杜 鵬

（中國石化上海海洋油氣分公司，上海 200120）

在國家能源安全保障及生產(chǎn)安全形勢仍然嚴(yán)峻的大背景下，海上油氣生產(chǎn)應(yīng)急管理和救援能力建設(shè)面臨著新的挑戰(zhàn)。隨著無線技術(shù)、衛(wèi)星通訊、融合通訊、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的飛速發(fā)展，建設(shè)信息共享、互聯(lián)互通、統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)應(yīng)急的海上油氣生產(chǎn)應(yīng)急管理系統(tǒng)已成為可能，管理需求和功能實現(xiàn)正在向縱深方向拓展。

1 海上安全生產(chǎn)應(yīng)急的特點及存在問題

1.1 海上安全生產(chǎn)應(yīng)急的主要特點

海上安全事故起因多（人為、氣象、水文等）、可控性差（自然因素）、影響范圍廣（影響環(huán)境及海洋生態(tài)），一旦事故脫離海上平臺或船舶的可控范圍，僅僅依靠海上裝備自身的救援能力難以有效的減少損失。

應(yīng)急資源類型不匹配或儲備不足往往需要跨區(qū)域進行資源支持。各層面及時的應(yīng)急信息傳遞和應(yīng)急資源分布儲備信息將為救援提供巨大的支撐和幫助[1-2]。同時，周詳而有效的事故應(yīng)急處置方案需要大量動態(tài)數(shù)據(jù)作為支撐，如人員動態(tài)狀況、氣象、海況、周邊船舶及人員定位、平臺（船舶）物資儲備、現(xiàn)場視頻影像等信息。

1.2 海上安全生產(chǎn)應(yīng)急存在的主要問題

1）海上作業(yè)現(xiàn)場與岸基僅能通過有限且不夠穩(wěn)定的通訊方式進行信息傳遞，應(yīng)急處置時難以第一時間了解作業(yè)現(xiàn)場的真實情況，難以作出準(zhǔn)確的判斷并制定有針對性的處置方案；

2）事故現(xiàn)場及周邊環(huán)境信息無法實時而準(zhǔn)確的掌握，周邊可用救援力量及資源儲備無法及時準(zhǔn)確的獲得。

3）應(yīng)急處置過程無法全面記錄和追溯，無法進行有效的事后總結(jié)分析；

4）盡管現(xiàn)場應(yīng)急處置人員基本掌握理論知識及基礎(chǔ)救援培訓(xùn)，但大部分人未經(jīng)歷過真實場景處置。

5）管理方面，仍存在著應(yīng)急管理體系頂層設(shè)計不到位，與生產(chǎn)應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)管控?zé)o法有效融合的問題。主要體現(xiàn)為大部分業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能單一、資源分散，對應(yīng)急指揮的幫助有限。

2 海上油氣生產(chǎn)應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)實踐

1）建設(shè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。主要關(guān)注對象包括鉆井平臺、三用工作船舶、物探船舶、碼頭基地、直升機、作業(yè)人員、特殊作業(yè)動態(tài)、氣象信息、放射源庫等。關(guān)注對象主要數(shù)據(jù)包括：基礎(chǔ)信息、實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)動態(tài)、人員信息、視頻監(jiān)控、危險報警等生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)[3]。

2）建設(shè)應(yīng)急指揮系統(tǒng)，具體功能體現(xiàn)如下：建立應(yīng)急救援工作臺。遭遇突發(fā)事件，輔助生產(chǎn)調(diào)度管理人員快速準(zhǔn)確處置應(yīng)急信息，快速完成信息上報及擴散，推送應(yīng)急信息，自動調(diào)取并協(xié)助啟動相應(yīng)預(yù)案；建立基于GIS、AIS 以及電子海圖的的應(yīng)急救援電子沙盤（見圖1）；通過選擇突發(fā)事件類型及擴散范圍，輔助制定應(yīng)急工作人員職責(zé)和分工，及時將預(yù)案信息進行包裝分發(fā)；構(gòu)建分級匯報、統(tǒng)一協(xié)調(diào)功能。根據(jù)突發(fā)事件的分級和處置能力實現(xiàn)分級處置，實現(xiàn)信息共享；實現(xiàn)應(yīng)急數(shù)據(jù)庫及信息的分布式部署、統(tǒng)一管理；建立應(yīng)急處置過程數(shù)據(jù)管理機制、事后記錄回放機制與分析機制；建立通信保障，確保在應(yīng)急處置環(huán)節(jié)各類通信暢通，保障各級各部門之間各類應(yīng)急音、視頻會議有效溝通。

