天然气管道应急救援系统及其信息技术.pdf

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1、 作者简介:谢安俊,温州大学计算机科学与工程学院信息技术教育系主任、计算机工程教授级高级工程师、国家注册监理工程师、一级项目总监、执业高级咨询师;多次获省、部级科技进步和优秀软件奖,已发表文章近40篇。地址:(325027)浙江省温州市学院东路。电话:13575440255。E2mail:jsj_xaj 天然气管道应急救援系统及其信息技术谢 安 俊(温州大学)谢安俊.天然气管道应急救援系统及其信息技术.天然气工业,2006,26(5):1152117.摘 要 突发事件应急管理体系是国家现代管理体系中重要的、必不可少的组成部分,其核心是培育组织能力、应对能力和善后处理能力。天然气长输管道属高压运

2、行,因此确保管道安全运行是首要目标。建立我国的天然气管道事故的应急救援体制已经迫在眉睫,以便于在一旦出现天然气输气管道爆管、泄漏事故以及由此而引起的火灾蔓延、一连串爆炸等严重事故时,能够保证迅速启动较为完备的应急机构及采用相关的信息技术,及时切断上游气源、灭火、迅速合理地配置有关资源,组织抢修被摧毁设施、发放物质和提供医疗卫生援助等,把事故损失减少到最小。在讨论突发事件概念及应急救援预案的基础上,介绍了天然气应急预案中涉及到的主要信息技术:数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition,简称SCADA系统)、地理信息系统(GIS)和全球

3、定位系统(GPS)及其在天然气长输管线应急系统中的配置和应用。主题词 天然气 管道 突发事件 应急救援 预案 SCADAGISGPS 突发事件应急管理体系是国家现代管理体系中重要的、必不可少的组成部分,其核心是培育组织能力、应对能力和善后处理能力。2006年1月8日国务院发布的 国家突发公共事件总体应急预案 是全国应急预案体系的总纲,是指导预防和处置各类“突发公共事件”的规范性文件。国务院部门应急预案(待发布)中第34条是“陆上石油天然气开采事故灾难应急预案”,没有涉及到天然气长输管道运行过程中发生泄露、爆管等重大事故应急预案。而在经济高速发展的今天,天然气长输管道中的危险化学品种类及生产量、

4、储存量、运输量都大大增加,安全、健康、环保问题日益突出,引起了业界的高度重视。为了最大限度地减少这类突发事件造成的人员伤亡和危害,需要在这类恶性事故没发生时就必须多方面建立好相应的应急保障措施。一、“突发公共事件”的应急救援预案 目前,国际上对“突发公共事件”有代表性的定义是欧洲人权法院对“公共紧急状态”(Public Emer2gency)的解释,即“一种特别的、迫在眉睫的危机或危险局势,影响全体公民生命安全的突发事件。需要在这类恶性事故没发生时就有保障公共安全和处置突发事件的能力”。“突发公共事件”是指突然发生,造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害危急公共安全

5、的应急事件。国务院发布的 国家突发公共事件总体应急预案 把“突发公共事件”主要分为自然灾害、事件灾难、公共卫生事件、社会安全事件等4类。按其性质、严重程度、可控性和影响范围等因素分为4级:特别重大的是 级,重大的是 级,较大的是 级,一般的是 级。应急救援预案也就是根据“突发公共事件”的实际情况预计未来可能发生的,对某种事件的对策。应急救援预案是一种事故发生之前就已经预先制定好的,为保护人员和设施的安全而制定的行动计划,即国外所叫的“应急响应计划”。应急救援预案是指导救援行动的依据,其目的有两个:一是采取预防措施使事故控制在局部,消除蔓延条件,防止突发性重大或连锁事故发生;二是在事故发生后,迅

6、速有效控制和处理事故,尽力减轻事故对人和财产的影响。应急措施能否有效地实施,在很大程度上取决于预案与实际情况的符合与否,是否有功能强大的 突发公共事件应急信息系统 的支持以及准备的充分与否。2006年1月,国务院已经发布了9件事故灾难类突发公共事件专项应急预案。二、天然气管道事故应急救援体系 重大生产事故应急救援预案是由外部预案和内511第26卷第5期 天 然 气 工 业 储运与集输工程部预案构成,它们既相互独立又协调一致。对同一种事故,政府部门根据当地安全状况制定外部预案,长输管道运行企业负责制定内部预案。外部预案包括该地区内涉及到的易燃、易爆和危险化学品生产的企业、公共场所、要害设施等有关

