兵棋推演技术在油库火灾中的构想和应用

何锋 阿里木·马那甫 高建新

摘要：针对演练存在的不足，运用计算机兵棋推演技术，以某油库为例，搭建油库场景模块、灾情侦察模块、灭火指挥模块、辅助计算决策模块、回放复盘模块等模块的训练系统构想。

关键词：兵棋;推演;交互式

中图分类号：X932       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2021）03-0004-02

2018年11月9日，习近平总书记向新组建的国家综合性消防救援队伍致训词，并要求保持快速反应的备战状态，练就科学高效、专业精准的过硬本领。笔者参与一线灭火救援及查阅相关案例，认为石油化工类火灾事故处置一直有短板。例如，2010年1月7日，甘肃兰州市中石化公司工作人员检修中发现出口输油管线泄漏[1]，处置造成爆炸火灾，该火灾致使企业工作人员6人死亡6人受伤，在灭火救人行动中，消防部门调集86台消防车辆，460余名指战员参与处置;2013年11月22日，山东青岛市黄岛油库的地面下运输油料线路，因故障工作人员在维修中操作不当发生泄漏爆炸火灾，该火灾造成62人死亡，136人受伤，指挥部调集100余台消防车辆等大型设备，2000余名武警及消防专业救援人员开展救援[2];2017年8月17日，辽宁大连市大连石化分公司原料油泵设备部分油料泄漏造成火灾，当地消防部门调集118台消防车辆，600余名指战员集结现场进行疏散救人灭火行动[3]。本文结合在特勤大队制作数字化类型预案的体会，以王家沟油库为例，拟用计算机兵棋推演技术，搭建功能模块化的训练系统构想。

一、兵棋推演技术的背景

计算机兵棋推演能够在不同环境位置，运用网络技术与远隔人员实时对弈或配合，消防救援演练中运用计算机兵棋推演，国内外资料较少。2014年，袁狄平教授提出通过大数据与云计算能力的专家系统框架下，开源式渲染不同灭火救援训练场地进行学员间的相互推演[4];2015年，邓雄老师探索性提出运用桌面推演的方式对各级层面的指挥员进行综合指挥能力训练[5];2017年，李莹滢教授提出结合消防相关院校现有的实验室资源建立沙盘仿真推演，提高学员的灭火救援初级指挥能力。

二、兵棋推演技术的特点

（一）预案的特点

当前特勤大队修订的数字化预案，按照灾害类型等级需要开展相应训练，一定程度提高指战员业务素质，贯彻“练为战”指导思想。根据不同灾害场景类型预案的实际，一方面可以有针对性熟练掌握装备器材的使用方法，另一方面可以向当地党委政府报告申请特种类车辆器材的经费，加强装备器材的建设。当相应类型预案场景发生火灾时，当地消防部门能够立即运用类型预案图表调集国家综合性专业救援、民间志愿救援队、企业单位专职队、政府专职消防队等力量，高效完成首批救援力量的抵达，迅速掌握了制火主导权，避免火势因力量不足而扩大灾害。

（二）预案的不足

数字化预案的制作以图表和文字为主，按照预案的要求去逐步逐项演练，基本很难实现。一方面特勤消防队伍配备了造价不菲、欧美先进的特种器材，每次消防救援演练中都进行实际使用操作，无形中加快器材的耗损率;另一方面数字化预案设定为实实在在的高层建筑、地下工程、大跨度空间、石油化工类设备等场景，同比例复制训练场景需要大量预算，并且使用后维修成本较高，从经济成本而言不合算。因此，数字化预案在实战感方面还存在一定差距，把日常演练与实际灭火行动不能有效结合，消防指战员不能较好辨析火场危险和突发状况临机处置的能力。

（三）兵棋推演技术的优势

数字化预案与兵棋推演技术的运用，能够使特勤大队修订的数字化预案尽可能地还原场景要素。计算机系统能够根据每一个不同参数的场景，推演前登录后台进行修正。该系统将消防指战员从日常演练的训练操场，移到模拟的灾害事故现场。一方面，较之常规演练，该系统能够给指战员的眼里的直观画面，另一方面，系统的回放复盘模块，能够完整记录每名指战员的操作画面和数据，模拟演练后高效率组织人员进行复盘总结。

三、王家沟油库中的应用设想

该训练平台系统按照类型预案结构，主要包含油库厂区参数场景模块、灾情侦察模块、灭火指挥模块、辅助计算决策模块、回放复盘模块等功能。

（一）油库场景模块

运用计算机搭建模拟训练平台，场景还原王家沟石油商业储备库的主要罐区。设定成品油罐20000m3、30000m3、50000m3若干个，其中20000m3储罐储存汽油，其余罐均储存柴油，总储量的参数设定固定值;原油罐若干个，分为50000m3和20000m3类型罐，总储量的参数设定固定值。设定原油储罐区1处，成品油罐区2处三个区域。设定动力区1座，内有消防泵房用于冷却供水、泡沫供水、备用。消防水泵若干台，出口管径、扬程、单泵流量、最大供水量的参数按照罐区实际标定。固定式消防炮、地上消火栓的數量与位置按照原油罐区和成品油罐区的实际标定。按厂区实际标定若干个2500m3和1000m3蓄水池。供水管路采用网环状式结构，主管道直径、供水管道进出口径、管道线路压力根据日常测量标定。

