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GIS在石化企业安全管理中的应用

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摘要:

在研究并建立某石化厂区3D仿真GIS的基础上,应用该GIS系统管理厂区内厂房、装置、设施设备、危险源、罐区及消防设施等各类地物的地理位置和属性信息。在发生各类燃烧、爆炸、泄漏事故时可以快速查找事故发生区域、调取事故地点装置、设备及消防设施等地物信息,进行救援路线的选择,从而为石化企业安全生产、应急管理及救援等提供帮助。

关键词:

GIS,石化企业,应急处置,三维仿真

长期以来GIS仅限于人与数据或模型之间的交流,这使得认识空间和使用工具处理问题的方法不一致,导致GIS仅能应对一、二维世界中的问题;然而真实的地理世界是三维连续分布,传统的GIS缺乏描述真实三维客观世界的能力,导致其很难适应GIS社会化、公众化的发展趋势[1],制约其在不同行业的发展与应用。

相对2D-GIS,3D-GIS从立体角度描述地理空间现象,将客观世界以一种逼真的效果带给人更加真实的感受,从而为管理者带来全新的管理方法[2]。3D-GIS从平面和垂向两个方面来表达和描述空间对象之间的关系,并且可实现对空间对象的三维空间分析与操作功能,而这能够将客观世界以一种更真实的方式展示给用户[3-5]。在石化企业应急处置中通常对危险及危害单元仅以危险等级的形式表示危险程度,并不能以直观的资料如视频、动画、图表、声音等形式展示给管理者[6];建立3D-GIS系统后,管理者可以通过系统直观地浏览重点装置、危险源及其他设备设施,满足其对生产事故的预警、应急管理以及指挥的需求,从而提高事故应急管理水平,并可在短时间内制定应急救援方案[7]。本文将介绍某石化厂三维仿真可视化管理信息系统,表明3D-GIS在石化企业安全应急处置中的前景。

1系统结构

本系统将某石化企业下属某厂内各类装置仪器、厂房、管廊、道路、储罐等地物通过三维建模的方式生成模型图,通过Ar-cGISServer发布,实现了厂区图形要素的三维浏览、查询、统计及缓冲区分析等功能,为某石化企业在安全管理、企业规划等方面提供直观、形象的数据及信息。采用B/S架构的开发方式,以ArcGISServer9.3为数据管理和开发平台,以Oracle数据库系统,实现三维仿真数据和属性数据等资料海量数据的管理、维护;采用Java语言,应用Flex富客户端技术,使系统交互性更强、界面更加友好、网络效率更高,系统的整体功能更加强大。严格按照软件工程相关规范进行系统建设,以面向对象的分析方法进分析、设计、实现,将三维仿真管理信息系统建设成为易于维护、易于扩展、易于理解、效果逼真、功能强大的三维仿真系统。对于GIS数据的管理和维护,系统将采用B/S和C/S模式的混合开发方式,以C/S架构实现GIS数据的编辑、维护,B/S架构实现数据的发布、浏览。系统功能分为地图基本操作、空间分析、数据编辑和系统管理等四部分:1)地图基本操作,包括三维仿真地图和二维地图的漫游、放大、缩小、全图等功能;2)空间分析,包括量测、缓冲区分析、要素的查询、分析、统计等功能;3)数据编辑,提供对装置、厂房、储罐以及厂区和注记的添加、修改、删除等功能;4)系统管理,为系统管理人员提供用户的添加、修改、删除以及角色、权限的添加、修改和权限分配功能。

2应用

该系统依托ArcGIS9.3平台,以石化企业某厂为基础构建三维仿真管理系统,实现了各车间厂房、设备设施、消防设施及其他数据的统一管理和资源共享。在此基础上,企业管理者在事故安全应急管理工作中可以通过该系统直观的获取厂区的各类地物信息,不仅确保了安全应急管理工作中所需数据的可靠性,更为在事故发生时管理者的应急决策提供了技术支持。管理者通过地图操作即可实现即三维仿真地图和二维地图的漫游、放大、缩小、全图等功能。通过查询统计分析即可查询某一区域内厂房、设备、圆罐等的分布情况;信息查询可以精确查询某一装置的详细信息,如名称、组成、建设年限、投入使用日期等;消防统计则可以显示某区域内消防井、消防栓、消防炮等设施的分布情况及数量信息。其他功能如最优路径选择,当事故发生时,通往事故发生地有多条路径中,但其中几条路径有障碍或者需要最短的路径时,可以选择路径选取工具,进行最优路径选择。当厂区某处发生变更时,可以通过系统直接添加或者删除变更处的信息,从而做到了数据的实时更新。当管理者面对生产事故应急处置时,通过本系统便可快速调取事故地点详细信息,如事故区域内厂房、装置、设备、消防设施等的地理位置、属性信息,从而便于管理者调配救援资源,同时系统还可以根据管理者的条件设定,给出最佳的救援线路以缩短救援时间,减少事故造成的损失。

3结束语

通过系统开发的地图基本操作、空间分析、数据编辑和系统管理等功能实现了某石化企业某厂区二、三维可视化。在研究三维仿真GIS在石化企业应用的基础上,针对企业所需罗列了管理者通过该系统获得的技术支持,如浏览全局,查询装置、设备设施、危险源的地理位置和属性等信息,事故发生时缓冲区域的建立、救援路径的选择等,不仅能为企业的日常生产、安全管理提供帮助,更能够在事故发生时为管理者在应急处置、救援中提供直观、科学的参考。

参考文献

[1]WuWeiping,ZhuQing,DuZhiqiangetal.DesignandImple-mentationof3DModelDatabaseforGeneral-Purpose3DGIS[J].Geo-SpatialInformationScicence,2010,13(3):210-215

[2]师向东.基于场景图的GIS三维可视化技术研究与实现[D].沈阳:东北大学,2008:1-61

[3]许捍卫,茆德柱,何江,等.基于ArcEngine的GIS三维功能开发技术研究[J].测绘工程,2006,15(6):50-53

[4]裴倩,常新盼.三维地理信息系统在数字城市建设中的应用研究[EB/OL].2012-5-1[2015-6-25]中国科技论文在线.

[5]RaperJ.ThreedimensionalapplicationsinGeographicalIn-formationSystem[M].TaylorandFrancisLtd.,London,1989

[6]王晓宇,王凯全,周宁.GIS在大型石化企业事故应急管理中的应用[J].中国安全科学学报,2007,17(9):73-77

[7]王瑜,刘西涛,李健玲,等.3D-GIS技术的发展与应用[J].甘肃科技,2009,25(8):57-58

作者:吴向阳 王瑜 张静淑 单位:兰州石化公司研究院地理信息研究所

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