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1、数字化智能管道项目应急管理系统解决方案应急管理子系统解决方案采用空间GIS技术与VR引擎技术，融合全息仿真和三维可视化技术，以“平战结合”为指导原则，针对项目建立集安全生产监测监控、战时应急响应与评估、应急培训演练为一体的信息平台。该系统首先通过卫星遥感或航拍技术建立包括站场和输气管道在内的三维模型，添加各种属性信息，建立开放的三维地理信息系统平台；在此基础上，对主要生产设施、工艺流程、重大危险源等进行可视化安全监管，并建立应急预案管理、应急指挥管理及应急抢维修管理系统。1.1 系统总体设计在设计系统结构时采用先进的多层架构，提高系统的稳定性和可移植性，系统软件部分采用面向对象的设计方法以及基
2、于组件设计的理念和技术，提供多个大层面、若干小层面的抽象、映射、实现和封装。图1应急管理子系统总体架构系统采用多层次结构开发系统，可使系统接口实现透明，把接口与实现清晰划分。应急预案管理、应急指挥管理以及应急抢维修管理是系统的固有功能。1.2 系统功能设计1.2.1 应急预案管理系统对项目的综合预案、专项预案、现场处置方案进行分类管理，可对预案进行灵活配置、智能匹配查询、快速自动生成WOrd传统预案、自动触发事故事件处理流程、自动匹配相关资源、三维动画展示等功能。可为用户提供智能数字化预案制作功能，在编制的过程中可以选择合适的资源支持、事故及案例支持、行动方案和流程定制、行动步骤、行动方案的调
3、用关系、事件的触发、二、三维展示的功能，方便地将文本的预案制作成虚拟仿真场景下的行动方案。同时可以支持预案培训演练、查询、匹配、应急辅助、数学模型的功能，能够将已经发生过的典型事故和应急救援过程制作成多媒体资料，并可以对历史灾情进行查询和演示，为同类事故的应急处置和救援提供参考依据。图2预案管理生命周期图1）预案模板：提供国家标准预案模板与常用预案范本管理，可根据实际需求调整模板；2）向导式预案编制：按照模板提供的内容，按顺序进行编制，操作简单；3）资源的增加、查询和同步更新：可调入现有的应急资源，也可以增加应急资源，通过与应急资源的查询和修改接口可对应急资源数据的相互同步更新；4）细化的行动
4、步骤：提供把应急预案中的行动步骤做成Flash,三维动画、AVl等多种动画格式，使预案的培训、演练更加直观，也可以为培训演练系统的互动模拟演练提供底层的动画支持，此功能还有动画脚本制作、观察脚本制作功能，与培训演练的相关功能类似：令动画脚本：动画脚本的制作包括对灾情情况、人员行为动作、人员疏散情况、设备响应情况、救援情况等一系列信息的情节设定。通过脚本形式,对行动步骤进行可量化、可视化、可操作化，实现行动步骤的动画效果。爆炸、气体泄漏、气体扩散、辐射、冒烟、液体泄漏等灾情的产生及变化。提供动画脚本的编辑工具，实现动画脚本的制作。提供事件组制定功能（如三级关断等过程展示可分别定义为三个事件组）。
5、操作者使用工具提供的输入界面，向脚本中添加事件/事件组，同时指定事件执行所需参数及事件发生时间，从而生成可供执行的应急预案脚本。通过对已有脚本的再编辑，修改事件参数和事件发生时间，删除或添加期望的事件/事件组，实现对行动步骤执行情节的修改；令观察脚本：观察脚本描述观察者的位置、观察角度、观察范围随时间推进的变化情况。可对观察脚本进行编辑,通过输入不同时间点观察者的位置、观察角度、观察范围，以及变化方式，进行观察脚本的编辑。5）触发控制：可根据行动步骤的顺序触发下一个行动步骤，也可以触发相关硬件设备，如：短信网关，智能远程关断系统，视频；6）智能查询：可根据预案的层次、级别、类型、应急资源、预案
6、模板、版本、关键内容、创建时间、创建人等多种排列组合的方式对预案进行查询，在应急指挥过程中，系统自动列出相似的预案、历史处置方案、历史决策记录等关联信息，当查询出细化的行动方案时，系统自动列出与其关联的、相似的行动方案；1.1.1.1 预案改进的同时，自动按规则生成新的版本，在不同时期应急调用的预案版本不同，避免版本更新对事故回放、应急演练造成的影响；1.1.1.2 可进行特定格式（如Word）的导入导出功能。1.1.1.3 预案管理1）分层次政府、总公司、子公司级别的预案。2）分级别一级响应预案；令二级响应预案；令三级响应预案。3）分类型令综合预案；专项预案；现场处置方案。4）数据权限管理根
