數字化仿真應急演練系統創建與實施

[摘 要]為有效破解傳統應急演練“實施難”“效果差”“管理累”等難題，江蘇高速公路能源發展有限公司運用移動互聯網、虛擬現實等先進技術，整合加油站生產事故、社會安全、公共衛生等方面超44個應急預案，搭建形成“培訓+演練+管理”三位一體的加油站協同演練平臺，創新開發應用加油站仿真應急演練系統，實現“演練組織、效果評估、督查考核”全過程信息化閉環管理，在管理減負增效和人員技能提升等方面取得了顯著成效。

[關鍵詞]加油站；應急演練；模擬仿真；數字化管理

一、實施背景

（一）政策背景

安全生產事關人民福祉，事關經濟社會發展大局。

黨的十八大以來，黨中央對安全生產工作極其重視。習近平總書記對全國安全生產工作作出重要指示，強調，“牢固樹立發展決不能以犧牲安全為代價的紅線意識，以防范和遏制重特大事故為重點，堅持標本兼治、綜合治理、系統建設，統籌推進安全生產領域改革發展”“生命重于泰山，牢固樹立安全發展理念，絕不能只重發展不顧安全，更不能將其視作無關痛癢的事。”

作為安全生產工作的重要組成部分，應急管理的核心要務就是提升人員應急處置能力。新修訂的《安全生產法》明確規定，生產經營單位應當對從業人員進行安全生產教育和培訓，保證從業人員具備必要的安全生產知識，掌握本崗位的安全操作技能，了解事故應急處理措施。

應急演練是檢驗并提高應急準備能力的重要手段。有效的應急演練活動可以幫助企業更加深入地了解突發事件的危害和影響，并制定相應的預案和措施，提高安全防范能力。近年來，關于應急預案管理和演練的法律、法規以及標準日益完善，為企業加強應急管理工作提供了有力指導。

《生產安全事故應急預案管理辦法》明確，生產經營單位應制定本單位應急演練計劃，并根據本單位的事故風險特點，組織應急預案演練。

《生產安全事故應急演練基本規范》進一步規范了生產安全事故應急演練的計劃、準備、實施、評估總結和持續改進等環節的具體要求。

應急管理部、人力資源和社會保障部、教育部、財政部、國家煤礦安全監察局聯合印發的《高危行業領域安全技能提升行動計劃實施意見》明確要求，要提升職工初始應急處置的能力。

《危險化學品企業生產安全事故應急準備指南》提出，企業需要針對自身安全風險特點，全面加強應急準備工作，實現“救早救小”，堅決防范和遏制重特大事故。

上述文件表明，企業落實主體安全生產責任，加強應急管理，提升人員應急處置能力，規范開展應急預案演練責無旁貸、刻不容緩。

隨著國家應急管理體系的不斷完善，企業應急管理工作的深入發展，企業的應急管理水平和一線員工的應急處置能力得到一定程度的提升。但是與國務院安委會印發的《全國安全生產專項整治三年行動計劃》以及危化品行業編制的《應急管理專項整治實施方案》提出的目標、要求還仍存在一定的差距，企業的應急預案演練成效有待提升。

如何高效開展應急預案演練，成為企業統籌安全與發展所要解決的重要問題之一。

國務院印發的《“十四五”國家應急體系規劃》明確提出：“到2025年，應急管理科技信息化水平大幅提升，安全生產形勢趨穩向好。”

工信部和應急管理部聯合印發的《“工業互聯網+安全生產”行動計劃（2021- 2023）》明確：“建設應急處置能力：建設安全生產案例庫、應急演練情景庫、應急處置預案庫；保障措施第四條：加強日常演練，建設應急演練虛擬仿真環境，開展日常培訓、線上應急演練和實戰演練，提升綜合保障能力。”

應急管理部印發的《“工業互聯網+危化安全生產”建設方案》就開發應急救援仿真模擬推演App、多主體協同應急處置模擬仿真App，提出具體要求。

從中不難看出，國家鼓勵企業通過工業互聯網建設提升應急處置能力，相關的行動方案更是給出了具體的實施建議和技術方向，明確了需要開展試點和落地項目，并對試點要求和試點App作了具體說明。這有助于企業更加深刻理解和推進應急管理信息化。從技術方面來講，互聯網技術使得企業更容易收集信息，提高了監管的效率，有利于打造新型的總體調控和安全監管機制，有助于提高市場競爭力，加快產業升級。

