李 偉，謝云飛

（國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司華南分公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

管道是運(yùn)輸天然氣和液態(tài)石油產(chǎn)品的相對安全且有效的手段。盡管管道的故障率遠(yuǎn)低于鐵路或公路運(yùn)輸，但是，管道事故依然造成巨大的社會(huì)影響，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的商業(yè)損失，并對環(huán)境造成相當(dāng)大的破壞。在實(shí)際中，管道路線很復(fù)雜，因?yàn)樗鼈兒苌俦辉O(shè)計(jì)為連接兩個(gè)點(diǎn)的最短路線，在人口稠密地區(qū)時(shí)尤其如此。因此，當(dāng)管道發(fā)生事故時(shí)，統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)應(yīng)對便顯得尤為重要。隨著我國各級(jí)應(yīng)急中心的建立，以及5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，開發(fā)新的管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)迫在眉睫。本文據(jù)此出發(fā)，設(shè)計(jì)并提出一套基于5G的新型成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，以期為相關(guān)從業(yè)人員提供幫助。

1 應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)概述

1.1 應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)

應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)是用于組織和指導(dǎo)對特定事件或一系列事件的現(xiàn)場戰(zhàn)術(shù)響應(yīng)的框架。該系統(tǒng)提供了一種命令結(jié)構(gòu)，用于以權(quán)威和標(biāo)準(zhǔn)化的方式進(jìn)行協(xié)調(diào)、信息流、分析、決策、通信和實(shí)施。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)操作，單個(gè)事件指揮官可能適合單個(gè)機(jī)構(gòu)，而當(dāng)涉及多個(gè)機(jī)構(gòu)時(shí)，可能需要更完善的統(tǒng)一指揮。在有多個(gè)行為者的地方，在事件發(fā)生之前達(dá)成的協(xié)議和諒解備忘錄對于建立與資源和權(quán)限相關(guān)的承諾和程序至關(guān)重要[1]。通過應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，可以促進(jìn)緩解措施的分析，例如使用協(xié)議來應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)；對現(xiàn)場事件響應(yīng)流程進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以提供一個(gè)集成的組織結(jié)構(gòu)，可以解決多個(gè)機(jī)構(gòu)分擔(dān)管理責(zé)任或促進(jìn)行動(dòng)的緊急情況的復(fù)雜性和需求。

在復(fù)雜事件中，事件指揮所用于促進(jìn)與響應(yīng)者和現(xiàn)場團(tuán)隊(duì)的快速溝通，其中包括會(huì)議空間，計(jì)算機(jī)，無線和衛(wèi)星連接以及其他現(xiàn)場設(shè)施和后勤細(xì)節(jié)，這是進(jìn)行協(xié)調(diào)的重要推動(dòng)因素。簽入和簽出人員，車輛和設(shè)備以及化學(xué)品處理的系統(tǒng)對于確保安全和平穩(wěn)運(yùn)行以及滿足資源跟蹤和財(cái)務(wù)責(zé)任至關(guān)重要。在實(shí)踐中，該系統(tǒng)已用于各種危險(xiǎn)情況下的應(yīng)急響應(yīng)，包括野火、自然災(zāi)害、恐怖襲擊、石油和化學(xué)物品泄漏、傳染病暴發(fā)和物種入侵等，在應(yīng)急事件的現(xiàn)場計(jì)劃和執(zhí)行的響應(yīng)措施中發(fā)揮了重要作用。

1.2 應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通用應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般包括三個(gè)層次：系統(tǒng)支持層、控制層和應(yīng)用層。系統(tǒng)支持層主要通過提供數(shù)據(jù)支持、模型支持、測量支持和知識(shí)支持實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能；系統(tǒng)主要功能應(yīng)用層包括災(zāi)害咨詢、災(zāi)害刺激、應(yīng)急決策、應(yīng)急指揮和反饋?zhàn)酉到y(tǒng)；系統(tǒng)控制層設(shè)置核心控制子系統(tǒng)（包括信息上傳、下載和發(fā)布），主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)各部分的協(xié)調(diào)和控制功能，綜合處理系統(tǒng)支持層和系統(tǒng)應(yīng)用層的各種數(shù)據(jù)[2]。

為使應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)有效，需要有具體的目標(biāo)，可以將這些目標(biāo)分解為旨在滿足這些目標(biāo)的離散運(yùn)營時(shí)段。這些時(shí)期通常都有自己的事故行動(dòng)計(jì)劃，以描述運(yùn)營時(shí)期的概要，結(jié)構(gòu)和采取適當(dāng)行動(dòng)的目標(biāo)。這些事件行動(dòng)計(jì)劃通常包括事件目標(biāo)，健康和安全信息，人員分配，溝通計(jì)劃，會(huì)議時(shí)間表，聯(lián)系信息以及地圖和其他重要的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。包括有條不紊地停止運(yùn)營，完成會(huì)計(jì)和數(shù)據(jù)匯總，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)后評(píng)估和匯報(bào)會(huì)議，以確保獲得反饋以優(yōu)化未來響應(yīng)。

2 5G新型成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)需求分析

在成品油輸送過程中，存在大量因油氣管道運(yùn)行意外而造成的損壞。由于應(yīng)急響應(yīng)中的協(xié)調(diào)和溝通不當(dāng)，此類事故造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失，并造成廣泛的環(huán)境破壞。然而，由管道引起的事故在很大程度上是可以預(yù)防的，甚至在事故發(fā)生后也是可以第一時(shí)間實(shí)施搶救性措施，以最大程度挽回?fù)p失。因此，應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃是安全和損失預(yù)防戰(zhàn)略不可或缺的重要組成部分，包括為管理、控制和減輕事故的直接影響而采取的行動(dòng)。在各種可用的工具中，應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)被視為保證油氣管道安全的關(guān)鍵工具之一。