（二）灾情侦察模块

该模块又分为企业队员的初期侦察与国家消防救援队员的到场灾情侦察两部分组成。训练平台系统设定某油罐着火后，系统中的企业队员侦察角色，按照模块程序，鼠标移动到着火罐的位置，标定有油罐类型、油罐的大小的初始值等参数。企业队员角色可选择点开油库罐区自动固定消防设施，对着火储油罐和邻近储油罐冷却加以保护，同时可选择报警程序。若选择报警程序，会启动国家消防救援队员侦察角色，随着时间参数的规划路径，着火罐区域出现地面流淌火、沸溢喷溅等场景。侦察的范围设置扩大，包括流淌火的面积、沸溢喷溅的次数、原油罐区的大小数量、消防泵房的完好程度、固定式消防炮和地上消火栓的数量与位置、可用蓄水池的水量。

（三）灭火指挥模块

当该模块由辖区消防救援站模拟指挥、全勤指挥长模拟指挥、紧急避险处置等三部分组成。当完成灾情侦察的环节，训练平台系统弹出辖区消防救援站模拟指挥角色。站级模拟指挥角色，必须要下达停车指令。指令通过的条件域为着火罐的面积与大小、风力风向的数据下，所有车辆停靠在上风侧风安全区域，车头朝外，主站车靠前，其他车辆停靠在道路一侧。车辆停放指令通过后，系统弹出若干通讯员、安全员、驾驶员、战斗员角色。通讯员角色，可输入语音和文字形式实时向指挥中心报告着火罐情况。安全员角色，点开区域平台的实时变动的数据，计算是否在相对安全的区域。驾驶员角色，可查看车辆的油水电气情况，计算是否需要申请标定加油值、移动车辆到消火栓取水等。战斗员角色，实时查看空气呼气值，着火罐的燃烧变化值、沸溢喷溅次数、浓烟颜色变化等。站级模拟指挥过程中，可点开申请向指挥中心增援指令。若触发该指令，系统弹出全勤指挥长模拟指挥角色，站级模拟指挥角色自动移交指挥权。指挥长角色，根据现场情况，可下达设定火场指挥部指令，弹出总指挥员、副总指挥、站级指挥员、通讯员、后勤员、作战文书等角色。当时间参数达到一定值且灭火措施不到位，系统自动触发紧急避险处置环节。所有处置人员角色，可点击鼠标相应的按钮，放下手中的灭火装备器材，点击方位向自己预想的位置撤退。若正确点击，系统即可自动到指定区域集结。

（四）辅助计算决策模块

该模块主要定量解决实际处置油罐火灾的用水。油罐用水量由冷却用水量和灭火用水量两部分组成，因本场景王家沟石油商业储备库油罐固定消防设施损坏情况极少，所以标定的冷却用水强度均按照固定消防设施冷却强度设计。

1.冷却用水

冷卻用水量Q冷=Q着+Q邻

着火罐供水强度 Q着=πDhq

邻近罐供水强度 Q邻=0.5nπDhq

2.灭火用水

Q灭火用水量=Q油罐内+Q流淌火

着火罐供给强度 Q水=πR2q泡÷6.25×0.94

流淌火水供给强度 Q水= Aq泡÷6.25×0.94

3.泡沫液

泡沫液用量=油罐内+流淌火

油罐内火灾扑救用泡沫液量Q泡原=1/4πD2q泡÷6.25×0.06

流淌火扑救用泡沫液量 Q泡原= Aq泡÷6.25×0.06

根据以上理论公式建立数据分析模块，依据灭油罐火的用水量和冷却相邻储油罐的用水量，对王家沟成品油库区内水源和市政供水管网持续供水能力、消防车辆载水量进行实时计算系统数据分析，系统后台界面显示运水供水需求量及泡沫需求用量。

（五）回放复盘模块

该模块主要对全过程石油库模拟训练中回放复盘。通过每名系统角色的视角，平台能够第一视角和第三视角回放当时处置的情景。若角色在触发各种按钮行动，采取主观意图，并带有潜在的风险和安全隐患的逻辑错误，系统平台会自动上传到回放复盘界面。该模块内设定录入界面，包含消防救援队伍现有安全制度规定、避险训练内容、现场管控措施、安全行为规范等。若角色在平台操作，复盘模块实时交互式判定该角色操作程序和处置规程是否合格，安全隐患值是否在阈值范围。

四、结语

随着大数据、云计算、5G超低延迟技术的发展，计算机兵棋推演技术会在消防队伍日常演练中得到更广泛的应用。通过互联网化的灭火作战交流平台，完善开源式数据后台，人员操作的舒适性、系统的交互性会再提升。建议消防部门从顶层搭建计算机兵棋推演技术平台，并进行系统应用与升级，一线消防救援人员的指挥能力会有一定提高。

参考文献：

[1]朱林超，高建丰，顾佳鹏.细水雾灭火性能及其在油库的应用前景探析[J].化工管理，2019（25）：99-100.

[2]袁岗，白帆，刘高，贺峰.浅谈提高处置油罐火灾灭火救援能力[J].水上消防，2018（05）：31-33.

[3]王勇.油库火灾爆炸事故原因及其控制措施[J].化工管理，2018（23）：50-51.

[4]袁狄平，刘贤良.一种基于专家系统的消防虚拟训练场景推演方法[J].消防科学与技术，2014，33（01）：103-107.

[5]邓雄.消防部队桌面推演法的探索[J].新丝路（下旬），2015（10）：108-109.