（二）企業背景

江蘇高速公路石油發展有限公司（簡稱“江蘇高油”）成立于2002年2月，是由江蘇交通控股有限公司、中國石化銷售股份有限公司、中國石油天然氣股份有限公司合資組建的高速公路成品油經營企業，主營江蘇省內高速公路上成品油供應，下轄9個部門、7個片區、78個點、154座加油站，占江蘇交控系統高速公路加油站的80%，現有員工1600余人。

作為一家危險化學品經營企業，江蘇高油始終面臨著較大的安全生產壓力。一是所屬加油站分布點多、線長、面廣，現實管理難度高；二是政府監管范圍廣、要求高、督查嚴，合法合規經營壓力大；三是行業法規、標準、規范繁雜，生產運營限制多。

長期以來，江蘇高油一直以如履薄冰、如臨深淵的態度，全力遏制生產安全事故和各類突發事件的發生，不斷探索長效化安全管理路徑，尋求提質增效的“破題”新思路。

近年來，為深入貫徹習近平總書記關于安全生產的重要論述，牢固樹立生命至上、安全至上理念，江蘇高油堅決統籌安全與發展，嚴格落實企業安全生產主體責任，深入開展國有企業改革三年行動和安全生產專項整治三年行動，堅持“大安全觀”的管理理念，全方位落實雙重預防機制，持續推進安全標準化、信息化建設。

江蘇高油成立至今，已連續20年保持零事故運營，先后獲得“江蘇省危險化學品二級安全生產標準化企業證書”“江蘇省應急管理廳2020年度危險化學品安全生產先進集體”“全國青年安全生產示范崗”“江蘇交控2021年度安全生產先進集體”等榮譽稱號。

（三）項目概況

加油站是人民群眾離得最近、接觸最多的危化品經營場所，一旦發生生產安全、公共衛生、公共治安、自然災害等方面的事故，將給人民群眾的生產生活造成嚴重影響。因此，加油站一線員工必須具備與崗位相適應的應急處置技能和安全素養，在事故發生早期做到及時處置、“救早救小”，全力避免事故發生、事態發展和影響擴大。

加強應急預案演練頻次、提高應急預案演練效果是企業提升一線員工應急處置能力最直接有效的途徑。

江蘇高油長期以桌面推演和實戰演練等傳統應急預案演練方式組織開展月度演練，演練頻次高、預案種類全，但演練效果與工作預期不符，存在諸多問題。如，參演人員無法完全掌握應急處置流程要點、演練組織人員不能客觀地評估演練效果、演練結束后不能及時修訂預案等。主要原因如下：

1.桌面演練效果差

一是演練方案不全面。演練組織人員未經過專業的桌面演練培訓，不清楚桌面演練的實施要點，且預案種類較多，導致方案相對簡單。二是演練場景不具體。部分演練場景與工作實際不符，描述不充分、且內容枯燥，導致參演人員積極性不高。三是演練實施不認真。模擬演練的準備實施的時間較長，加之加油站工作繁忙，導致組織不到位，模擬演練流于形式。

2.實戰演練成本高

一是時間要求高。為保障24小時經營，加油站實行輪班制，人員很難組織脫崗集中，且演練耗時較長，單次組織全員參演的難度較大。二是經濟成本高。實戰演練需要消耗大量物力用于場景布置、耗材消耗，江蘇高油每年僅消防實戰演練費用就要花費100萬元。三是場地限制多，加油站占地面積小，能夠滿足演練要求的場地較少。

3.工作監管實施難

一是監管難度大，加油站分布點多、線長、面廣，演練任務重，監管部門無法逐一檢查各站工作質量。二是效果評估難，安全培訓檔案記錄不規范，各站執行標準不統一，無法形成有效記錄，難以評估演練質量。三是數據管理難，缺乏有效的信息管理平臺，導致數據斷檔，大量一線數據無法用于工作分析，不利于職能部門的決策部署。

