沿線(xiàn)資源和外部資源、應急設備等相關(guān)應急數據。據此在地圖上完成可視化查詢(xún)與一鍵式預案導出。為應急決策提供輔助和數據參考。系統通過(guò)創(chuàng )造性的結合泄漏管段周邊地形地物和拓撲關(guān)系，從而更科學(xué)地獲取泄漏管段影響區域，精準有效地對泄漏事故進(jìn)行應急處置。

3  應急決策輔助系統功能

開(kāi)發(fā)搭建的應急決策輔助系統包含地圖基本功能、要素綜合查詢(xún)、應急處置、應急演練、數據維護、系統管理等六大功能模塊。涵蓋了管道的應急處置業(yè)務(wù)，包括應急流程、處置監控、資源統計、實(shí)時(shí)通訊等，主要實(shí)現以下功能。

（1）基于地理信息數據形成GIS一張圖，實(shí)現一個(gè)系統全覆蓋的理念。

（2）系統功能擴展靈活，使用方便；與主流電子導航應用結合；自動(dòng)組建應急處置群聊小組，滿(mǎn)足信息交流互動(dòng)。

（3）應急演練或應急搶險時(shí)，根據管道所在現場(chǎng)位置展示事故狀態(tài)下的化學(xué)品泄漏的模擬擴散范圍，為應急指揮人員提供事故狀態(tài)的實(shí)時(shí)可視化展示，發(fā)揮應急救援輔助決策作用。

（4）應急演練或應急搶險時(shí)，可一鍵生成應急預案，包括管道基礎數據、管道周邊應急資源數據、維搶修信息、應急路徑規劃及事故實(shí)時(shí)模擬預測分布圖，提高應急決策效率。

（5）通過(guò)定期應急演練實(shí)現演練過(guò)程留痕（圖像、視頻等）、演練結果評估、問(wèn)題總結及演練案例共享。實(shí)現應急事故上報、處置、跟蹤全流程記錄存儲方便查閱，定期回顧。依托系統進(jìn)行周期性應急演練，更能在發(fā)生管道安全事故時(shí)進(jìn)行快速應急處置，規避安全風(fēng)險和減少財產(chǎn)損失。

4  實(shí)施效果

（1）事件數字化上報�，F場(chǎng)人員通過(guò)現場(chǎng)定位、照片、視頻進(jìn)行事件上報，作業(yè)區能快速判別、啟動(dòng)應急預案。

（2）自動(dòng)調閱管道基礎數據。包括事故管段上下游閥室流程圖、管段200 m內埋深、事故點(diǎn)上下游管材具體信息、環(huán)焊縫信息及周邊資源等，生成應急處置輔助方案，為現場(chǎng)指揮部制定搶險方案提供參考。僅查詢(xún)、調閱資料時(shí)間較傳統人工查詢(xún)方式節省至少20分鐘以上。

（3）應急處置流程化管控。針對關(guān)鍵節點(diǎn)、關(guān)鍵動(dòng)作及時(shí)催辦，及時(shí)記錄最新進(jìn)展，避免忙中出錯。

（4）利用算法程序，實(shí)時(shí)調取已建立管道社會(huì )依托資源信息。提供附近高后果區信息、沿線(xiàn)政府部門(mén)、沿線(xiàn)應急救援資源等詳細信息，第一時(shí)間聯(lián)動(dòng)政府部門(mén)，聯(lián)系社會(huì )應急資源，為應急處置提供有效保障。

（5）自動(dòng)建立應急處置指揮信息共享群。統一發(fā)布最新消息，傳達指令，發(fā)布現場(chǎng)最新照片或視頻，及時(shí)反饋現場(chǎng)數據信息比對結果，實(shí)現應急處置人員信息同步共享，有效提升溝通效率，為指揮部及時(shí)提供第一手消息，根據實(shí)情適時(shí)調整搶險策略。

5  結語(yǔ)

應急決策輔助系統可實(shí)現對管道基礎數據、管道本體數據和核心設施要素、應急資料的統一管理，以及應急響應的體系化流程化處置。系統根據泄漏管段的所屬位置，基于GIS平臺實(shí)現管道應急資源的可視化查詢(xún)與模型分析，精準有效地獲取泄漏事故區域及周邊資源，快速有效地處置管道安全風(fēng)險。對于強化管道應急預案管理和保障管網(wǎng)安全、高效運行，具有重要價(jià)值和作用。

作者簡(jiǎn)介：曹強，1992年生，畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲運專(zhuān)業(yè)，本科，中級職稱(chēng)，現任梧州作業(yè)區副主任，主要從事外管道管理工作。聯(lián)系方式：18172421985，caoqiang@pipechina.com.cn。