【摘要】以某大型危險化學品儲運企業為背景，對重大危險源應急救援信息系統進行研究，首先對重大危險源應急救援過程中各種信息需求進行分析，將信息分為基礎信息、預防信息和救援信息3個方面；然后在單機和網絡兩種版本硬件結構比較的基礎上，以工藝參數傳感器、泄漏傳感器、火災報警器、應急設備控制器等主要設備為基礎構建了單機版的硬件結構；最后，采用C/S軟件結構，運用組件式GIS技術，從系統的總體結構、數據庫結構以及功能設計等幾個方面對應急救援信息系統進行了研究。

　　【關鍵詞】重大危險源；應急救援；監控；管理信息系統(MIS)；地理信息系統(GIS)

　　0引言

　　大型危險化學品儲運企業，從其規模上看一般會構成重大危險源，由于其為周邊企業提供配套服務，因此，將導致該地區重大危險源相對集中。為了保證該地區的安全，當地政府和企業，一方面應根據國家法規加強日常的監管工作，建立重大危險源的監管系統；另一方面更應加強風險管理，尤其是企業應建立有效的一級應急救援體系，使企業的應急救援體系能在發生事故時，立即實施有效的救援行動。

　　目前，在線檢測技術、數據庫技術、GIS技術以及網絡技術等現代信息技術已應用于重大危險源的安全監控與安全管理中，在為企業強化重大危險源管理的同時，為政府監管提供了信息支持。但是，筆者認為，對于重大危險源更應加強風險管理和應急管理，以保證在發生事故時為救援部門各種信息和輔助決策服務，使救援部門能在最短的時間內組織起有效的救援工作，控制事故的發展，最大限度地降低損失。筆者將以某大型危險化學品儲存企業為例，以GIS平臺為基礎，對企業建立一級應急救援體系中的信息支持系統進行研究。

　　1應急救援信息需求分析

　　1.1背景資料

　　筆者以某大型危險化學品儲存企業為對象，該企業利用現有的2.5萬噸級液體化工碼頭，總容量約5.2×104m3的危險化學品罐區和相應的儲運系統，用于甲醇、苯、甲苯、液堿、鹽酸等化工物料的儲存、分裝和中轉業務，有3000m3內浮頂碳鋼甲醇儲罐8個、1000m3拱頂碳鋼液堿儲罐2個、3000m3內浮頂碳鋼甲苯儲罐6個、3000m3內浮頂碳鋼甲苯儲罐2個、1000m3拱頂碳鋼液鹽酸儲罐2個，年儲運能力約為32.4萬噸，罐區采用DCS集中控制系統。根據國家有關法規，該罐區已構成重大危險源。

　　1.2應急救援體系的組成

　　該企業的救援體系由應急指揮中心、事故現場指揮中心、支持保障中心、信息管理中心等幾個部門組成，各中心的職責分別如下：

　　1)應急指揮中心，是整個系統的中心，負責協調事故應急期間各大中心的運作，統籌安排整個應急行動，保證行動緊張、有效、有序的進行，避免因行動紊亂而造成不必要的事故損失。

　　2)事故現場指揮中心，負責事故現場的應急指揮工作，進行應急任務分配和人員調度，有效利用各種應急資源，保證在最短時間內完成對事故現場的應急行動。

　　3)支持保障中心，應急的后方力量，提供應急物質資源和人員支持、技術支持、監測支持和醫療支持，全方位保證應急行動的順利完成。

　　4)信息管理中心，負責系統所需的所有信息的管理，提供各種信息服務，在計算機和網絡技術的支持下，實現信息利用的快捷性和資源共享，為應急工作服務。

　　1.3應急救援信息需求分析

　　1.3.1重大危險源基礎信息

　　1)基礎設施的信息，包括各類儲罐、倉庫、管路及其附件等設施，其信息包括空間位置信息、屬性信息(如設計儲存量等技術參數)以及相互之間的關系等。

　　2)所有儲存物質的信息，包括所儲存物質的有關信息，如物質名稱、物理化學特性、毒性、各類性質指數(如火災危險指數)以及可能導致事故的類型等信息。

　　3)周邊環境信息，主要是指重大危險源發生事故時，對周邊可能造成影響的各種敏感點，包括附近的村莊、居民點等。

　　4)當地的氣象水文資料等信息。

　　1.3.2事故預防信息

　　該部分的事故預防信息包括以下幾個方面：

　　1)工藝方面信息，包括液體或氣體在管道內的流速、儲罐的液位、溫度、壓力等信息，掌握這些信息便于預防在裝卸作業過程中的事故。

　　2)區域環境信息，主要指通過各類傳感器檢測區域環境中易燃、易爆、有毒、有害氣體泄漏信息以及其他危險信息，掌握這些信息便于預防由于儲罐、管路、閥門等泄漏而引發的事故。

