摘要：中国石油西南油气田公司作业区较为分散，区域内人口密度大，生产场站远离公司机关。因此各级管理部门快速了解突发事件现场情况，正确判断事态发展，科学利用周边应急资源，对保障油气田安全平稳生产意义十分重大。为此，开展了LG气田试采工程三维应急地理信息系统建设。2009年11月利用该系统在LG气田开展了大型多方应急演练。演练结果表明，该系统按建设方案实现了现场应急监控、数据传输、应急方案制订、疏散线路规划、应急力量整合以及应急资源调配等功能。该系统是LG气田应急体系的重要组成部分，主要针对气田突发事件应急反应和日常应急事务管理而开发研制，除具备区域地理信息外，还包含有环境敏感区数据库、应急救援力量数据库和事故后果模拟模型库等，具有预测突发事件后果和在人机交互情况下模拟处理突发事故等功能。该系统已正式投入使用。
关键词：气田；数字化；三维；应急；地理信息系统；应用集成；LG气田
中国石油西南油气田公司现有集输气站1100余座，集输气管线超过16000m，分布在川、渝地区100多个市、县，由于生产区域分散，区域内人口密度大，生产场站远离公司机关，因此在突发事件发生后快速了解现场情况，正确判断事态发展，合理利用周边应急资源开展应急行动，对保障气田安全平稳开发具有十分重要的意义。2008年，该公司开展了LG气田试采工程三维应急地理信息系统建设，并于2009年11月利用该系统在LG气田开展了大型多方应急演练。演练结果表明，该系统按建设方案实现了现场应急监控、数据传输、应急方案制订、疏散线路规划、应急力量整合以及应急资源调配等功能。目前该系统已正式投入使用。
1 三维应急地理信息系统简介
三维应急地理信息系统是数字化应急预案的衍生和发展，是利用信息技术、模拟技术、数据库技术以及三维地理图形技术而形成的可显示区域内地形、地貌，集成数字化预案、敏感点信息和应急资源信息的数字化应急平台。与静态预案相比具有科学、实用、直观和维护方便等特点[1]。
2 LG气田三维应急地理信息系统建设前的准备工作
2.1 风险识别
应急体系的针对性和可操作性，必须建立在对风险充分识别的基础上。LG气田试采工程属含硫气田的开发，在可行性研究阶段开展了安全预评价工作；初步设计阶段开展了危险和可操作性分析(HAZOP)，通过风险识别确定了应急预案编制方案和应急工作流程的设置。
2.2 确定应急计划区
应急计划区的确定是三维应急地理信息系统的核心内容之一，关系到敏感点外业调查的范围、卫星图片精度获取要求等工作。目前国内仅国家安全生产监督管理总局发布了《含硫气井公众防护距离规定》(AQ2018—2008)，该标准对含硫正钻井的公众防护距离进行了规定，但未规定集输管道、场站的公众防护距离。在LG三维应急地理信息系统建设初期，项目组开展了该工程的定量风险计算(QRA)，确定了LG三维地理信息系统应急疏散区、扩大应急区和考察区，并按照不同区域进行GIS(Global Information System)数据处理和外环境调查。
2.3 山区地形人员疏散模型
LG气田试采工程区域地貌为低山与丘陵过渡地带，区域内沟壑纵横，山体切割较深，人口密度大，原有交通条件差。突发事件情况下科学规划周边人员疏散线路可以有效减少人员伤亡。在对山区地形情况下不同年龄组、不同性别人群的现场疏散测试后，LG三维应急地理信息系统开发了人员疏散线路规划模型。
2.4 敏感点及社会应急资源调绘
根据确定的应急计划区，对工程周边50余个乡镇的应急救援资源进行了详细调绘勘查，调绘医院100余所，公安队伍、交警队伍、消防队伍数十个。完成了20000户应急计划区居民的详细信息调查，调查内容包括户主姓名、位置、电话、家庭人口数量等，将这些信息集成在LG数字化应急预案平台中。
3 LG气田三维应急地理信息系统的基本特点
3.1 系统框架
LG气田数字化应急系统采用北京睿呈时代信息科技有限公司专有技术的DEEP EYE引擎平台。该平台是空间GIS技术与VR(Virtual Reality)引擎技术的融合，系统采用N-TIER架构进行分层设计，数据、通信、接口、计算、显示均相对独立。
3.2 GIS数据处理
根据风险关注程度和应急计划区的划定成果，系统将目标区域分为应急疏散区、扩大应急区和考察区。其中应急疏散区采用0.61m精度的快鸟真彩色DOM和2m网格精度DEM生成三维地景；扩大应急区采用2.5m精度的SPOT真彩色DOM和20m网格精度DEM生成三维地景；考察区采用15m精度的ETM真彩色DOM和80～100m网格精度DEM生成三维地景。
3.3 系统组成
