三维仿真模拟应急处置、演练与考核系统的开发与应用

李亚男 王宁（中国石油辽阳机电仪研修中心，辽宁 辽阳 111003）

三维仿真模拟应急处置、演练与考核系统的开发与应用

李亚男 王宁（中国石油辽阳机电仪研修中心，辽宁 辽阳 111003）

通过应急救援培训演练基地建设，建成三维仿真应急处置、演练的仿真培训考核系统。精心设计培训课程，开辟新的培训手段，通过反复的三维仿真应急救援处置演练，使应急指挥人员、操作人员、应急救援专业队伍熟悉救援过程、应急预案响应流程，增强指挥人员与救援人员配合默契程度，提高应急处置能力，确保第一时间完成救援任务，增强培训效果。

三维仿真;应急处置;演练;培训

石油化工企业生产装置具有连续作业、高温、高压、高热、易燃易爆且设备昂贵等特点，在实际生产过程中一旦发生紧急情况，不能及时正确处置其后果不堪设想。传统的应急培训模式存在一定的局限性，不但受时间、空间的限制，而且受到人力、资源、经费、组织实施等方面的限制。如何让应急仿真培训系统更加合理有效,对保证培训效果,提高培训效率都有着十分重要的意义。在此背景下，有必要进行三维仿真模拟应急处置、演练与考核系统的开发和应用。本文就将对此予以说明。

1 开发功能介绍

1.1 系统功能描述

系统综合运用分布式交互仿真、三维建模、网络通信等技术，构建一个开放的三维虚拟仿真培训平台，为学员在计算机系统上建立一系列与真实灾害环境一样的演练环境，使学员感觉“身临其境”，使学员在整个应急演练过程中犹如实战演练一般。还可实现网络在线培训和考核，既可进行单人单科目操作，也能进行多人协同操作培训与考核。

网络化培训管理平台（见图1）可以为所有学员在任何时间、地点提供应急演练环境。此外，在互联网技术支持下学员在此环境中按照职能和任务的不同，扮演不同的角色进行应急任务演练，可实现局域网内各角色相互合作，多人协同演练，完成所设定的应急任务，以考核培训对象对应急预案的掌握程度。

图1 网络化培训管理平台布置图

1.2 系统建设内容

系统建设包括550万吨/年常减压装置、100万吨/年加氢裂化装置等7套炼油、化工、油品储运三类的典型生产装置及典型场所逃生的三维仿真模拟应急演练与考核系统。包括：工艺动态仿真模型、控制系统仿真模型、三维虚拟装置模型、三维虚拟人物模型、三维交互操作模型、操作指导和评价模型。

2 应用功能介绍

各装置的三维应急演练系统应能准确地模拟应急演练过程中工艺动态仿真模型、控制系统仿真模型、三维仿真模型之间实时动态的联动反映，能正确表现出应用演练过程中各种操作导致的装置工艺参数变化、控制系统状态及变化、设备状态及仪表指示变化等。实现实时动态各种工况模拟和动态数学模型的灾情蔓延模拟。

课程设置总体思路是按照国家应急救援培训要求，以实用、适用为出发点，分层次、分侧重点、分阶段培训，以培养员工应急意识和提高理论与技能水平为目标。主要根据生产实际和工艺流程，全面准确地梳理各岗位危险源，明确各岗位所需共性的和特有的应急知识和操作技能。应急培训基本内容应包括：工作环境危险因素分析；危险源和隐患辨识；本企业、本行业典型事故案例；事故报告流程；事故先期处置基本应急操作；个人防灾避险、自救方法；紧急逃生疏散路线；初级卫生救护知识；劳动防护用品的使用和应急预案演练等。

3 可实现的培训效果

在建立以上炼油、化工企业典型装置和典型灾害场景的基础上，建立三维仿真模拟应急演练与考核系统，使系统具备为应急指挥人员、作业人员、应急救援专业队伍提供应急处置技术方案、差异化考核平台以及危化典型事故案例情景再现、处置功能。

3.1 提升应急救援能力和应急预案改进与完善

3.2 生产操作人员技能培训

3.2.1 新装置开工、转岗人员、新入职人员培训

利用仿真系统对操作人员进行培训，可以缩短新建生产装置开工时间，节省开工费用。现已应用于辽阳石化公司油化厂转岗人员培训，由于工艺技术人员和操作人员可以在仿真系统对新装置的开停工进行培训和研究，将为装置一次开车成功奠定基础。在仿真系统上对转岗人员或新入厂的工人与技术人员进行技能培训会比下厂实习获得好得多的效果。

3.2.2 在岗人员技能培训

通过模拟正常运行和各种事故过程的现象和操作，提高操作人员技术水平、事故预防能力和事故处理能力和装置运行水平。利用仿真培训系统上，可以有计划地培训一人多岗的操作技能人才。

3.3 操作人员技能考核与鉴定

仿真培训系统作为技能考核手段，技术先进，评分科学，可以与员工技能鉴定考核和职业技能竞赛做到很好结合。

3.4 装置生产指导功能

根据仿真培训系统可以进行开、停工操作方案的试验与优选，生产操作指导，控制系统优化以及装置改造方案的试验与优选。

4 结语

中国石油辽阳机电仪研修中心通过国家应急救援培训演练基地建设，应用三维仿真模拟应急处置、演练与考核系统，精心设计培训课程，开辟新的培训手段，使应急指挥人员、作业人员、应急救援专业队伍熟悉救援过程、应急预案响应流程，增强指挥人员与救援人员的应急处置能力，确保第一时间完成救援任务，不仅可以明显提高培训效果，而且节省培训费用，缩短培训时间，是一种高效的培训手段。更有利于为国家和企业培养应对突发事件和应急抢险救援人才，使应急救援工作更加科学、及时、规范、高效，为企业带来巨大的经济效益和社会效益。

[1]陈福龙;化工动态仿真建模平台的研究与开发《北京化工大学》2013年.

[2]杜薇，徐建，孟祥海，郭绪强；炼油化工仿真实践教学与建设《大学教育》2014年15期.