海上油气生产应急管理系统建设实践

杜 鹏

（中国石化上海海洋油气分公司，上海 200120）

在国家能源安全保障及生产安全形势仍然严峻的大背景下，海上油气生产应急管理和救援能力建设面临着新的挑战。随着无线技术、卫星通讯、融合通讯、大数据、虚拟现实等技术的飞速发展，建设信息共享、互联互通、统一指挥、协调应急的海上油气生产应急管理系统已成为可能，管理需求和功能实现正在向纵深方向拓展。

1 海上安全生产应急的特点及存在问题

1.1 海上安全生产应急的主要特点

海上安全事故起因多（人为、气象、水文等）、可控性差（自然因素）、影响范围广（影响环境及海洋生态），一旦事故脱离海上平台或船舶的可控范围，仅仅依靠海上装备自身的救援能力难以有效的减少损失。

应急资源类型不匹配或储备不足往往需要跨区域进行资源支持。各层面及时的应急信息传递和应急资源分布储备信息将为救援提供巨大的支撑和帮助[1-2]。同时，周详而有效的事故应急处置方案需要大量动态数据作为支撑，如人员动态状况、气象、海况、周边船舶及人员定位、平台（船舶）物资储备、现场视频影像等信息。

1.2 海上安全生产应急存在的主要问题

1）海上作业现场与岸基仅能通过有限且不够稳定的通讯方式进行信息传递，应急处置时难以第一时间了解作业现场的真实情况，难以作出准确的判断并制定有针对性的处置方案；

2）事故现场及周边环境信息无法实时而准确的掌握，周边可用救援力量及资源储备无法及时准确的获得。

3）应急处置过程无法全面记录和追溯，无法进行有效的事后总结分析；

4）尽管现场应急处置人员基本掌握理论知识及基础救援培训，但大部分人未经历过真实场景处置。

5）管理方面，仍存在着应急管理体系顶层设计不到位，与生产应急指挥业务管控无法有效融合的问题。主要体现为大部分业务系统功能单一、资源分散，对应急指挥的帮助有限。

2 海上油气生产应急管理系统建设实践

1）建设生产管理系统。主要关注对象包括钻井平台、三用工作船舶、物探船舶、码头基地、直升机、作业人员、特殊作业动态、气象信息、放射源库等。关注对象主要数据包括：基础信息、实时数据、生产动态、人员信息、视频监控、危险报警等生产相关数据[3]。

2）建设应急指挥系统，具体功能体现如下：建立应急救援工作台。遭遇突发事件，辅助生产调度管理人员快速准确处置应急信息，快速完成信息上报及扩散，推送应急信息，自动调取并协助启动相应预案；建立基于GIS、AIS 以及电子海图的的应急救援电子沙盘（见图1）；通过选择突发事件类型及扩散范围，辅助制定应急工作人员职责和分工，及时将预案信息进行包装分发；构建分级汇报、统一协调功能。根据突发事件的分级和处置能力实现分级处置，实现信息共享；实现应急数据库及信息的分布式部署、统一管理；建立应急处置过程数据管理机制、事后记录回放机制与分析机制；建立通信保障，确保在应急处置环节各类通信畅通，保障各级各部门之间各类应急音、视频会议有效沟通。

图1 基于GIS 和AIS 数据的电子沙盘示意图

3）建设应急推演系统：主要关注安全应急事件的应急事件推演、多人应急模拟演练、典型事故分析等。系统开发以钻井平台三维模型库、生产数据库、应急预案库，以及视频库、信息库等数据为基础，通过3D 仿真技术、Java 开发平台、photon 服务器技术，实现应急预案的情景构建，通过模拟应急预案的实施过程，开发针对海上油田的应急演练和安全管理功能，达到安全培训、模拟演练、数字化预案推演等目标，实现油田应急演练培训和安全管理的数字化、可视化、虚拟现实化。

系统建设将生产、应急、推演三大功能相结合。平时为生产指挥、调度指挥平台，同时具备应急知识储备、应急资源管理、应急模拟演练等功能。应急响应时，系统切换为应急指挥系统，注重突发事件的应急处置、预案调取、事态分析、汇报、总结及应急指挥能力[4]。

3 系统整体技术框架及关键技术

系统总体软件开发框架以J2EE 技术作为基础，使用Dubbo+Zookeeper 云架构平台进行部署和开发，通讯集成和信息分发采用华为eSpace 平台，通过二次开发使其与生产应急指挥系统相融合。系统整体硬件框架及链路如图2。

3.1 基于卫星链路的远程视频监控

目前，海上钻井平台通过卫星网络与岸基进行联网通讯，分配卫星链路带宽1.2M 左右，卫星链路数据在北京落地后，通过办公网络传输至陆地终端。

图2 基于卫星网络通讯的视频监控和物联网网关远传

系统建设选取了勘探四号平台作为试点平台，监控系统由监控位置29 处、POE 交换机3台、存储磁盘阵列1 台、综合视频管理服务器1台组成。在平台现有监控系统中部署物联网网关以实现视频主码流压缩后，上传至岸基视频接收服务器。该方案允许勘探四号从当前29 路监控位置选择并切换监控信号，传输至岸基监控调看，同时可将所占卫星带宽控制在单路传输500kb 以下。经过不同画质参数方案比选及传输效果实测对比，压缩设备将单路视频源码流压缩至128kb，监控系统中4 路摄像头均可以远程流畅调看。应急处置过程中，4 路视频监控源可较好满足现场处置研判的需求，视频监控源的手动切换实测需5min 左右即可完成。

3.2 一键启动应急响应流程

系统具备一键启动应急响应流程功能。事故响应处置分三级，报警信息采用逐级上报、响应、处置。应急信息经核查后上报应急办主任，由应急办主任下达“一键启动应急响应命令”，系统依据应急预案预设的任务安排，将救援任务下达至各单位。

应急处置流程主要通过应急指挥调度完成，应急指挥调度由应急指挥中心展示系统和融合通信系统构成，实现资源可视化调度分配。

应急处置结束时，由应急指挥中心通过融合通信发送应急终止命令书，系统自动完成应急事件归档操作。系统自动完成应急事件归档操作，作业现场完成应急事件总结汇报，并开展善后处置、事故调查及保险理赔。

4 总结

通过多种技术的融合和创新应用，探索建立了海上油气生产应急管理系统，提出了系统构架和子系统组成，并对其中涉及到的多项关键技术和测试结果进行了阐述。该系统的开发和建设将为海上油气生产管理、应急指挥、海上应急救援和应急培训等不同场景提供丰富的应用工具和处置手段。