三维地理信息系统在石油化工厂安全事故应急管理方面的实际应用

　　【 摘 要 】 三维地理信息系统构建真实的石油化工厂三维虚拟场景，并以此为基础建立预案管理、资源管理、设备管理、实时监控管理、应急演练等安全事故应急管理相关应用，有助于工人全面掌握各类设备的综合状况，实现石化厂设备设施的动态化、精细化管理，有效地预防并避免重大事故的发生。 

　　【 关键词 】 三维地理信息系统；安全事故应急管理；石油化工厂 

　　1 引言 

　　三维地理信息技术作为空间信息新技术，能够高度集成空间地理信息相关要素，并紧密结合石油化工厂具体业务需要，提供多种的应用分析手段来展现工厂设备、管道和工艺流程，赋予其空间位置信息，并对其相关基础信息进行深度关联，使石油化工厂员工即便足不出户也可以通过三维地理信息系统获取更多更全面的综合信息，有效的提高工作效率。 

　　2 总体设计 

　　2.1 建设思路 

　　利用三维地理信息软件平台，结合石油化工厂厂区范围建筑、设备、管道等现状，建成厂区三维竣工图，再现石油化工厂三维景观。通过建立石油化工厂的三维地理信息（GIS）数据库，解决真三维地理信息（GIS）数据生产、组织和建库的关键问题。基于构建的三维虚拟工厂场景，建立石油化工厂网络三维安全事故应急管理平台，综合运用三维仿真、Web-GIS、数据库、网络等技术，建设厂区三维浏览模块、应急预案管理、应急资源管理、设备应急管理、生产信息管理、危险源管理、敏感区域管理、模拟分析、处置分析、应急演练等功能模块。 

　　2.2 架构设计 

　　三维系统架构设计基于分层的思想，自上而下分成三层，即数据层、服务层和应用层。 

　　数据层由三维数据维护管理平台VRMap企业版和三维空间数据库Oracle11g联合组成完整的数据管理系统；服务层以三维空间信息服务平台VRMap IMS为基础，不仅提供二三维场景发布服务、运维支撑等服务，并且提供安全事故应急管理的各项相关应用服务，有效保障后台各种应用业务的提供；应用层以二三维基础地理空间数据为基础，通过网络使用服务层提供的各种服务，进行石油化工厂的安全事故应急管理应用。 

　　3 数据建设 

　　石油化工厂厂区内部制作分为：生产设备区域、办公区域、环境地貌制作三部分。参照设备布置图、工艺流程图、平面布置图等厂方提供的图纸资料，采用3DS MAX、MAYA等企业级三维建模软件按照真实尺寸建模。统一制作的三维模型需要在三维数据制作平台中整合成可供直接使用的三维基础场景，并进行优化，最终进行三维场景的网络发布及三维地理信息系统平台使用。 

　　4 功能模块 

　　石油化工厂网络三维安全事故应急管理平台基于以构建的三维虚拟化工厂，通过三维技术将设备、生产、安全等多方面的信息直观、综合地反映出来，使各级管理者能够快捷、直观、全面的了解工厂的生产与安全情况，为安全生产管理、调度指挥、应急抢险提供综合的信息支持。 

　　场景浏览：三维场景浏览模块主要满足对石油化工厂三维场景数据进行仿真展示的需要，实现交互的三维浏览、设备参数查询、视点导航、动画导航、步行飞行浏览模式切换等，利用本模块可以直观快速的了解石油化工厂的概况，是实现其他业务功能的基础。 

　　空间量测：三维系统提供坐标测量、空间距离测量、水平距离测量、垂直测量和面积测量功能，能够在厂区三维场景中快速获取量测数据，辅助工厂施工规划。 

　　工艺流程仿真：三维工艺流程仿真模块将厂区重点工艺流程在场景中进行直观的三维模拟展示，将抽象的工艺流程图进行形象、直观化，达到辅助厂区新员工培训，为厂区工作人员理解并熟悉工艺流程提供帮助的目的。 

　　应急预案管理：搜集石油化工厂各种类别的应急预案，并将应急预案分科室、分车间、分类别、分级别进行管理，并提供预案查询、查看和导出的功能。 

　　应急资源管理：在三维场景中对厂区范围内及周边的，自有和公共的消防单位、消防车辆、消防器材、维修单位、抢修车辆、维修器材、应急通信车辆、应急救援力量的位置、数量、完备情况进行标注和管理，对生产区域的消防设施（灭火器、消防箱、消防炮、消防井）、急救设备、防护设备等应急资源进行管理，提供标注、删除、定位、统计、查询等功能。 

　　设备应急管理：重点设备管理模块在全厂重点设备三维模型和石化厂设备资产管理系统中设备管理信息进行挂接的基础上，可对设备台帐信息、报废信息、维护保养情况等进行查询，还可通过设备模型查询设备应急预案。 

　　视频监测管理：视频安全监控模块基于监控系统提供的开放的数据服务接口，在三维数据中集成生产视频监控系统的视频信号，实现在三维仿真环境中直观定位到监控地点，快速了解现场情况并查询视频设备参数规格的目的，为厂区安保和生产管理监控提供了有力的支持。