曹強(qiáng)

國家管網(wǎng)集團(tuán)廣西公司梧州作業(yè)區(qū)

摘要：應(yīng)急管理工作是保障油氣管道安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。基于GIS的應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了所轄管道的應(yīng)急資料數(shù)據(jù)、管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)一管理，以及應(yīng)急響應(yīng)的體系化流程化處置，為協(xié)助進(jìn)行應(yīng)急決策、開展管道泄漏事故應(yīng)急搶險工作提供了保障。通過建立應(yīng)急管理“一張圖”，為實(shí)現(xiàn)輸油氣管網(wǎng)可視化應(yīng)急處置、智能化應(yīng)急建設(shè)以及完善應(yīng)急管理和保障機(jī)制提供了堅實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：長輸管道；應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)；應(yīng)急管理

隨著智能化管網(wǎng)體系的加速構(gòu)建與管道輸送規(guī)模不斷擴(kuò)大，對應(yīng)急搶險的要求也越來越高。通過構(gòu)建應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)，對管道運(yùn)行中的不確定因素進(jìn)行快速響應(yīng)和處理，盡可能降低管道失效后果，具有重要作用。基于GIS的應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)涵蓋了管道全生命周期的重要階段，克服了包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性的制約因素，建立了與管道實(shí)際運(yùn)行情況相匹配的智能化、可視化的資源模型，實(shí)現(xiàn)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?fù)湫畔ⅲ�還能及時提供泄漏管段相關(guān)的管道本體數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、受影響居民點(diǎn)、沿線資源和外部資源應(yīng)急聯(lián)絡(luò)表、應(yīng)急設(shè)備等信息。

1  應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)設(shè)計

在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)將管道專題數(shù)據(jù)與周邊基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理，通過GIS一張圖，可視化展示和查詢管網(wǎng)屬性和空間信息，實(shí)現(xiàn)智能一鍵式應(yīng)急處置方案導(dǎo)出。通過管段海量周邊資源調(diào)取以及管道事故影響范圍模型，進(jìn)行應(yīng)急資源與事故點(diǎn)的最佳路由、拓?fù)潢P(guān)系以及屬性信息的分類展示，形成流程化事故上報與審核機(jī)制實(shí)現(xiàn)相關(guān)搶險隊(duì)伍的實(shí)時交流通訊。系統(tǒng)對泄漏管段的初期快速響應(yīng)，將發(fā)揮輔助現(xiàn)場處置和分析決策作用。

2  應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)開發(fā)方法

（1）使用WebService和Message Queue。WebService是新的Web應(yīng)用程序分支，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是自包含、自描述、模塊化的應(yīng)用，可以發(fā)布、定位、通過Web調(diào)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(diào)用，本系統(tǒng)通過結(jié)合使用Message Queue（MQ），搭建這個中間件服務(wù)器，可以在需要的時候加入不同的Queue Manager，作為架設(shè)系統(tǒng)信息通信的橋梁。MQ屬于比較重量級的應(yīng)用，在規(guī)范化的企業(yè)流程中應(yīng)用比較多，一般都作為企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)勢在于：模塊調(diào)用解耦、異步接收請求、數(shù)據(jù)庫請求削峰。通過使用消息隊(duì)列，使得系統(tǒng)在使用過程中更加穩(wěn)定，提高應(yīng)急響應(yīng)過程的速度和高可靠性。

（2）系統(tǒng)框架。系統(tǒng)整體開發(fā)架構(gòu)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(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器和客戶端操作系統(tǒng)。采用分層結(jié)構(gòu)開發(fā)和設(shè)計，將界面、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)分離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部松耦合，以靈活、快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)變化對系統(tǒng)的需求。系統(tǒng)架構(gòu)的升級優(yōu)勢明顯：通過內(nèi)嵌Servlet容器的獨(dú)立運(yùn)行的Spring項(xiàng)目，簡化和自動配置Maven等初始化參數(shù)，準(zhǔn)生產(chǎn)的應(yīng)用監(jiān)控。高集成度的計算模式，提高了系統(tǒng)的部署和開發(fā)能力。系統(tǒng)前端采用了最新框架的塊級作用域概念變量的解構(gòu)賦值，增強(qiáng)操作簡便性，增加了標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)將開發(fā)得到的不同類型的服務(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(shù)據(jù)庫服務(wù)等幾大部分。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及持續(xù)改進(jìn)，采用開發(fā)測試環(huán)境和生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境相分離的策略。系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖 1所示。

圖 1 應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu) 

