基于5G新型成品油管道應急指揮通信系統研究

李 偉，謝云飛

（國家石油天然氣管網集團有限公司華南分公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

管道是運輸天然氣和液態石油產品的相對安全且有效的手段。盡管管道的故障率遠低于鐵路或公路運輸，但是，管道事故依然造成巨大的社會影響，會導致嚴重的商業損失，并對環境造成相當大的破壞。在實際中，管道路線很復雜，因為它們很少被設計為連接兩個點的最短路線，在人口稠密地區時尤其如此。因此，當管道發生事故時，統一指揮、協調應對便顯得尤為重要。隨著我國各級應急中心的建立，以及5G技術的發展和應用，開發新的管道應急指揮通信系統迫在眉睫。本文據此出發，設計并提出一套基于5G的新型成品油管道應急指揮通信系統，以期為相關從業人員提供幫助。

1 應急指揮通信系統概述

1.1 應急指揮通信系統

應急指揮通信系統是用于組織和指導對特定事件或一系列事件的現場戰術響應的框架。該系統提供了一種命令結構，用于以權威和標準化的方式進行協調、信息流、分析、決策、通信和實施。在實際應用中，根據操作，單個事件指揮官可能適合單個機構，而當涉及多個機構時，可能需要更完善的統一指揮。在有多個行為者的地方，在事件發生之前達成的協議和諒解備忘錄對于建立與資源和權限相關的承諾和程序至關重要[1]。通過應急指揮通信系統，可以促進緩解措施的分析，例如使用協議來應對風險；對現場事件響應流程進行了標準化，以提供一個集成的組織結構，可以解決多個機構分擔管理責任或促進行動的緊急情況的復雜性和需求。

在復雜事件中，事件指揮所用于促進與響應者和現場團隊的快速溝通，其中包括會議空間，計算機，無線和衛星連接以及其他現場設施和后勤細節，這是進行協調的重要推動因素。簽入和簽出人員，車輛和設備以及化學品處理的系統對于確保安全和平穩運行以及滿足資源跟蹤和財務責任至關重要。在實踐中，該系統已用于各種危險情況下的應急響應，包括野火、自然災害、恐怖襲擊、石油和化學物品泄漏、傳染病暴發和物種入侵等，在應急事件的現場計劃和執行的響應措施中發揮了重要作用。

1.2 應急指揮通信系統結構

通用應急指揮通信系統結構一般包括三個層次：系統支持層、控制層和應用層。系統支持層主要通過提供數據支持、模型支持、測量支持和知識支持實現系統功能；系統主要功能應用層包括災害咨詢、災害刺激、應急決策、應急指揮和反饋子系統；系統控制層設置核心控制子系統（包括信息上傳、下載和發布），主要負責系統各部分的協調和控制功能，綜合處理系統支持層和系統應用層的各種數據[2]。

為使應急指揮通信系統有效，需要有具體的目標，可以將這些目標分解為旨在滿足這些目標的離散運營時段。這些時期通常都有自己的事故行動計劃，以描述運營時期的概要，結構和采取適當行動的目標。這些事件行動計劃通常包括事件目標，健康和安全信息，人員分配，溝通計劃，會議時間表，聯系信息以及地圖和其他重要的現場數據。包括有條不紊地停止運營，完成會計和數據匯總，進行運動后評估和匯報會議，以確保獲得反饋以優化未來響應。

2 5G新型成品油管道應急指揮通信系統構建

2.1 成品油管道應急指揮通信系統需求分析

在成品油輸送過程中，存在大量因油氣管道運行意外而造成的損壞。由于應急響應中的協調和溝通不當，此類事故造成巨大的生命和財產損失，并造成廣泛的環境破壞。然而，由管道引起的事故在很大程度上是可以預防的，甚至在事故發生后也是可以第一時間實施搶救性措施，以最大程度挽回損失。因此，應急響應計劃是安全和損失預防戰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。在各種可用的工具中，應急指揮通信系統被視為保證油氣管道安全的關鍵工具之一。

不同于其他應急事件，管道事故通常是由結構故障，故意破壞或諸如颶風，地震，山體滑坡和洪水等環境危害引起，重點關注影響管道運輸系統的石油，天然氣和其他危險事件。因此，成品油管道應急指揮通信系統應包括對與響應行動的規模和性質有關的后勤需求的理解，包括現場訪問、運輸、運營中心、就餐、住房、醫療設施、信息系統連接和通信、安全、財務管理、設備存儲等。緊急情況需要清晰的指揮層級和組織程序指南，在事件指揮系統的基礎上，進一步加強應急響應中的協調和溝通。通過確認、命令、戰術和支持網絡對命令和信息的垂直和水平流動的響應機制。包括當地地理，包括可用訪問點的地圖和后勤考慮因素，參與機構的可用資產和資源以支持響應工作。其中，通信技術是成品油管道應急指揮通信系統的關鍵點。[3]

從內部運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急指揮通信系統的所有方面都是必不可少的。內部溝通必須簡潔，易于理解，尤其是在涉及多個機構或學科的情況下。信息需要在指定溝通渠道內縱向和橫向流動，以確保運營和安全的連續性，對于傳達有關響應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。相比傳統的應急網絡系統，5G網絡低時延、高帶寬、大連接的特點，可以在應急指揮系統中發揮獨特優勢。首先，低時延的特性可以將現場音視頻信號實時傳送回指揮中心，實現現場情況看得準；其次，高帶寬的特點可以實現4K/8K視頻的高清傳輸，實現現場情況看得清；最后，大連接的特點可以通過無人機、移動指揮車等移動手段，實現多角度、多方式的視頻傳輸，實現現場情況看得全。

2.2 成品油管道應急指揮通信系統構成

通過對通用應急指揮通信系統結構的分析，結合成品油管道事故的應急特點，5G新型成品油管道應急指揮通信系統重點放在用于數據處理和分析的地理空間工具和模型上，以提供用于實時緊急響應的高質量預警和關鍵信息。擬議的系統架構支持實時地理空間災難管理和決策，并整合了專題地圖和事件報告的使用。命令和控制模塊旨在提供災難管理響應并協調事件管理任務。通過一個集成的互聯網門戶和一個基于事件的系統，系統的各個組件可以無縫通信，并且客戶端可以請求和接收必要的信息。[4]通過結合遙測和基于互聯網的通信基礎設施，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。

在系統組成中，修改通用應急指揮系統的控制層的內容，將5G新型成品油管道應急指揮通信系統劃分為應用層、服務層和數據層。其中，系統應用層由災害咨詢系統（dcs）、應急決策系統（eds）、應急指揮系統（ecs）和應急預演系統（ers）組成；服務層模塊為應用層提供具體的功能實現，如災害模擬模塊（dsm）、應急評估模塊（eam）評估信息融合模塊（ifm）、系統決策模塊（sdm）等；數據層主要通過提供數據支持、模型支持、測量支持和知識支持為系統功能的實現服務。它主要由監控、災情與部門信息、地理數據庫、模型庫、決策知識庫管理系統等組成，其中包括用于檢測管道破裂和故障的高級GIS工具。

該系統可以基于以下類型的設備使用：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算能力和能源。它們可以充當各種無線技術之間的中繼；移動終端，可以將其部署在固定的地方，然后再移動到另一個地方；固定網絡基礎結構的基站，用于支持其他節點并將其連接到固定通信。

3 結束語

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