圖1 基于GIS 和AIS 數(shù)據(jù)的電子沙盤示意圖

3）建設(shè)應(yīng)急推演系統(tǒng)：主要關(guān)注安全應(yīng)急事件的應(yīng)急事件推演、多人應(yīng)急模擬演練、典型事故分析等。系統(tǒng)開發(fā)以鉆井平臺三維模型庫、生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急預(yù)案庫，以及視頻庫、信息庫等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過3D 仿真技術(shù)、Java 開發(fā)平臺、photon 服務(wù)器技術(shù)，實現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案的情景構(gòu)建，通過模擬應(yīng)急預(yù)案的實施過程，開發(fā)針對海上油田的應(yīng)急演練和安全管理功能，達到安全培訓(xùn)、模擬演練、數(shù)字化預(yù)案推演等目標(biāo)，實現(xiàn)油田應(yīng)急演練培訓(xùn)和安全管理的數(shù)字化、可視化、虛擬現(xiàn)實化。

系統(tǒng)建設(shè)將生產(chǎn)、應(yīng)急、推演三大功能相結(jié)合。平時為生產(chǎn)指揮、調(diào)度指揮平臺，同時具備應(yīng)急知識儲備、應(yīng)急資源管理、應(yīng)急模擬演練等功能。應(yīng)急響應(yīng)時，系統(tǒng)切換為應(yīng)急指揮系統(tǒng)，注重突發(fā)事件的應(yīng)急處置、預(yù)案調(diào)取、事態(tài)分析、匯報、總結(jié)及應(yīng)急指揮能力[4]。

3 系統(tǒng)整體技術(shù)框架及關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)總體軟件開發(fā)框架以J2EE 技術(shù)作為基礎(chǔ)，使用Dubbo+Zookeeper 云架構(gòu)平臺進行部署和開發(fā)，通訊集成和信息分發(fā)采用華為eSpace 平臺，通過二次開發(fā)使其與生產(chǎn)應(yīng)急指揮系統(tǒng)相融合。系統(tǒng)整體硬件框架及鏈路如圖2。

3.1 基于衛(wèi)星鏈路的遠程視頻監(jiān)控

目前，海上鉆井平臺通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與岸基進行聯(lián)網(wǎng)通訊，分配衛(wèi)星鏈路帶寬1.2M 左右，衛(wèi)星鏈路數(shù)據(jù)在北京落地后，通過辦公網(wǎng)絡(luò)傳輸至陸地終端。

圖2 基于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通訊的視頻監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)遠傳

系統(tǒng)建設(shè)選取了勘探四號平臺作為試點平臺，監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控位置29 處、POE 交換機3臺、存儲磁盤陣列1 臺、綜合視頻管理服務(wù)器1臺組成。在平臺現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)中部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以實現(xiàn)視頻主碼流壓縮后，上傳至岸基視頻接收服務(wù)器。該方案允許勘探四號從當(dāng)前29 路監(jiān)控位置選擇并切換監(jiān)控信號，傳輸至岸基監(jiān)控調(diào)看，同時可將所占衛(wèi)星帶寬控制在單路傳輸500kb 以下。經(jīng)過不同畫質(zhì)參數(shù)方案比選及傳輸效果實測對比，壓縮設(shè)備將單路視頻源碼流壓縮至128kb，監(jiān)控系統(tǒng)中4 路攝像頭均可以遠程流暢調(diào)看。應(yīng)急處置過程中，4 路視頻監(jiān)控源可較好滿足現(xiàn)場處置研判的需求，視頻監(jiān)控源的手動切換實測需5min 左右即可完成。

3.2 一鍵啟動應(yīng)急響應(yīng)流程

系統(tǒng)具備一鍵啟動應(yīng)急響應(yīng)流程功能。事故響應(yīng)處置分三級，報警信息采用逐級上報、響應(yīng)、處置。應(yīng)急信息經(jīng)核查后上報應(yīng)急辦主任，由應(yīng)急辦主任下達“一鍵啟動應(yīng)急響應(yīng)命令”，系統(tǒng)依據(jù)應(yīng)急預(yù)案預(yù)設(shè)的任務(wù)安排，將救援任務(wù)下達至各單位。

應(yīng)急處置流程主要通過應(yīng)急指揮調(diào)度完成，應(yīng)急指揮調(diào)度由應(yīng)急指揮中心展示系統(tǒng)和融合通信系統(tǒng)構(gòu)成，實現(xiàn)資源可視化調(diào)度分配。

應(yīng)急處置結(jié)束時，由應(yīng)急指揮中心通過融合通信發(fā)送應(yīng)急終止命令書，系統(tǒng)自動完成應(yīng)急事件歸檔操作。系統(tǒng)自動完成應(yīng)急事件歸檔操作，作業(yè)現(xiàn)場完成應(yīng)急事件總結(jié)匯報，并開展善后處置、事故調(diào)查及保險理賠。

4 總結(jié)

通過多種技術(shù)的融合和創(chuàng)新應(yīng)用，探索建立了海上油氣生產(chǎn)應(yīng)急管理系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)構(gòu)架和子系統(tǒng)組成，并對其中涉及到的多項關(guān)鍵技術(shù)和測試結(jié)果進行了闡述。該系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)將為海上油氣生產(chǎn)管理、應(yīng)急指揮、海上應(yīng)急救援和應(yīng)急培訓(xùn)等不同場景提供豐富的應(yīng)用工具和處置手段。