7、据用户权限的不同分别设置访问和编辑预案的权限。1.1.1.4 预案评审1）评审流程系统支持用户定制的评审流程对预案进行分级评审。2）评审建议记录和管理不同人员对预案的评审建议，为预案的优化提供支持。1.1.1.5 培训与演练1）培训演练记录管理；2）脚本制作：包括动画脚本的制作和观察脚本的制作；3）预案展示：提供应急预案脚本的执行控制功能，在三维数字场景中真实展现预案情节。可对脚本执行的停止、快进、慢放、跳转、暂停、继续功能。通过执行跳转功能，查看任意时间点预案现场的事态发展。随时暂停预案播放，通过漫游功能对预案现场进行多角度、全方位、立体化的观察,清晰把握现场情形，做出合理判断和决策。在此基
8、础上对预案脚本在线编辑，改变应对策略及人员动作等，使预案按照操作者期望的方式发展。通过事件脚本和观察脚本的绑定，实现对同一预案从不同观察角度进行浏览。如在播放同一应急预案的情况下，通过多窗口分别绑定不同的观察脚本，实现多画面不同角度、不同关注对象、不同区域的同时展现。1.2.2应急指挥管理应急指挥管理模块主要包括：应急资源管理、灾情推演及辅助决策、灾情汇报与指挥、应急协同指挥、应急展示、救援评估等。1.2.2.1 应急资源管理系统提供的应急资源管理包括:应急机构和人员、应急装备物资、救援专家、周边信息、应急救援力量、避难场所、生产应急资料等数据信息，提供界面并快速地制作、采集、整编、入库和管理
9、。系统可对各种应急资源灵活定制，合理整合行政企业组织、人员、技能、各种GIS信息、SCADA信息、语音、视频、各种硬件平台等资源，和预案紧密结合，相互更新，为应急演练和应急指挥提供有效的数据支撑。系统集成应急资源数据库和EAM企业资产管理数据库,具有人员队伍管理、装备物资管理、应急资源调度管理、外部应急资源信息管理、专家信息管理等功能。在此基础上，系统具有应急资源数据，结合三维地理信息系统将企业人员、救援设施、设备设施及介质、周边人口分布情况等标示在相应位置，在电子地图上点击相关图标，即可显示该图标对应的基本信息，如人员配置、资源占有、应急人员资质以及应急专家和应急机构等情况。图3系统应急资源
10、管理示意图1.2.2.2 灾情推演及辅助决策子系统为应急救援指挥提供了一体化的信息平台，当出现突发事故灾难时，应急指挥人员可以通过联网的任意一台终端登录该子系统，并通过该子系统快速的掌握事故信息和应急救援资源情况，在该子系统的辅助下制定应急策略并与其他应急指挥部门进行协调指挥。子系统辅助决策可调用相关资源，如：调用GlS（测距、测面积、人口、高度、坡度）、SCADA（压力、流量、温度等情况）、现场视频、气象、各种应急资源快速查询、语音、动画、电子沙盘、专家支持、数学模型、事故分析（危险区域分析、关阀分析、放空分析、事故影响分析、自救/逃生/资源调度/救援等路径分析）、历史事故、方案评价比选、外
11、系统资料、决策签署和记录等信息，为辅助决策与指挥提供有力的支持。针对数学模型，子系统可集成专.业的油气泄漏扩散、火灾、爆炸的事故后果数学模型，通过手动或自动导入相关数据，进行事故影响范围以及事故严重度的预测；模型需结合气象环境数据分析事故发展态势，能够提出初步的行动方案和专业结论，并对事发地点快速提出周边环境风险分析和资源分布。子系统内置多种路由算法,支持时间最短、路程最短等方式的路径寻优功能。子系统能够在二维和三维可视化场景中动态的、直观的显示模拟分析结果。根据事故推演结果，规划出最佳的应急疏散及救援路线，同时三维显示需疏散区域、安全集结点位置等，并将所规划路线整合对比事故推演结果，对可能受
12、到影响的道路会做出警戒提示。6XZ fi|海才息京口 A9火皿 fiW AegV军区 IrM化0字6叁 安产管0，“ 一二. SMM0*41TB Mfi MIflI，行依区划,JMM aB fB ,逝大国&-&It遍仄力 u*Mp分立立看也化St字发案 ereeflLrGMKZ 工BftW*欠皿 ,.4c gWWR图4灾情推演和辅助决策图1.2.2.3 灾情汇报与指挥通过系统，管道公司应急救援指挥中心可以在大屏幕上实时显示三维的灾情发生、发展情况，指挥中心可部署应急救援方案、派发任务、反馈信息等，并进行实时灾情上报，通过灾情信息的录入与更新，完成通知领导、事故上报、事故续报、历史记录跟踪查询等