　　3)事故隱患信息，指在各種類型的檢查中發現的事故隱患及整改方面的信息。

　　1.3.3應急救援信息

　　1)應急救援設施的信息，包括企業內部能用于應急救援用的所有設施的信息，如消防水炮、滅火器、火災控制或抑制系統、救援物質以及其他專用的救援設備等，其信息包括空間位置、用途、數量或能力等。

　　2)應急救援人員的信息，包括企業應急救援人員的信息，如人員的姓名、部門、職責、聯系方式等。

　　3)典型事故應急救援預案包括針對各類典型事故而制定的應急救援預案。

　　4)應急救援過程中的信息，包括針對具體應急救援過程中所產生的各種信息，如事故發生/發展信息(如各類檢測數據等)、應急救援實施信息等。

　　5)其他信息，包括事故應急中可能涉及的社會各部門的相關資料和信息。

　　在上述的各類信息中，基礎信息可以通過有關設計資料獲取；事故預防信息是動態變化的信息，可以利用DCS系統獲取；應急救援資源信息，通過企業的有關文件獲取。

　　2系統結構的設計

　　2.1硬件結構設計

　　該信息系統的硬件結構有兩種結構可選：

　　其一，對于規模比較小的企業，沒有建立DCS系統和局域網系統，采用單機版形式，系統硬件包括工業控制計算機、各類傳感器、數據采集和通訊設備，具體結構如圖1所示。

 

　　圖1單機版系統硬件結構圖

　　在圖1的系統中，各種信息的傳輸中通過A/D，D/A來實現現場的信息傳輸，通過調制解調器和有線通信設備來實現遠距離的信息傳輸，各種數據都在工業控制計算機內，便于集中管理，同時也將整個系統的風險都集中在該計算機上，因此，該計算機要有較高的可靠性。

　　其二，對于有一定的規模的企業，已經建立了DCS系統和局域網系統，則可采用C/S結構的網絡版結構，硬件結構包括工業控制計算機、泄漏檢測傳感器、數據采集設備、網絡設備、通訊設備等。具體結構如圖2所示。

 

　　圖2網絡版系統硬件結構圖

　　圖2與圖1相比，增加的對遠程數據庫的訪問功能，在該系統中與現場的泄漏檢測的通信是通過A/D來實現、與現場控制設備的通信通過D/A來實現、對于有關DCS控制系統的信息通過網絡訪問遠程數據庫的方法來實現。

　　該企業雖然采用DCS控制系統，但沒有建立局域網，因此，在該系統設計中采用相對獨立的單機版結構。

　　2.2軟件結構設計

　　該信息系統的軟件主要包括數據采集、設備控制、數據庫操作、通信操作、地圖顯示等模塊，具體結構如圖3所示。

 

　　圖3軟件結構圖

　　在上述各模塊中，數據采集模塊主要完成對各種泄漏檢測儀和有關工藝參數的數據采集；設備控制模塊主要通過接口電路對現場應急救援設備進行控制；通訊模塊主要通過電話和傳真來保證救援過程中的通信；地圖管理模塊主要用來顯示區域內及周邊環境信息，尤其是對事故發生點附近的設施進行顯示，對區域內有關特定對象進行標注，以便及時掌握現場情況、有效組織救援工作；數據庫管理模塊管理的信息包括有關設備空間地理信息、有關設備的屬性信息、危險物質有關信息、救援資源的有關信息等。

　　2.3GIS平臺的建立

　　該系統是建立在單機版或C/S結構上，GIS采用組件式GIS系統，在VB環境下通過MapX來實現地圖管理功能，具體步驟如下：

　　1)用現有的罐區AutoCAD格式的平面布置圖為基礎，根據系統的要求將圖分成基礎設施層、應急救援設施層等若干層，并將其轉換成DXF格式。

　　2)在MapInfo環境下，調用DXF格式文件，對有關對象進行編號，并將其轉換成MapX能操作的格式的電子地圖。

　　3)在VB環境下，通過MapX控件調用電子地圖，并編程實現地圖的顯示、放大等有關操作。

　　4)在VB環境下，對有關對象的屬性特性建立數據庫，利用ADO方式在地圖界面下對屬性信息進行管理。

　　5)在VB環境下，通過MapX控件，在地圖上進行必要的標注、編輯或繪制有關專題地圖等。

　　6)在VB環境下，通過MapX控件，對有關對象進行空間查詢和分析，為救援指揮者的決策提供依據。

　　2.4數據庫設計

　　根據該系統所涉及到的各種信息，系統數據庫結構如圖4示。

 