7、内容;企业内部预案包括是根据企业生产的自身特点建立的应急预案,更强调其针对性、专业性。同时应并入地方政府编制的区域性化学事故应急预案体系中,使之成为区域性事故应急预案体系的有机组成部分。外部预案和内部预案需要充分考虑二者之间的接口,如联络、信号、报警和协调等并保证地方政府、安全生产监督、消防安全、公共卫生、化学救援、卫生救护等协调一致地控制突发事件。中国石油天然气集团公司突发特别重大事故应急预案 明确要求管道运行企业针对自身生产的特点,建立突发重大事故应急预案,并保证其有效性。重大事故应急工作应在预防为主的前提下,贯彻“领导第一时间赴现场组织救援,统一指挥,分级负责,区域为主,企业自救与社会援

8、助相结合的原则”。天然气输气管道爆管、泄漏等引发的事故具有发生突然、扩散迅速、危害途径多的特点,一旦救援不及时还会引起的火灾蔓延、连环式爆炸。由此决定了救援指挥一定要得力,救援行动必须迅速、准确和有效,充分发挥事故单位与地方政府的优势和作用。天然气管道运行企业应针对天然气长输管道存在主要事故为天然气泄露、火灾和爆炸的特点,编制“天然气长输管道泄露、火灾、爆炸事故应急救援计划和措施”,其主要内容包括以下方面:应急措施和组织机构;场内应急计划,事故应急处理程序和措施;场外应急计划和场外报警管理;有安全装置、报警装置、疏散口装置位置图;救援、疏散安全进、出口路线畅通,车辆通行数量、规格符合要求;灭火

9、设备、急救设备(担架、氧气瓶、防护用品)符合规定要求;对外的通信联络系统与报警系统;与应急服务机构(医院、消防、运输队)建立快速联系;训练有素的救援队伍,定期进行一次事故训练和演习;面向天然气管道突发事件应急信息技术。三、支持天然气应急预案的信息技术 突发公共事件应急信息系统是实施应急预案的工具,是基于先进信息技术、信息系统(GIS地理信息系统、GPS全球定位系统、RS遥感遥测系统、电视会议系统等)和应急信息资源的多网整合,软硬件结合的应急保障技术系统。它具备风险评估、监测监控、预测预警、动态决策、综合协调、应急联动与总结评价等功能。支持天然气应急预案的主要信息技术包括天然气长输管道的SCAD

10、A系统,地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)、RS遥感遥测系统、电视会议系统等。1.天然气长输管道SCADA系统 输气管道SCADA系统是天然气管道应急系统的神经网络系统,能够监视包括阀、泵或压缩机安全联锁、压力报警器、流量计等工作等状态;执行的控制命令有开启或关闭泵、压缩机及阀门等,自动调整压力、温度等。在无故障条件下具有输供气能力和供气调峰能力,对整个输气过程实施动态监视和控制、调度和管理;一旦出现故障,如管道破炸或大量泄漏时需要紧急截断气源,可以通过现场RTU或PLC自动控制关闭需要关闭的阀门,实现自动切换功能,也可从通过调度控制中心发出命令关闭需要关闭的阀门,紧急截断气源,防

11、止事故进一步扩散。重要的天然气长输管道的SCADA系统除考虑设立调度控制中心外,还应在远离调度控制中心的地方(50 km以上的异地)建立地下的备用应急调度控制中心,以防止战争、地震、洪水、恐怖活动等不可抗拒的灾难发生时,主调度控制中心不能正常工作时可以在很短时间内切换到备用地下的应急调度控制中心,控制整个管道的正常、安全运行。2.GIS在长输管道应急系统中的应用天然气管道在长输过程中具有点多、线长、面广,所经之处地形复杂程度不同,除特殊地段穿跨越外,都是采用埋地敷设。其地理信息、图形信息和数字信息并存,网络特征比较明显。运用GIS系统对整个管网进行全方位的监控、高效率的管理和及时的维护等,GI