對此，江蘇高油聚焦人員應急處置能力提升，積極嘗試數字化轉型，全面推廣應用加油站應急仿真演練系統，依托信息化技術途徑，進一步健全應急培訓體系，有效破解應急演練“效果差”“成本高”“實施難”等難題，為公司實施“看得清、管得準”安全管理提供助力。

二、技術路線及功能開發

（一）技術路線

加油站應急仿真演練系統圍繞江蘇高油HSE安全管理體系和應急救援體系需要，以培訓、演練、管理構建全新的三位一體模式，旨在通過“互聯網+應急演練”，打造“云端”培訓新模式。

加油站應急仿真演練系統本質上是一個虛擬演練平臺，它為江蘇高油提供一種特別的、分布式的解決問題環境，能夠全方位的針對可能存在發生的各種隱患進行培訓、模擬及應急推演，員工利用碎片化時間通過自有設備（手機）就可以開展安全知識培訓和仿真模擬演練，實現了應急演練的簡便化、常態化。

加油站應急仿真演練系統利用虛擬仿真在可視化方面的優勢和可交互式的虛擬物體的功能，可減少實際演練中的耗材使用，避免實際演練過程中出現意外事故，大大降低在應用和使用過程中的成本。（如圖1所示）

（二）功能開發

1.技術方法

在油品銷售企業應急演練現狀基礎上，充分運用移動互聯網、虛擬現實、游戲等先進技術搭建加油站協同演練平臺，包括建設加油站應急仿真演練系統（App），集成加油站現場處置方案演練業務，形成標準演練案庫，提供演練組織，仿真演練（單人演練、多人演練）、演練總結與點評、演練統計排行等功能。與傳統桌面演練相比，實現了演練組織的移動在線協同，演練案例數字信息化，演練組織更簡單，演練成本更低，演練效果更好，演練管控有據可依。

2. 技術路線

（1）構建可視化加油站三維仿真場景

通過三維仿真建模技術，高度還原加油站三維場景及周邊環境。滿足漫游、定位、導航、業務信息查詢等功能。此外，可直觀表現多要素的事故情景。（如圖2所示）

（2）構建可交互應急技能庫

通過對加油站應急預案（現場處置方案）進行數字化、結構化解析，將應急處置措施形成可交互的應急技能庫。比如滅火措施，即使用滅火器技能，可進行噴射方向、噴射角度、噴射壓力等參數進行設置，完成滅火動作。

（3）構建加油站典型的案例腳本庫

以加油站各類現場處置方案事故類型為導向，依據方案中的處置流程，將各崗位角色的應急技能，在事故預警-應急響應-應急處置全流程中設定，形成一套可執行、可評估的案例腳本。

（4）執行單人應急演練

單人即可自行進入三維場景，以第三人稱視角開展加油站各類現場處置方案事故的應急處置演練，包括任務引導完成通訊聯絡、現場警戒、應急疏散、滅火處置、工藝處置、醫療救護等應急措施，實現單人應急演練。

（5）執行多人協同應急演練

基于網絡通信技術，根據加油站各自崗位職能，分別登陸站長、加油員、營業員角色，在同一事故情境下，進行多人協同應急處置演練。支持2- 8的多人協同演練，多名員工能夠在同一演練預案中根據崗位任務共同完成突發事件現場處置。（如圖3所示）

（6）演練評分及復盤記錄

依據預案處置流程和內置的評判規則，演練過程是在有效時間內完成任務，系統會進行評分。退出演練后，會以演練記錄的形式保存至系統中，并支持打開復盤錄像，對演練的全流程及各崗位角色進行回看。

