海上油氣生產應急管理系統建設實踐

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安全形勢仍然嚴峻的大背景下，海上油氣生產應急管理和救援能力建設面臨著新的挑戰。隨著無線技術、衛星通訊、融合通訊、大數據、虛擬現實等技術的飛速發展，建設信息共享、互聯互通、統一指揮、協調應急的海上油氣生產應急管理系統已成為可能，管理需求和功能實現正在向縱深方向拓展。

1 海上安全生產應急的特點及存在問題

1.1 海上安全生產應急的主要特點

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（影響環境及海洋生態），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。

應急資源類型不匹配或儲備不足往往需要跨區域進行資源支持。各層面及時的應急信息傳遞和應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急處置方案需要大量動態數據作為支撐，如人員動態狀況、氣象、海況、周邊船舶及人員定位、平臺（船舶）物資儲備、現場視頻影像等信息。

1.2 海上安全生產應急存在的主要問題

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

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

3）應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分析；

4）盡管現場應急處置人員基本掌握理論知識及基礎救援培訓，但大部分人未經歷過真實場景處置。

5）管理方面，仍存在著應急管理體系頂層設計不到位，與生產應急指揮業務管控無法有效融合的問題。主要體現為大部分業務系統功能單一、資源分散，對應急指揮的幫助有限。

2 海上油氣生產應急管理系統建設實踐

1）建設生產管理系統。主要關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、作業人員、特殊作業動態、氣象信息、放射源庫等。關注對象主要數據包括：基礎信息、實時數據、生產動態、人員信息、視頻監控、危險報警等生產相關數據[3]。

2）建設應急指揮系統，具體功能體現如下：建立應急救援工作臺。遭遇突發事件，輔助生產調度管理人員快速準確處置應急信息，快速完成信息上報及擴散，推送應急信息，自動調取并協助啟動相應預案；建立基于GIS、AIS 以及電子海圖的的應急救援電子沙盤（見圖1）；通過選擇突發事件類型及擴散范圍，輔助制定應急工作人員職責和分工，及時將預案信息進行包裝分發；構建分級匯報、統一協調功能。根據突發事件的分級和處置能力實現分級處置，實現信息共享；實現應急數據庫及信息的分布式部署、統一管理；建立應急處置過程數據管理機制、事后記錄回放機制與分析機制；建立通信保障，確保在應急處置環節各類通信暢通，保障各級各部門之間各類應急音、視頻會議有效溝通。

圖1 基于GIS 和AIS 數據的電子沙盤示意圖

3）建設應急推演系統：主要關注安全應急事件的應急事件推演、多人應急模擬演練、典型事故分析等。系統開發以鉆井平臺三維模型庫、生產數據庫、應急預案庫，以及視頻庫、信息庫等數據為基礎，通過3D 仿真技術、Java 開發平臺、photon 服務器技術，實現應急預案的情景構建，通過模擬應急預案的實施過程，開發針對海上油田的應急演練和安全管理功能，達到安全培訓、模擬演練、數字化預案推演等目標，實現油田應急演練培訓和安全管理的數字化、可視化、虛擬現實化。

系統建設將生產、應急、推演三大功能相結合。平時為生產指揮、調度指揮平臺，同時具備應急知識儲備、應急資源管理、應急模擬演練等功能。應急響應時，系統切換為應急指揮系統，注重突發事件的應急處置、預案調取、事態分析、匯報、總結及應急指揮能力[4]。

3 系統整體技術框架及關鍵技術

系統總體軟件開發框架以J2EE 技術作為基礎，使用Dubbo+Zookeeper 云架構平臺進行部署和開發，通訊集成和信息分發采用華為eSpace 平臺，通過二次開發使其與生產應急指揮系統相融合。系統整體硬件框架及鏈路如圖2。

3.1 基于衛星鏈路的遠程視頻監控

目前，海上鉆井平臺通過衛星網絡與岸基進行聯網通訊，分配衛星鏈路帶寬1.2M 左右，衛星鏈路數據在北京落地后，通過辦公網絡傳輸至陸地終端。

圖2 基于衛星網絡通訊的視頻監控和物聯網網關遠傳

系統建設選取了勘探四號平臺作為試點平臺，監控系統由監控位置29 處、POE 交換機3臺、存儲磁盤陣列1 臺、綜合視頻管理服務器1臺組成。在平臺現有監控系統中部署物聯網網關以實現視頻主碼流壓縮后，上傳至岸基視頻接收服務器。該方案允許勘探四號從當前29 路監控位置選擇并切換監控信號，傳輸至岸基監控調看，同時可將所占衛星帶寬控制在單路傳輸500kb 以下。經過不同畫質參數方案比選及傳輸效果實測對比，壓縮設備將單路視頻源碼流壓縮至128kb，監控系統中4 路攝像頭均可以遠程流暢調看。應急處置過程中，4 路視頻監控源可較好滿足現場處置研判的需求，視頻監控源的手動切換實測需5min 左右即可完成。

3.2 一鍵啟動應急響應流程

系統具備一鍵啟動應急響應流程功能。事故響應處置分三級，報警信息采用逐級上報、響應、處置。應急信息經核查后上報應急辦主任，由應急辦主任下達“一鍵啟動應急響應命令”，系統依據應急預案預設的任務安排，將救援任務下達至各單位。

應急處置流程主要通過應急指揮調度完成，應急指揮調度由應急指揮中心展示系統和融合通信系統構成，實現資源可視化調度分配。

應急處置結束時，由應急指揮中心通過融合通信發送應急終止命令書，系統自動完成應急事件歸檔操作。系統自動完成應急事件歸檔操作，作業現場完成應急事件總結匯報，并開展善后處置、事故調查及保險理賠。

4 總結

通過多種技術的融合和創新應用，探索建立了海上油氣生產應急管理系統，提出了系統構架和子系統組成，并對其中涉及到的多項關鍵技術和測試結果進行了闡述。該系統的開發和建設將為海上油氣生產管理、應急指揮、海上應急救援和應急培訓等不同場景提供豐富的應用工具和處置手段。