可视化应急指挥系统在石化企业的应用

郭延海 陈守文

(中海油信息科技有限公司，天津 300452)

可视化应急指挥系统在石化企业的应用

郭延海 陈守文

(中海油信息科技有限公司，天津 300452)

基于某石化企业的安全应急管理需求，开展构建应急程序化、图形应急指挥及应急预案等关键技术的研究，建立石化企业安全应急系统，并进行示范应用。

应急管理 协同指挥 可视化安全应急

随着社会的进步，科技的发展，越来越多的新技术的发明，新装置的配备使得生产效率大幅提高。但是随之而来的是新的安全隐患。如何才能在新的安全隐患面前做到及早发现，及早整改，这是当今需要解决的问题。

石化行业作为高危行业，涉及化工产品的生产、储运、海上工程建设及服务等危险性生产作业，各类突发事件时有发生，安全生产监管难度很大，事故防范任务艰巨，应急事件处理指挥及时性要求高，多级别协同程度要求迫切。在考虑企业业务特点的同时，根据企业应急管理体系规范要求，通过系统化手段实现对应急指挥过程的综合化、立体化、协同化处置管理，发挥系统信息集成、辅助决策、监测监控作用，使得企业能够对于生产过程有较好的风险控制和事故的应急处理。

由于石化企业的生产工艺复杂，现场有大量危险源，探索安全应急管理方法、对突发事件的处置、引导安全应急管理系统标准的制定，分模块构建应急程序化、图形应急指挥、应急预案[1]、集成的异构系统技术，利用网络实现数据与事故同步等技术的研究，最终实现企业中的安全应急管理，并应用于实际生产中具有重要的现实意义。

国外安全应急管理，特别是石化企业安全应急管理起始于20世纪80年代，发展至今，已经搭建了相对完善的安全应急系统[2]，能够构建应急资源、危险源、巡检设施、应急预案及风险管理等功能模块，在企业的日常生产运行中得到了很好的应用。

国内的安全应急管理起步相对较晚[3]，虽然一些大型石化企业现阶段已经初步建立了安全应急管理，但是与国外的安全应急管理相比，存在很大的差距。虽然有个别成熟的应用，但是缺少系统框架，这也使得安全应急系统的普及滞后，与国外的差距越来越大。现今亟需投入大量资源开展相关的工作，使得国内安全应急管理能够有明显的进步，减少事故发生的概率，保障企业安全生产。

2 关键技术攻关与系统开发

2.1应急程序化技术

突发事件有突然、不确定、社会、紧急及决策的非程序等特性，这使得对于事件的处理过程变得复杂，也增加了企业的损失。笔者基于对安全应急管理的理论探究，以及对石化企业应对紧急事件处理的了解，整理出安全应急管理流程的层次模型和运作模型。

层次模型包括计划应急安全、实施应急过程、现场协调3个层面(图1)，具体如下：

a. 计划应急安全是之前就准备好的计划文档，所有实施的应急过程都包含在应急计划中，它通过应急目标来实现应急过程，它决定了现场救援的成效。

b. 实施应急过程是按照计划应急安全，将计划分步骤，下达指令，同时通过应急指令来实现事故现场的应急救援。实施应急过程包含着许多活动和应急物资的调用，设备设施的信息，以及救援人员的信息等。

c. 现场协调主要是通过接收实施应急过程的消息来开展救援，并及时反馈，同时对于应急过程中存在的问题进行反馈，对于计划应急安全有修改作用。

图1 应急管理层次模型

应急运作模型(图2)的内容包含：

a. 应急处置计划，依据目标实施应急计划；

b. 任务分派，分派任务给相应的组织机构执行；

c. 任务执行管理，对于现场活动的管理；

d. 任务执行信息收集，在现场进行信息收集；

e. 应急绩效分析，对任务进行记录、分析；

f. 应急跟踪，通过应急信息采集，跟踪应急计划的完成情况，然后将情况体现在应急绩效；

g. 资源管理，对资源进行合理分配，为应对事故提供有效的支撑；

h. 应急定义管理，给决策提供支持。

图2 应急运作模型

通过建立应急运作模型，能够直观地看出各个模块之间的联系，这样就可以根据不同的需求实现定制化的开发或者定制化的调整，以此来适应不同企业和行业的需求。

2.2图形应急指挥

由于应急事件的响应和处理过程复杂[4]，同时在这期间还有各个部门和组织的工作在协同开展，怎样才能有序高效地完成任务是评定应急响应性能的一个重要依据。安全应急管理系统设计之初有两种协同方案：