3. 關鍵技術

（1）仿真技術及多機聯網技術

集成tabtoy V2及unity編輯器擴展工具進行Excel→Model層的快速快發和序列化，實現系統運行時的本地數據管理系統；

基于Mvc實現底層引擎的核心架構，對系統數據、模型、視圖進行設計和應用；

基于鏈表結構及消息枚舉的索引域，實現引擎的消息的路由分發，處理各模塊功能的耦合關聯及mvc的通信系統；

集成Addressable資源尋址系統：實現資源依賴及熱更；

集成輕量三維模型：增強各平臺的渲染；

Procedual：貫穿系統運行時整個生命周期的有限狀態機制。通過流程，將不同的系統狀態進行解耦將是一個非常好的習慣。

基于unity Component實現場景交互功能的組件化交互機制，實現應用層多變的交互需求和多人同步；

集成客戶端網絡交互系統，實現局域網內多人協同的網絡機制。

（2）三維引擎框架平臺

搭建三維渲染引擎框架平臺，包含核心技術：核心渲染模塊、網絡管理模塊、文件下載模塊、資源管理模塊、音效管理模塊、UI框架、工具集（UI/文本/數學算法等）、數據持久化存儲（MySQL、SQLite、Json、ezr、Binary、Yaml）、配置管理模塊、日志打點收集模塊、服務接口注冊模塊、系統性能監控、外設管理等。

（3）模型數據建設標準規范

采用3DMAX制作模型和Adobe Photoshop 進行貼圖制作。形成加油站模型庫分類規范，并結合模型精度、模型結構、模型材質、模型紋理等方面形成模型制作標準。

三、主要做法

（一）組建專項工作組

江蘇高油根據總體設計思路，有針對性地組建應急仿真演練系統工作組，由公司主要領導擔任組長，營運安全部安全管理人員、加油站一線工作人員為成員，明確職責任務，做到細化分工，按照邊組建邊推進，落實先期的軟件開發和初期應用，為全面推進應用開發、推廣、完善建設做好組織保障。

（二）找準開發方向

充分調研論證應用應急仿真演練系統的重要性和必要性。2021年1月，江蘇高油為進一步明確年度安全培訓工作方向，對基層員工進行了培訓需求調查。回收的1344份有效調查結果表明，82%的員工有應急演練培訓需求，61%的員工認可線上安全培訓方式，25%的員工認為應急處置對安全管理工作的影響最大。

根據調查結果，江蘇高油探索提出了三點改進方向：一是堅持信息化，搭建線上演練平臺；二是堅持高油特色，滿足安全管理要求；三是堅持實效性，讓員工學有所獲。

（三）開發應用軟件

經過大量的市場調研，模擬實戰演練的“加油站應急仿真演練系統”開發與應用成為不二選擇。通過構建加油站三維場景和人員，模擬不同類型的突發事件情形，以任務為驅動，逐步引導操作人員演練應急處置步驟。員工只需要在手機端登陸個人賬號即可演練各類預案（如圖4所示），并在演練結束后及時獲取演練評估得分，查找不足，定向學習。江蘇高油根據實際，制訂符合實際、操作性強、切實可行的實施方案，捋順整體建設思路，為下一步推進基層應急管理信息化建設做好制度保障。

（四）建立工作機制

針對各站點在人員年齡結構、屬地監管要求以及安全管理現狀等方面的差異，江蘇高油選擇江寧、堰橋、古鹽河、射陽4座加油站作為試點站點，以試代研，邊試邊改，深入分析系統對加油站應急管理工作的提升效果，全面查找系統在推廣應用過程中存在的問題：

1.系統預置的應急預案內容與江蘇高油實際預案不符；

2.系統中的人物、場景設置缺乏江蘇高油元素；

3.缺少操作教學功能，職工初期上手存在一定難度；

4.教育培訓功能不夠突出，不利于職工學習并記憶應急處置要點；

5.無法通過系統下達月度演練計劃。

建立“公司領導親自抓、負責部門全面盯、試點站點隨時報”的工作機制，定期召開專題會議，對問題進行逐一討論，研究解決方案，提出整改意見，確保貼合工作實際、滿足管理要求，做到逐步完善，確保系統全面推廣應用。（如表1所示）

（五）完善系統功能

1.嵌入研發

江蘇高油按照“三個結合”的原則（預案內容與應急體系相結合、模擬場景與站點實景相結合、演練步驟與安全實際相結合），不斷對系統進行調整。通過修改、新增等方式，將預案數量擴充到45個，種類覆蓋生產事故、社會安全、公共衛生、自然災害以及現場急情等5個方面。對照江蘇高油員工工作服、加油站裝修風格對仿真場景中的模型進行修改，使其與現實場景一致，進一步增強員工培訓的代入感，確保應急仿真演練系統在操作使用過程中達到預期的培訓效果。