　　圖4數據庫結構圖

　　在數據庫中，分成空間對象信息和非空間對象信息兩大類型，它們集成在系統中，利用ADO技術進行調用，空間對象信息包括空間位置信息和屬性信息，分別建立兩個數據庫，其中MapX調用空間位置數據庫，由VB通過ADO技術調用屬性數據庫，它們之間通過空間對象編號進行聯接。

　　3系統功能設計

　　該系統的主要功能有圖形顯示與信息查詢、生產事故預防與報警、泄漏檢測與事故報警、應急救援信息的管理、應急救援過程中信息管理與決策支持以及培訓等方面的功能。

　　3.1圖形顯示與信息查詢

　　該系統以地圖顯示為主界面，在圖形界面下能實現如下功能：①地圖進行放大、縮小、平移等操作；②在地圖上對空間對象的有關屬性進行查詢；③根據要求查找有關空間對象；④在地圖上進行距離測量。

　　3.2生產事故預防與報警

　　該系統能通過對管路中流體的流速、儲罐的液位等工藝參數進行檢測，在超出臨界值時進行事故的預警和報警，以防止各類生產事故的發生。

　　3.3泄漏和火災檢測與事故報警

　　該系統能通過泄漏檢測傳感器，對罐區的有毒有害、易燃易爆物質泄漏情況進行檢測；通過火災傳感器對罐區的火災情況進行檢測，在發生意外時及時報警，以防止各類事故的發生。

　　3.4應急救援信息管理

　　該系統能在對各類應急救援信息進行有效的管理，所涉及的信息包括救援物資、救援設施、救援人員、救援預案以及各類事故隱患整改信息等方面，通過對上述信息的管理在平時能檢查各類應急救援資源準備的情況；能實現在事故救援時提供必要的信息服務。

　　3.5應急救援過程中信息管理與決策支持

　　該系統能管理事故應急救援過程中所產生的各類信息，具體包括現場各類信息、各個時期事故現場的檢測信息、事故進程信息、救援過程中各類物資調度信息、人員調度信息、各類救援設施的狀態信息等，通過對這些信息的有效管理可以使指揮人員及時掌握事故的現狀，各類救援資源的調度情況；系統除了對信息進行管理外，還能對有關信息進行如下處理：

　　1)根據各類人員信息，系統能對人員的電話號碼進行操作，實現電話、短信以及傳真等操作，以便及時傳輸有關救援信息。

　　2)根據救援預案，結合現場情況，自動生成救援作業任務書。

　　3)根據救援工作的需要，自動生成各類救援資源報表。

　　4)根據檢測資料和救援工作進展情況，運用有關模型對事故的發展趨勢進行預測，并自動生成各事故階段情況通報表。

　　3.6培訓

　　該系統可以利用自身建立的各類數據庫，在地圖界面下對救援人員進行如下方面的培訓：

　　1)在地圖界面上，介紹儲存區域內的基本情況。

　　2)介紹有關危險物質的理化特性、應急處置方法等知識。

　　3)結合已建立的典型事故案例庫對人員進行培訓。

　　4)對建立的典型事故應急救援進行培訓。

　　4結論與展望

　　為了能在重大危險源發生事故時及時組織起有效的救援工作，除了建立應急救援體系外，還需要有相應的信息支持系統，筆者對該系統進行了如下研究：

　　1)分析了應急救援過程中信息需求，這些信息包括重大危險的基礎信息、事故預防信息和企業的救援信息3個方面；

　　2)用工藝傳感器、泄漏傳感器、火災傳感器以及應急設備控制器，構建了重大危險源應急救援信息系統的硬件結構；

　　3)用MapX組件，在VB環境下，構建的軟件開發平臺，并對軟件主要模塊的功能進行了設計。

　　4)筆者認為該系統在具體實施時還需要考慮如下問題：①軟件的可靠性問題；②與現有DCS系統的協調問題；③與DCS系統共享傳感器信息問題。