不同于其他應(yīng)急事件，管道事故通常是由結(jié)構(gòu)故障，故意破壞或諸如颶風(fēng)，地震，山體滑坡和洪水等環(huán)境危害引起，重點(diǎn)關(guān)注影響管道運(yùn)輸系統(tǒng)的石油，天然氣和其他危險(xiǎn)事件。因此，成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)應(yīng)包括對與響應(yīng)行動(dòng)的規(guī)模和性質(zhì)有關(guān)的后勤需求的理解，包括現(xiàn)場訪問、運(yùn)輸、運(yùn)營中心、就餐、住房、醫(yī)療設(shè)施、信息系統(tǒng)連接和通信、安全、財(cái)務(wù)管理、設(shè)備存儲(chǔ)等。緊急情況需要清晰的指揮層級(jí)和組織程序指南，在事件指揮系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)中的協(xié)調(diào)和溝通。通過確認(rèn)、命令、戰(zhàn)術(shù)和支持網(wǎng)絡(luò)對命令和信息的垂直和水平流動(dòng)的響應(yīng)機(jī)制。包括當(dāng)?shù)氐乩?，包括可用訪問點(diǎn)的地圖和后勤考慮因素，參與機(jī)構(gòu)的可用資產(chǎn)和資源以支持響應(yīng)工作。其中，通信技術(shù)是成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)。[3]

從內(nèi)部運(yùn)營以及與公眾和媒體的外部參與的角度來看，清晰的溝通對于成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的所有方面都是必不可少的。內(nèi)部溝通必須簡潔，易于理解，尤其是在涉及多個(gè)機(jī)構(gòu)或?qū)W科的情況下。信息需要在指定溝通渠道內(nèi)縱向和橫向流動(dòng)，以確保運(yùn)營和安全的連續(xù)性，對于傳達(dá)有關(guān)響應(yīng)的重要信息以及確保從上至下以及從下至上共享信息非常重要。相比傳統(tǒng)的應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延、高帶寬、大連接的特點(diǎn)，可以在應(yīng)急指揮系統(tǒng)中發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢。首先，低時(shí)延的特性可以將現(xiàn)場音視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳送回指揮中心，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場情況看得準(zhǔn)；其次，高帶寬的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)4K/8K視頻的高清傳輸，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場情況看得清；最后，大連接的特點(diǎn)可以通過無人機(jī)、移動(dòng)指揮車等移動(dòng)手段，實(shí)現(xiàn)多角度、多方式的視頻傳輸，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場情況看得全。

2.2 成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)構(gòu)成

通過對通用應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合成品油管道事故的應(yīng)急特點(diǎn)，5G新型成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)重點(diǎn)放在用于數(shù)據(jù)處理和分析的地理空間工具和模型上，以提供用于實(shí)時(shí)緊急響應(yīng)的高質(zhì)量預(yù)警和關(guān)鍵信息。擬議的系統(tǒng)架構(gòu)支持實(shí)時(shí)地理空間災(zāi)難管理和決策，并整合了專題地圖和事件報(bào)告的使用。命令和控制模塊旨在提供災(zāi)難管理響應(yīng)并協(xié)調(diào)事件管理任務(wù)。通過一個(gè)集成的互聯(lián)網(wǎng)門戶和一個(gè)基于事件的系統(tǒng)，系統(tǒng)的各個(gè)組件可以無縫通信，并且客戶端可以請求和接收必要的信息。[4]通過結(jié)合遙測和基于互聯(lián)網(wǎng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施，這種新的地理信息工程方法為日益增長的管道事故問題提供了有效的解決方案。

在系統(tǒng)組成中，修改通用應(yīng)急指揮系統(tǒng)的控制層的內(nèi)容，將5G新型成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)劃分為應(yīng)用層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。其中，系統(tǒng)應(yīng)用層由災(zāi)害咨詢系統(tǒng)（dcs）、應(yīng)急決策系統(tǒng)（eds）、應(yīng)急指揮系統(tǒng)（ecs）和應(yīng)急預(yù)演系統(tǒng)（ers）組成；服務(wù)層模塊為應(yīng)用層提供具體的功能實(shí)現(xiàn)，如災(zāi)害模擬模塊（dsm）、應(yīng)急評(píng)估模塊（eam）評(píng)估信息融合模塊（ifm）、系統(tǒng)決策模塊（sdm）等；數(shù)據(jù)層主要通過提供數(shù)據(jù)支持、模型支持、測量支持和知識(shí)支持為系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)服務(wù)。它主要由監(jiān)控、災(zāi)情與部門信息、地理數(shù)據(jù)庫、模型庫、決策知識(shí)庫管理系統(tǒng)等組成，其中包括用于檢測管道破裂和故障的高級(jí)GIS工具。

該系統(tǒng)可以基于以下類型的設(shè)備使用：手持終端；安裝在PPDR車輛中的車輛終端。通常，車載終端比手持終端具有更高的計(jì)算能力和能源。它們可以充當(dāng)各種無線技術(shù)之間的中繼；移動(dòng)終端，可以將其部署在固定的地方，然后再移動(dòng)到另一個(gè)地方；固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基站，用于支持其他節(jié)點(diǎn)并將其連接到固定通信。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文針對傳統(tǒng)應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)，提出了一套基于5G技術(shù)的新型成品油管道應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在提供有關(guān)成品油管道緊急情況的準(zhǔn)確信息，為從業(yè)人員更好地參與成品油管道緊急情況和危機(jī)管理流程提供了巨大的潛力，幫助從業(yè)人員提高成品油管道事故響應(yīng)能力。