2.優化功能

針對部分職工上手慢、演練知識點不明確、協同演練不充分等問題，江蘇高油開發新手引導模塊，用于新手學習系統操作使其快速上手，操作內容包括人員控制及各類應急措施交互操作方法。在演練前后，增加查看處置流程窗口，演練流程以流程圖的形式表現。員工可實時查看當前演練預案的完整處置流程，加強記憶效果。同時增加多人演練模式，方便加油站以班組為單位組織協同演練，班組成員各自履行應急職責，增強團隊協同能力。

3.完善后臺

開發演練計劃制定及查看模塊，安全管理人員只需在后臺制定年度、月度、季度等各類演練計劃，基層員工即可接收到相應的演練任務，管理人員可實時查看所有員工演練進展情況，滿足了應急演練管理考核的需求。配套開發后臺管理系統，為江蘇高油1600余名員工建立應急演練檔案，自動生成演練記錄，可通過數據分析工具隨時查看演練完成情況、種類分布、成績排行等信息。經過1年的試行和調試，江蘇高油應急仿真演練系統于2021年11月正式上線運行。

四、實施效果

（一）實踐效果

加油站應急仿真演練系統集成了“5G+互聯網+人工智能”等數字技術和應用，是江蘇高油加快安全生產數字化升級的全新探索，切實有效推動了公司經營管理和安全生產水平邁上新臺階。

1.演練系統效用發揮進一步提高

加油站應急仿真演練系統場景豐富、形式新穎，兼具易用性和趣味性。自系統上線后，已有1616名江蘇高油員工安裝使用，各站點總體應急演練超52000次，演練總時長超3100小時，活躍度高達98%。

2.公司經營管理效率進一步提高

公司管理部門通過系統后臺功能實時查看各站點演練記錄和演練效果，全面分析各片區站點的演練數據，借助信息化手段進一步完善加油站應急管理評估和督查工作，推進閉環管理更具實效。

3.公司安全運營質量進一步提高

加油站應急仿真演練系統預案完善、功能齊備，具有較高的實用和教育價值。員工通過評估反饋，精準查找不足，消除知識盲區，應急處置能力和專業素質得到進一步提升，總體演練效果評估滿分率高達90%。2021年度，江蘇高油加油站成功處置各類突發事件67起，其中撲滅初起火災達27起。

（二）示范效果

1.本項目在江蘇高油實施，應用于江蘇高油下轄的加油站，幫助基層人員實現應急預案演練的常態化落實和統一管理，對于同類型市場終端點多面廣、同時安全管理要求高的企業都具有示范價值。在實際應用中，江蘇高油將日常應急演練時間縮短到5分鐘以內，人均月度演練頻次在3次以上。

2.本項目面向企業的基層人員安全培訓提供在線虛擬演練平臺，自動記錄留痕，演練數據實現動態監測，支持典型的集團-公司-片區組織結構。支持全員任意組織結構任意參與演練，具有可復制性和廣泛的適用性。

3.本項目平臺側提供的內容為面向行業擴展的，因此內容對行業內企業具有普適性。同時兼容企業自己的定義演練預案，以滿足企業的培訓需求。

2021- 2022年，江蘇高油通過應用生產完善管理后臺，為企業、班組提供更完善的安全管理服務，推動應急演練管理扎實落地。在大數據分析方面，結合本企業數據、行業使用進行分析，面向安全管理為企業提供有價值的建議。同時，繼續探索更多的安全應用，并基于安全應用產生更多的數據，為安全管理工作提供進一步的服務。

五、主要創新點

（一）低成本、且實施方案靈活

系統利用將模擬演練從PC端轉移智能手機上，降低了系統門檻，使得應急演練更容易普及，解決了覆蓋基層員工應急演練的設備問題，同時系統架設在云端服務器上面，降低了企業對于系統的硬件投入，使得產品的事實和推廣更加靈活便捷。