13、工作。通过系统，可以针对灾情所发生的重要事件进行滚动显示，显示方式类似电视新闻播报画面下方的滚动新闻标题浏览，每个时间的标题都是超链接，通过鼠标的点选,可以了解事件的详细情况。系统还可以通过关联查询的方式进行事故、事件的查询，把事故、事件的相关信息（重大危险源、资源、预案、处理情况等）都进行详细的显示。子系统汇报的所有信息可在三维场景中同步显示，并自动分类存档，并通过接口服务平台为总公司、XX集团、省市安监应急系统预留接口，实现事故信息的一次录入分级汇报。1.2.2.4 应急协同指挥现场应急救援指挥部可对预留的远程客户端进行灾情通报和讲解、展示事故情况、事故影响范围、请求调动救援力量、请求调用
14、物资，并实施应急救援协同指挥，为突发事故应急救援指挥的快速、准确进行提供支持。图5应急协同指挥图1.2.2.5 应急展示子系统支持将整个救援过程进行全息化制作，也可以展示子系统中进气、外输，以三维动画、文字等形式进行记录，可将其存入历史事故数据库，积累事故数据。在救援评估时可以提供评估依据、作为教学课件进行培训、在类似事故发生时作为辅助决策参考。应急的展示可以提供类似播放器的播放、暂停、停止、快进、慢放、退出等功能，方便用户的展示操作。二M三H,行政区划 数字化站场,设冬。窗而函电9否，校表闽谎设各a3配电装置由执行机构设备A63用笑设0 S3电气就地盘指B三,翼H值衿 周边信总套遍，内善救依
15、要注 外方依信普派革大依胫省管育看箴化费手Bl案，费产合现图6应急救援过程展示图1.2.2.6救援评估子系统提供救援评估与历史事故功能，在事故应急救援过程中，子系统可以实时统计和更新伤亡人员数量、财产损失数量、调用应急力量名称和数量、应急物资使用数量、应急处置过程重要事件等内容。在事故发生后，可进行事故信息统计和伤亡情况分析，应急救援结束后可对事故人员伤亡、财产损失、应急资源使用、应急处置过程等情况进行综合分析，通过应急展示功能提供的灾情录制功能可制作生成多媒体事故案例并入库，为同类事故应急处置提供参考。也可以使用子系统提供的事故信息辅助分析功能制作事故报表，查询事故发生时间、延续过程、救援过
16、程、损失情况、伤亡情况等历史记录信息，辅助生成事故报告并在子系统中存档备案。子系统可将这些存档备案的信息进行汇总、保存，便于相关人员进行分析，同时可以生成报表，用于事故情况上报。图7救援评估1.2.3应急抢维修管理管线经常受到自然灾害、第三方施工等自然或人为因素的破坏。管线发生事故，最重要的就是能够在最短的时间内修复被损坏的管线，恢复供气，最大限度降低事故损失。面对突发事件，需要进行抢维修时，系统能够提供各种可视化信息服务、决策依据和分析手段，能够及时、有效地启动各种抢险资源，做好现场安全控制措施，并组织人员、车队进行抢险维修工作，减少对人员的影响、环境和财产的破坏。应急抢维修管理模块划分为以
17、下几部分：风险管理、抢维修资源管理、路径规划、抢维修措施管理、事件管理、案例管理等。1.2.3.1 风险管理1）风险根据类型的不同分为：管道风险和进入风险;2）风险数据的管理提供手工输入和固定格式的Excel导入两种数据录入方式，除风险的基本属性信息以外，还可以将相关文档（例如：照片）上传；3）对录入的风险数据可以进行修改和删除；4）对风险数据的查询可以将查询结果在GIS系统的地图上进行定位显示;5）管道风险和进入风险可以消除（例如：第三方施工结束），消除后的管道风险可以作为历史记录进行查询。图8风险管理-风险录入1.2.3.2 抢维修资源管理抢维修资源主要由抢维修人员、抢维修队、抢维修物资、
18、仓库、应急指挥车、运输车辆等组成。抢维修资源可以通过手工输入或固定格式的Excel导入进行录入。在GIS地图中，以单个风险为原点，参数设定的值（公里）为半径，搜索覆盖范围内的抢维修资源。M绘。货IUt 记客洌ItfrV8 hJff8 M1MMCMftcaHL触1 匚W蔼/a2 MAfl3 口132298877*WI343J234%75 WAMAAtas：碗员axenrwM10 丽献（C11 0岗位1SIW12 QttAAttXAJ513 Il谡iia14 Q嘱*川禽15 WR人员WQ“改J，*| Ql 3/&依黑人间 8”开地剧图9抢维修资源管理-抢维修岗位1.2.3.3 路径规划通过对道路数