12、S通过整合管线和设备周围地理信息、管线和设备本身的空间信息及其图形信息、维护信息、监控信息等信息于一体,并集成管线集输的相关专业,将管线和设备的运行状态借助地理空间实时地提供给运营者,为运行、管线巡查、设备维护、安全管理提供支撑。GIS地理信息系统在突发事件应急管理的主要应用在长输管道地理地貌的准确位置和有关信息,涉及事故位置的准确定位、制定合理的救援方案,包括为救援车辆运输路线和运输车辆的调度、人员疏散路线等提供支持。GIS系统数据分为:地理信息数据、管线数据、站场数据、穿跨越数据、多媒体数据和远程实时数据等几部分。地理信息数据主要包括:管线、站场、穿跨越位置的全国地图、各管线平面走向图、各

13、条管线纵面图、省市县界图、公路网、铁路线、水系图等。GIS系统的性能要看以下几个主要指标:系统平台处理速度;数字化地图制作精度,包括制图精度、图幅之间接边误差等;数据显示功能;多窗口显611储运与集输工程 天 然 气 工 业 2006年5月示能力;数据库管理能力;跟踪目标能力;数据处理能力,包括存储、回放等;用户界面友好性,包括用户操作、修改数据库是否方便等。3.基于GPS应用的应急指挥调度的功能 采用GPS技术可以在突发事件时对移动车辆及移动目标进行实时定位,利用移动通讯网络进行实时数据传输,以电子地图和空间信息管理系统为支撑平台,具备定位跟踪、监控报警、指挥调度和信息查询管理一体化功能。实

14、现运行效率高、速度快,系统容量大、实时性强、运行稳定可靠,可有效地对车辆及其他类型的移动目标进行定位、监控和指挥调度,并为特种车辆及普通用户提供监控报警、信息查询、快速救援和疏散事故地区的人口等服务。对系统设计应考虑能够同时监控大量多种类型的车辆目标,随时获取车辆的位置和行驶状态,快速处理报警和异常突发事件。4.长输管道应急系统中其他信息技术 应急信息系统中的无线通信系统是应急指挥中重要一种的指挥调度通信方式,可迅速实现对位置移动的人员、车辆终端的统一调度。可实现组呼、单呼、广播以及短数据和分组数据传输业务。应急信息资源的多网整合,充分利用现有的网络及通讯资源,可针对不同地区不同规模的应用进行

15、的网络建设,并可实现多个应急处理中心共享网络资源。会议系统和视频监控系统为指挥中心提供实时的可视化监控平台,并可即时召开视频会议。该系统可对现场图像进行各项处理,并实现大屏幕显示集中监控。大屏幕投影/电视墙显示子系统为各子系统的辅助显示系统,各种视频信号以及各路监控计算机的信息显示在大屏幕上,便于实时掌握信息。并且同时将录像等视频信号显示在大屏幕上,便于观看。四、结束语 不同行业的应急预案有其不同的处理对象和方式,也需要采取不同的信息技术。因此,天然气管道事故应急救援体系,要与全国应急预案框架体系的建立相结合,紧密围绕着和服务于国家突发公共事件总体应急预案的实施,充分利用和整合各类资源,立足关

16、键技术与设备自主创新;紧密围绕国务院公共安全应急体总平台和四类专业应急平台的功能,开展实验模拟研究和核心技术与装备研发。此外还应加强专业应急队伍建设,尽快形成统一指挥、功能齐全、反应灵敏、运转高效的应急救援机制;其次要组织培训和应急演练,提高指挥和救援人员应急管理水平和专业技能。感谢中国石油集团工程设计有限责任公司总工程师叶学礼教授级高级工程师对文章提出宝贵的意见;感谢西南石油大学建筑工程学院院长姚安林教授的建议和帮助。参 考 文 献1黄以宽.应急指挥信息系统策略谈J/OL.(2003210216).http: 风险识别、评价、控制M.北京:化学工业出版社,2004.5广州城市信息研究所有限公

17、司.基于GIS的城市突发事件应急指挥辅助决策系统 以突发公共卫生事件为例 OL.http: new152/yingji.htm.6谢安俊.油气管线SCADA系统调度控制中心的安全策略J.天然气工业,2005,25(6):1132115.7俄罗斯南部天然气管道发生两起爆炸OL.(200621223).http:.8范维澄.中国政府突发公共事件应急信息系统总体方案的构思J/OL.(2005211222).http:www.firestan2dard.org/ReadNews.9国家突发公共事件总体应急预案总体全文OL.(2006201208).http: OL/J.(2005208229).htt