LG气田三维应急系统分为以下3个部分。
3.3.1三维应急GIS平台
通过卫星遥感技术对生产区域、集输管道区域、外输管道区域等重点区域进行地理信息数字化，并对主要场站、净化厂等的设备装置以及管道和管道周边居民区进行实体建模和虚拟场景搭建，建立视觉良好的虚拟仿真场景。对应急疏散区及周边关注区域内的人口数量、居民分布、应急资源、救援机构、医疗机构等主要信息进行详细的调查，将调绘信息整理后录入系统。
3.3.2全息化安全生产管理系统
将生产过程各环节的工艺流程、危险源信息、人员信息等融入系统，集成SCADA、DCS等系统监测数据，实现危险源、危险工艺等的可视化管理。系统在全息场景下可以进行重大危险源定位查询和监督管理，通过集成的评价分析数学模型，对重大危险源区域、周边办公区域、生活区域等进行危害分析和评价，再通过计算给出危险区域范围，为安全防范和风险管理提供依据；系统支持对SCADA、DCS、员工巡线等系统的集成(如图1所示)，可以接入各类监测信息，对各监测量进行常规轮检和自动报警，并可以通过分析对比进行危险预测和预警；同时可以对日常安全管理工作中的重大隐患和整改情况进行排查，及时督促隐患治理工作。
3.3.3应急救援指挥与管理系统
对应急预案进行数字化管理，通过全息数字化气田平台进行应急资源可视化管理和模拟演练场景搭建，集成事故分析数学模型、支持重大事故的仿真推演，并提供辅助决策和模拟培训演练功能。系统具有应急值守功能，突发事故灾难发生后，应急指挥人员可以快速对事故地点进行定位，掌握事发物质和设施装置的相关信息，同时查询周边道路信息、应急资源信息、应急救援力量信息以及物资储备情况，为应急资源调度提供信息支持。系统集成了气体扩散模型、火灾模型、爆炸模型等多种数学模型以及定量风险计算(QRA)成果，可进行灾情推演，对事故后果进行预测分析，并根据事故发生地点和资源情况自动匹配生成疏散路径和救援路线；通过历史灾情数据库、应急预案数据库的匹配查询，找出历史数据库中类似灾情或相关应急预案，提供相关灾情应急处理的全息展示或应急预案行动方案的三维展示，为救援指挥提供参考。借助该平台，各级应急救援指挥部门可同步部署应急救援方案、反馈信息等，并进行实时灾情上报，实施应急救援协同指挥。同时考虑到应急疏散的需要，系统可以根据泄漏情况，确定泄漏点周边硫化氢100、300、600、1000ppm(1ppm=1.5mg/m3)等不同浓度范围内的人居详细分布情况，并统计出各范围内的住户数量和常住人口数量(如图2所示)，以便于紧急情况下应急疏散方案的制订。
3.4 系统功能扩展
LG气田三维应急地理信息系统预留了同其他系统的接口，如大气自动监测仪信号接口，在突发事件情况下便携式的大气自动监测仪信息可直接三维应急地理信息系统，供决策和应急计算使用；视频接口可通过单兵摄像头、移动宽带接入系统，实时传递现场情况，经测试采用CDMA 1X接入系统，视频在15帧左右，基本能满足现场应急的需要；应急广播系统，在突发事件发生后可以通过该平台以短信、电话、广播等多种方式发出警报信息。
3.5 系统部署
根据应急管理层次结构的特点，在系统设计中，纵向结构上将用户分为地区公司和二级单位两个不同的群体。同时横向结构上地区公司和二级单位分别预留与之相对应的地方应急部门指挥通信终端接口，在应对大型突发事件时可以迅速实现与政府相关部门的协同指挥和应急联动[2]。
4 结束语
三维应急地理信息系统的主要目的在于加快信息传播、提高行动速度，从而改进决策的合理性、科学性。从实质上讲，三维应急地理信息系统要完成的工作就是通过加强信息共享、帮助作出正确决策、并迅速传达指令、获得及时准确的反馈信息。这个目的仅仅依靠单独的三维应急地理信息系统本身是无法实现的。就像重特大突发事件应急处置单独依靠企业的力量很难完成一样，该系统必须和现有的大量系统无缝连接，从而实现在多个系统间的信息汇聚和传播，这样才能真正提高应急处置的效果。
致谢：北京睿呈时代信息科技有限公司为本文提供了资料，在此表示感谢。
参考文献
[1] 翟丹妮.应急平台中数字化预案系统建设的研究[J].中国公共安全：学术版，2008(1).
[2] 蒲鹏先，王勇.应急地理信息整合平台系统架构初探[J].地理信息世界，2008(6).
(本文作者：龚建华1 朱进1 王以朗1 文明1 莫正平2 1.中国石油西南油气田公司质量安全环保处；2.中国石油西南油气田公司川中油气矿)
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