19、据的分析，提供从地图上选择的起点和终点之间的路由信息，快速选择抢维修车辆进入现场道路，系统保存搜索或绘制的路径数据。路径信息来源于通过第三方购买的路网数据、踏勘过程中GPS采集的道路信息以及通过鼠标在GIS地图上绘制。路径规划使用最短路径搜索算法和最优路径搜索算法：1）最短路径算法是指系统选择线路路程最短为优先条件的一种路径算法;2）最优路径算法是指系统根据公路等级等权重信息综合计算结果为优先条件的路径算法。系统默认采用最优路径算法，提供三种方式的路径搜索：1）站到站：站为在系统中已经有定位信息的地点，包括：管道风险、站场、阀室、ERC抢维修中心。选择任意站与站之间的路径搜索；2）地图点选：在
20、GlS地图上任意点击起点和终点，系统进行路径搜索；3）手绘：通过鼠标、压感笔等外部设备，控制鼠标在GlS地图上进行路径绘制。图10路径规划-路径管理1.2.3.4 抢维修措施管理针对各个管道风险，可以分别制定抢维修措施，在特定的管道风险发生事件时，可以快速查询抢维修措施，调派抢维修人员、运输工具通过规划的路径到达现场、通知相关部门联动，快速、高效的开展抢维修作业。抢维修措施包括岗位、参与人员、运输工具、单位、路径，其中风险如果所在区域为进入风险区域或者路径通过进入风险区域，对运输工具的选择产生影响。1）抢维修措施制定抢维修措施制定由下列步骤构成：令抢维修措施基本信息和关联风险抢维修措施可以通过
21、查询已经创建的抢维修措施进行内容复制，在向导中进行修改，生成新的抢维修措施。抢维修措施需要与管道风险相关联，选择一个或多个管道风险，制定抢维修措施，并定义抢维修措施的基本属性信息。当选择的管道风险在进入风险覆盖范围内时，系统给予提示,作为参考信息。设置抢维修岗位设定抢维修工作中需要参与的岗位，通过岗位也可以指定选定岗位对应的人员（岗位与人员的关系在抢维修资源模块进行配置管理）。选择运输工具选择抢维修措施中的运输工具，运输工具信息在抢维修资源管理模块进行维护。当选择的管道风险在进入风险覆盖范围内时，系统给予提示,作为参考信息。关联救援单位选择抢维修措施中需要协助参与的救援单位（消防队、公安局、医
22、院等）。路径规划规划抢维修措施中的行车路线，通过人工选择经过系统路径算法提供的一条或多条路径，规划事故地点到各个目的地之间的路线，包括人员行车路线、物资运输路线、救援单位行车路线、附加行车路线等。预览和保存图11抢维修措施管理-抢维修措施制作2）抢维修措施查看、修改、导出令所有抢维修措施按照创建时间降序排列在预案数据列表中，选择其中一个预案时，会显示包含下列内容的详细信息；令管道风险、进入风险、岗位（人员）、运输工具、救援单位、行车路线。令通过向导模式对抢维修措施进行查看、修改；以图文的行式导出指定的“抢维修措施”；导出文档包括：关联管道风险，进入风险，岗位（人员），运输工具,救援单位，行车路
23、线；除文字描述以外，还在内容中包括关联管道风险，进入风险，运输工具，救援单位的位置或区域，以及行车路线；在地图上显示选定的单个抢维修措施，在GlS地图上显示选定的单个抢维修措施的“管道风险位置”、“进入风险区域”、“岗位（人员）信息及所在位置”、“运输工具信息及所在位置”、“救援单位信息及所在位置”、“行车路线”。1.2.3.5事件管理记录抢维修事件的过程信息。除了可以根据具体的抢维修事件记录事件坐标、发生时刻、调集资源（岗位、人员、车辆、单位等）、操作内容、操作工时、事件情况等信息进行记录和查看外。将抢维修事件在GIS系统进行显示，根据事件类型的不同实现下列用途：1）正在进行抢维修事件：事件
24、跟踪、指挥、汇报等工作；2）已完成抢维修的事件：事件回放、教学演练、汇报等工作。1.2.3.6案例管理为了从以前发生的事故中吸取经验教训，需要把事故案例录入到系统中，对这些事故案例进行分类管理，并将其中的某些案例制作成可视化文件（视频、PPT、FLASH的任意一种），可以通过观看可视化案例文件生动形象地展示事故案例。事故案例主要用于培训和历史资料存档，窠例来源于公司内部实际发生的抢维修事件或其他公司的抢维修案例，案例的内容和形式没有任何限制，除了窠例的基本信息帮助对案例进行分类，方便查询和统计以外，案例的详细内容可以以附件形式进行上传。除了附件形式记录的案例以外，为了直观地进行抢维修培训演练，抢维修事故案例提供三维动画展示接口，通过接口可以执行预先制作的三维动画。提供一个三维动画案例，案例的脚本由业主提供，项目组负责把脚本在三维场景中直观地展现出来，如：应急物资的存放位置、需要的抢维修资源、进入计划等。