18、p: 2006203229 编辑 居维清)711第26卷第5期 天 然 气 工 业 储运与集输工程Shuai Jian(professor),graduated from Wuhan Institute of Technology.He holds a Ph.D degree and now is working at ChinaUniversity of Petroleum on engineering mechanics,and research and teaching works of storage and transportation system secur2ity engine

19、ering.Add:Electromechanical Engineering School,China University of Petroleum,Changping District,Beijing 102200,P.R.ChinaTel:8621028973 3772E2mail:shuaij QUANTITATIVE RISK ASSESSMENT ON GAS TRANSMISSION STATION WITH API 581Gu Zhiyu1,Shuai Jian1,Dong Shaohua2(1China University of PetroleumBeijing;2Bei

20、jing Huayou Nat2ural Gas Co.Ltd.).N A TUR.GA S IN D.v.26,no.5,pp.1112114,05/25/2006.(ISSN 1000-0976;InChinese)ABSTRACT:Currently,risk assessment method specially designed for gas transmission station is shortfall.The existent meth2od can only get qualitative result from related state laws and regula

21、tions,and then modify it to get revamped proposal.There2fore,a new method for quantitative risk assessment of gas transmission station was raised to acquire quantitative and objectivehazard sequence,which will provide fully support to integrality management works of pipeline stations.Yulin gas compr

22、essorstation on the Shaanxi2Beijing gas transmission pipeline is taken as an example to perform risk assessment on the facilities by u2sing American Petroleum Institute Standard 581(API Std.581,risk2based inspection base resource document).The risk valuecan be acquired by calculating failure effect

23、and ratio of the installments and pipelines in the station.Then further study hasbeen carried out on the reasons why differences of hazard value incur.Finally,opinions and suggestions on risk assessmentworks of Chinese gas transmission pipelines are presented.SUBJECT HEADINGS:American Petroleum Inst

24、itute(API),foreign standard,Shaanxi2Beijing Natural Gas TransmissionLine,gas transmission station,quantitative,risk assessment,application,suggestionGu Zhiyu,born in 1981,holds an M.Sc.degree and now is studying on security engineering of oil and gas storage and trans2portation system.Add:P.O.Box 22

25、5,China University of Petroleum,Changping District,Beijing 102249,P.R.ChinaCell phone:13811419059E2mail:petergu_2001 SYSTEM AND INFORMATION TECHNOLOGY FOR NATURAL GAS PIPELINEXie Anjun(Wenzhou University).N A TUR.GA S IN D.v.26,no.5,pp.1152117,05/25/2006.(ISSN1000-0976;In Chinese)ABSTRACT:Emergency

26、management system for contingency is one of the most essential and substantial part of state modernmanagement system,with its core of developing organization capability,and ability to work resourcefully and carefully uponcontingencies.Long distance natural gas pipelines are operated under high press

27、ure,so pipeline operation security takes preced2ence of any other considerations.Its imperative to establish emergency aid system for Chinese natural gas industry,for fear ofexplosion and gas leak along gas pipeline,which can further cause fire extension and a series of explosions,etc.The emergencya

28、id system can start up a set of integrated corresponding solutions and information technologies,to cut off the gas sources,ex2tinguish fires,allocate rescue resources,rush to repair the damaged facilities,provide medical cares,etc.,aiming at minimi2zing the loss.The main information technologies inc

29、orporated in the emergency2aid system include:supervisory control and da2ta acquisition system(SCADA),global information system(GIS),global positioning system(GPS).SUBJECT HEADINGS:natural gas,pipeline,contingency,emergency aid,pre2proposal,supervisory control and data acquisi2tion system(SCADA),glo

30、bal information system(GIS),global positioning system(GPS)Xie Anjun is head of information technology education department of Wenzhou University.He is also a professorial senior engi2neer in computer science engineering,meantime he is a state2registered supervision engineer,first class project account supervi2sor and executive senior consultant.Add:Wenzhou University,East Xueyuan Road,Wenzhou City,Zhejiang Province 325027,P.R.ChinaCell phone:13575440255E2mail:jsj_xaj N A TURAL GA S IN DUS TR Y,vol.26,no.5,2006May 25,2006