a. 信息协同。利用现场数据推送来显示现场的实时情况，及时更新现阶段下的应急资源、人员动态及实时事态等信息，使得应急指挥机构与救援人员能够实现实时无缝沟通。

b. 事件协同。构建深层次的应急指挥机构，在应急救援的时候能够做到更深度的合作，使得能够形成一个实时的、高效的统一协助平台。

在事故救援过程中由于事故在不断地发展，在此阶段会生成大量信息，这些信息可以分为文字、图形及多媒体等形式，这些信息的传送方式主要有：电话、短信、邮件及网络等。在应急管理中，面对突发事件，启用相对应的应急预案去执行时，应急指挥机构拥有着决定性的话语权，这就要求指挥者下达的指令信息必须准确、易于理解。在紧急情况下，人对图形的识别效率远高于文字。应急指挥机构在面对突发事件时，可以通过图形化的方式高效准确地下达各种指令，从而快速部署应急方案，争取救援时间。

图形应急指挥最早起源于军队的作战指挥，它在军队得到很多年的使用。由于安全应急管理系统和军队作战指挥系统存在很多的共同环境，故将它移植到未来的企业安全应急管理系统，使得安全应急系统能高效准确地执行。图形应急指挥融合了信息感知、图形处理、网络共享及分布式存储等技术，将它进行综合运用，研究出基于通用共享指挥图的可视化指挥技术，在突发事故的处置过程，能够给予极其重要的信息，帮助应急指挥机构快速做出决定。

2.3集成的异构系统技术

在应急处置过程中，根据所发生事件的不同，将可能会应用到不同的信息数据和应用系统。基于协同应急指挥理念，需要将各种不同类型的数据信息和功能应用进行整合集成，包括图形化展示系统、基础资料和数据库、通信、语音程控及生产运行监控等。

在此过程中，如何将多种技术手段和应用系统综合运用非常关键，需要在信息数据汇聚的基础上，合理组织资源、有效信息联动，根据业务逻辑将信息进行分类关联，以适应实际应急指挥业务需要。一方面，协助指挥管理者及时全面了解掌握实时状况，为应急指挥提供依据；另一方面，结合实时发展状况和应急指挥过程的阶段性需要，实现主动提示和处置方案辅助建议，并实时跟踪处置方案的执行情况和反馈效果。

2.4N2M应用服务理念与技术

通过建立标准数据服务与应用服务发布体系，将已有系统数据与应用功能重复移植到任何需要的应用系统当中，建立N种数据或者应用为M个终端用户或者系统提供服务的信息化应用体系。

2.5统一融合通信调度技术

通过有线、无线及视频等多种通信技术的融合应用研究，实现一体化应急指挥通信调度功能，可实现可视化调度。在数据信息共享、资源信息统一管理查询及图形化辅助支持等应用基础上，解决并完善应急指挥过程中多技术手段通信问题。将有线/无线语音、视频、视频监控/视频会商和指挥调度融合，即完成多业务集成合并，同时能够让指挥中心相关部门与现场人员中的任意多方实现不同通信手段的双向交互。

2.6设计可视化的应急指挥系统

研究开发集成度高、响应迅速、分层次管理、具有实战意义的安全应急管理系统，为企业中出现的事故和事件提供高效准确的现场信息，为指挥机构的决策提供信息支持，增强企业应对紧急事故的响应能力。具体措施如下：

a. 通过短信、电话、邮件及网络等多种技术手段来获得事件的最新动态，根据应急预案的规划，将获得的信息整合、整理并上传，实现实时信息的及时上传，给指挥机构提供现场的实时情况，解决了在事件中信息不完整、滞后等问题，实现应急管理工作模式从被动应付到主动控制的转换。

b. 利用图形应急指挥、GIS地图等技术手段[5]，依托图形来完成应急指挥的所有流程，这样可以准确高效地完成事故救援任务，将事故造成的损失降到最低。

c. 通过标准化接口开发，实现地理信息数据的获取和标准化接入、动态数据处理、不同信号源视频监控系统集成整合应用等，并在数据层面建立起企业数据标准，完成安全应急管理的规范化和流程化，实现信息的编码、数据的格式、数据接口规范及信息组织合理等一系列的标准化。

d. 结合应急预案，实现培训、演练与实际应急指挥辅助和可视化协同应用功能。

e. 通过与日常安全监控管理相结合，能够实现生产流程的全面管控。这对于现今的安全应急管理体系是一个巨大的提升，它更能全面实时地监测到信息。通过对基础信息(危险源、设施设备、过程监控、应急资源及应急预案等)的实时监控、预测报警及信息联动等手段，帮助企业构建更加完善的风险管理体系，降低事故发生的概率。