（3）應(yīng)急范圍計算與應(yīng)急資料調(diào)取。輸氣管道的潛在影響區(qū)域是依據(jù)潛在影響半徑計算的可能影響區(qū)域。潛在影響半徑可根據(jù)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(jù)漏油管段及上下游相關(guān)管段的高程和埋深計算得出。據(jù)此將管道專題數(shù)據(jù)與周邊基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理，可調(diào)取包括物資、機(jī)具、物資庫、維搶修中心、三樁匹配（設(shè)計樁、竣工樁、運(yùn)行樁）、應(yīng)急說明相關(guān)數(shù)據(jù)、站場閥室工藝圖、大型特種設(shè)備機(jī)具、應(yīng)急處置流程圖、應(yīng)急處置示意圖、村莊范圍、應(yīng)急聯(lián)絡(luò)表、集油坑、攔油點(diǎn)、沿線資源和外部資源、應(yīng)急設(shè)備等相關(guān)應(yīng)急數(shù)據(jù)。據(jù)此在地圖上完成可視化查詢與一鍵式預(yù)案導(dǎo)出。為應(yīng)急決策提供輔助和數(shù)據(jù)參考。系統(tǒng)通過創(chuàng)造性的結(jié)合泄漏管段周邊地形地物和拓?fù)潢P(guān)系，從而更科學(xué)地獲取泄漏管段影響區(qū)域，精準(zhǔn)有效地對泄漏事故進(jìn)行應(yīng)急處置。

3  應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)功能

開發(fā)搭建的應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)包含地圖基本功能、要素綜合查詢、應(yīng)急處置、應(yīng)急演練、數(shù)據(jù)維護(hù)、系統(tǒng)管理等六大功能模塊。涵蓋了管道的應(yīng)急處置業(yè)務(wù)，包括應(yīng)急流程、處置監(jiān)控、資源統(tǒng)計、實(shí)時通訊等，主要實(shí)現(xiàn)以下功能。

（1）基于地理信息數(shù)據(jù)形成GIS一張圖，實(shí)現(xiàn)一個系統(tǒng)全覆蓋的理念。

（2）系統(tǒng)功能擴(kuò)展靈活，使用方便；與主流電子導(dǎo)航應(yīng)用結(jié)合；自動組建應(yīng)急處置群聊小組，滿足信息交流互動。

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

（4）應(yīng)急演練或應(yīng)急搶險時，可一鍵生成應(yīng)急預(yù)案，包括管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、管道周邊應(yīng)急資源數(shù)據(jù)、維搶修信息、應(yīng)急路徑規(guī)劃及事故實(shí)時模擬預(yù)測分布圖，提高應(yīng)急決策效率。

（5）通過定期應(yīng)急演練實(shí)現(xiàn)演練過程留痕（圖像、視頻等）、演練結(jié)果評估、問題總結(jié)及演練案例共享。實(shí)現(xiàn)應(yīng)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(tǒng)進(jìn)行周期性應(yīng)急演練，更能在發(fā)生管道安全事故時進(jìn)行快速應(yīng)急處置，規(guī)避安全風(fēng)險和減少財產(chǎn)損失。

4  實(shí)施效果

（1）事件數(shù)字化上報。現(xiàn)場人員通過現(xiàn)場定位、照片、視頻進(jìn)行事件上報，作業(yè)區(qū)能快速判別、啟動應(yīng)急預(yù)案。

（2）自動調(diào)閱管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。包括事故管段上下游閥室流程圖、管段200 m內(nèi)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(yīng)急處置輔助方案，為現(xiàn)場指揮部制定搶險方案提供參考。僅查詢、調(diào)閱資料時間較傳統(tǒng)人工查詢方式節(jié)省至少20分鐘以上。

（3）應(yīng)急處置流程化管控。針對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵動作及時催辦，及時記錄最新進(jìn)展，避免忙中出錯。

（4）利用算法程序，實(shí)時調(diào)取已建立管道社會依托資源信息。提供附近高后果區(qū)信息、沿線政府部門、沿線應(yīng)急救援資源等詳細(xì)信息，第一時間聯(lián)動政府部門，聯(lián)系社會應(yīng)急資源，為應(yīng)急處置提供有效保障。

（5）自動建立應(yīng)急處置指揮信息共享群。統(tǒng)一發(fā)布最新消息，傳達(dá)指令，發(fā)布現(xiàn)場最新照片或視頻，及時反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息比對結(jié)果，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急處置人員信息同步共享，有效提升溝通效率，為指揮部及時提供第一手消息，根據(jù)實(shí)情適時調(diào)整搶險策略。

5  結(jié)語

應(yīng)急決策輔助系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、管道本體數(shù)據(jù)和核心設(shè)施要素、應(yīng)急資料的統(tǒng)一管理，以及應(yīng)急響應(yīng)的體系化流程化處置。系統(tǒng)根據(jù)泄漏管段的所屬位置，基于GIS平臺實(shí)現(xiàn)管道應(yīng)急資源的可視化查詢與模型分析，精準(zhǔn)有效地獲取泄漏事故區(qū)域及周邊資源，快速有效地處置管道安全風(fēng)險。對于強(qiáng)化管道應(yīng)急預(yù)案管理和保障管網(wǎng)安全、高效運(yùn)行，具有重要價值和作用。

作者簡介：曹強(qiáng)，1992年生，畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲運(yùn)專業(yè)，本科，中級職稱，現(xiàn)任梧州作業(yè)區(qū)副主任，主要從事外管道管理工作。聯(lián)系方式：18172421985，caoqiang@pipechina.com.cn。