（二）云服務模式

系統采用云平臺服務的模式，支持各大區、各站點分級管理，安全培訓計劃和內容只需通過云端管理平臺進行下發，各站點基層人員登錄系統，即可看到需要學習和演練的內容，極大地方便的演練組織、計劃下達和演練跟蹤。

（三）產品定制化調整

根據江蘇高油實際情況，定制了相關的人物服裝和場景，使得基層人員在使用過程中認同感更強，同時產品包括的應急預案支持跟進江蘇高油的實際情況進行定制化調整。

（四）更多培訓應用擴展

系統擴展了一些安全培訓業務應用，例如將答題內置在學習過程中，提高視頻學習的效果。

（五）集團演練一張圖

系統將江蘇高油下轄的7個片區77個站點全部納入演練一張圖，公司用戶可以在一張圖上直觀地了解各個片區的應急演練學習和演練計劃落實情況，打通了基層和集團公司的信息通路，提高管理效率，提升了企業的安全水平。

六、 啟示與思考

（一）推進企業安全管理轉型升級應當圍繞三個目標開展

一是確保目標精確務實。安全生產是決定企業生死存亡的紅線，對做強做優做大國有經濟，增強國有企業活力效率，加快構建新發展格局，都具有重要意義。

二是確保過程高效落實，要緊盯關鍵環節、把握工作重點，突出抓好“人、機、物、料、法”管理方面的重點環節，明確責任人和完成時限，加強督促落實，確保各項任務落地落實。

三是確保結果有效扎實。要想使安全管理真正發揮作用、取得實效，不能只停留在理論上，更要在實踐中下工夫，要將安全管理與業務融合、數據融合、技術融合，推進跨層級、跨地域、跨系統、跨部門的智能化響應、全數據決策支持、全流程協同聯動，扎實推進安全管理轉型升級。

（二）準確把握安全管理轉型升級路徑

1.人員專業化

安全技能人才的培養是保障企業安全生產，保障社會穩定的重要途徑。因此，在人才培養模式上必須根據企業現階段的實際情況，與時俱進，制定出符合企業特色的人才培養模式。

在專業理論知識方面：要熟悉安全生產相關的法律、法規、規章、標準、規范等；要掌握系統安全分析理論、方法，學會應用；要學會對作業現場進行危險源辨識；要理解、掌握應用安全評價方法；要掌握安全標準化相關內容。

在專業技能方面：要用系統安全分析方法識別危險有害因素；要掌握應急預案的編制方法，學會編制生產經營單位突發事件綜合應急預案、專項應急預案、現場處置方案；要具備事故調查與處理能力；要具備企業安全文書編寫的能力；要會選擇合適的安全防護裝備。

2.設備信息化

設備管理是現代企業管理制度建設的重要組成內容，如何提升設備的使用效率和質量、規避設備使用引發的事故是企業安全管理的重點工作。

傳統的設備管理僅局限于固定資產管理，面臨多重困難，主要體現在：設備體量龐大、品類繁雜，傳統的手工統計效率低、易出錯；設備報障流程復雜，常常無法精準定位故障設備，不能形成閉環管理；設備維修工作無完整記錄，損耗計算不清；設備使用率、使用次數、使用時間不明，效益分析不足；對于閑置設備不具備有效的監督提醒等。

針對這些問題，企業設備管理有必要向信息化、精細化方向發展，實現設備全生命周期常態化跟蹤及管理。

3.管理數字化

管理數字化應當圍繞三個方面開展：

一是數字化平臺方面。整合優化網點視頻監控安防集中系統等現有系統功能，綜合運用物聯網、人工智能、大數據等技術手段，打破傳統消安分治、信息割裂等局面，構建安全防范、智能應用、應急指揮、大數據分析等應用為一體的綜合平臺。

二是數據庫方面。綜合應用物聯網技術、數字化標簽等手段，建立物防、技防和消防等各類設施的結構化數據庫，動態更新運行使用、維護改造、損壞更換等數據，實現安防數據集中化、智能化分析和決策。

三是智能風控方面。以風險防控或業務管控為驅動建立統計規則模型，加強人員行為分析，判斷內部人員執行制度是否合規、外來人員是否有風險，以系統自動識別代替人工操作，規范業務流程，防范操作風險。

編輯/王盈 統籌/李蘇