3 应用实例

可视化应急指挥系统在中海油能源发展石化服务公司进行了示范应用。该公司是典型的石化企业，以生产芳烃及其附产物为主，生产过程中涉及高温高压的生产条件、有毒有害气体及大型旋转设备等，随时都可能发生人员伤亡和设备损坏的安全风险。

可视化应急指挥系统在该公司示范应用实施的主要内容包括：以安全标准化管理规范为理论框架，覆盖DCS系统、消防系统、可燃气体探测系统、环境污染检测系统、气象系统、视频监控系统和厂区地理信息系统，实现了集成化监控与预警，围绕风险和危险源，主动规划并推动企业安全管理工作，实现健康(H)、安全(S)、环保(E)三大主题的全过程闭环管理。主要功能如下：

a. 安环信息集成。无缝集成DCS、PLC及SCADA等控制系统以及散点仪表生产实时数据，兼容各类可燃或有毒气体泄漏报警、消防报警、环境污染监测、气象监测、视频监控、门禁及车辆GPS等系统的接口，通过构建实时信息平台，打破生产过程中各类信息采集的壁垒，使企业管理者成为“千里眼、顺风耳”，安全从此不再是不可触摸。

b. 综合安全监控。以信息集成平台为基础，实现危险源生产关键参数、安全、健康及环保等各类数据在统一平台上的可视化监控，依托厂区地图，分类展示危险源、可燃气泄漏报警、消防报警、环保监测及视频监控等的位置分布和实时数据，对超标参数予以实时报警提醒，并推送到短信、移动终端和PC平台，使安全隐患无处遁逃。

c. 协同应急指挥。对突发生产事故，提供事故接报警、应急预案联动、应急资源信息推送、处置全程记录和事后回溯功能。通过配备手持终端，现场救援人员可与指挥中心平台保持实时信息互通，接收调度指令，反馈现场事故态势，一切决策指挥和处置行动都建立在信息透明的基础上，各部门协同工作，保证应急救援的高效，尽最大可能降低事故损失。

d. 日常安全监督。围绕企业安全体系，通过系统规则推动，指导安全管理人员开展危险源动态跟踪、隐患闭环管理、安全检查、教育培训及作业安全管控等关键业务过程，从落实体系规范层面，主动排除风险隐患，提升企业安全等级。

可视化应急指挥系统建设完成后，可完成以业务数据管理、生产状态监测防范，信息联动、智能方案、应急指挥、应急评估、辅助决策、调度通信及事件分析判断等功能，在具备良好的安全性、交互性和可扩展性的基础上，集成各类生产和应急数据、已建设或正在建设的应用系统到统一的集成应用管理平台上，实现应急指挥对各种资源的统一管理调度，提高企业安全生产监控和协同应急指挥调度效率，加强企业的安全保障。

同时，通过可视化协同应急指挥系统的应用和演练模拟，使应急反应标准化、自动化。比如事故发生后，各应急救援成员单位按照应急预案所规定的方案开展工作，依据图形化界面的不同提示完成救援工作。随着事件发展，如果指标到达报警值，则对应的应急流程自动启动。

4 结束语

通过对可视化应急指挥系统的深入研究，在某企业内搭建了安全应急管理系统，实现了管理上的可视化，对于危险源、设施设备、应急资源、日常安全检查和应急预案进行关联，实现信息的共享。通过对危险源和生产过程的实时监控，以及日常安全检查等一系列活动，发现并整改了安全隐患，将事故扼杀在萌芽状态，使得对重大事故风险的监控能力上升一个台阶。另外，还可在事故发生后，启动预案，利用相关手段，整合有效信息，合理地安排现场救援，把控事故事态，降低事故损失。

[1] 刘铁民.突发事件应急预案体系概念设计研究[J].中国安全生产科学技术,2011,7(8):5～13.

[2] 李湖生.美国企业应急预案及其对我国的启示[J].中国安全生产科学技术,2014,10(11):65～70.

[3] 吴晓涛.中国突发事件应急预案研究现状与展望[J].管理学刊,2014,27(1):70～74.

[4] 贾小娜.突发事件应急决策知识整合方法研究[D].大连:大连理工大学,2008.

[5] 贾萍,刘聚海,王远.基于云计算及物联网的GIS综述[J].国土资源信息化,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)基金项目：国家“863”计划项目——基于物联网工业控制系统的风险智能识别与安全应急技术与系统(2014AA041805)