文｜ 中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司 唐輝 鐘加德；中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 賈之楠

1 引言

隨著全球性的氣候和環(huán)境變化，各種自然災(zāi)害事件頻繁發(fā)生，特別是洪澇災(zāi)害，給廣大人民群眾的生產(chǎn)生活帶來(lái)了諸多問(wèn)題，甚至影響到部分地區(qū)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程。十八大以來(lái)，我國(guó)堅(jiān)持以防為主，注重防抗救相結(jié)合，不斷加強(qiáng)防汛減災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)急處理能力，取得了顯著的工作成效。當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，迫切需要運(yùn)用信息化手段，構(gòu)建防汛減災(zāi)綜合應(yīng)急管理體系，將洪澇災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布、指揮調(diào)度、應(yīng)急搶險(xiǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)一步有機(jī)整合，以大幅提升防汛減災(zāi)能力，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 現(xiàn)狀分析

洪水災(zāi)害是20世紀(jì)造成經(jīng)濟(jì)損失最為嚴(yán)重的一種自然災(zāi)害，包括中國(guó)在內(nèi)的世界上許多國(guó)家，都面臨著嚴(yán)峻的洪水風(fēng)險(xiǎn)。在我國(guó)大約有三分之二的國(guó)土面積都存在著不同類別和程度的洪澇災(zāi)害。面對(duì)洪澇的威脅，我國(guó)不斷完善防汛減災(zāi)方面體制機(jī)制，大力開(kāi)展包括修筑河道堤防、災(zāi)害預(yù)警等內(nèi)容在內(nèi)的工程措施和非工程措施建設(shè)，持續(xù)開(kāi)展孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體和防災(zāi)力的研究，有效防范了多個(gè)地區(qū)的局部嚴(yán)重洪澇、山洪泥石流、城市內(nèi)澇等自然災(zāi)害。但我們也不得不承認(rèn)，在我國(guó)迅猛發(fā)展的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)明顯滯后，特別是多區(qū)域、跨部門的防災(zāi)應(yīng)急統(tǒng)一指揮、資源調(diào)度、協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)的機(jī)制不夠健全，導(dǎo)致防汛減災(zāi)體系建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速穩(wěn)定發(fā)展的環(huán)境保障需求之間的矛盾日益突出。因此，需要運(yùn)用信息化技術(shù)手段，結(jié)合災(zāi)害預(yù)警預(yù)測(cè)、洪水風(fēng)險(xiǎn)圖、防洪風(fēng)險(xiǎn)管理等工作，建設(shè)防汛減災(zāi)應(yīng)急管理平臺(tái)，以建立科學(xué)、高效、協(xié)同的綜合防汛減災(zāi)應(yīng)急管理體系，促進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)工作邁上新臺(tái)階。

3 設(shè)計(jì)思路

深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)“兩個(gè)堅(jiān)持”、“三個(gè)轉(zhuǎn)變”重要指示，按照防汛減災(zāi)應(yīng)急管理的工作要求，以系統(tǒng)工程思想為指導(dǎo)，以“全面掌控、預(yù)防為主、及時(shí)響應(yīng)、合理處置、快速聯(lián)動(dòng)、智慧安全”為設(shè)計(jì)理念，以多源數(shù)據(jù)融合為技術(shù)基礎(chǔ)，建立防汛減災(zāi)應(yīng)急管理平臺(tái)。推進(jìn)防洪工程基礎(chǔ)信息和水情信息全方位監(jiān)測(cè)，多維度感知、區(qū)域化防控；構(gòu)建智能化的信息共享機(jī)制，搭建全面支撐數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的安全可靠的大數(shù)據(jù)體系；建立全面的綜合應(yīng)急管理業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)一步促進(jìn)防汛減災(zāi)工作流程規(guī)范化、業(yè)務(wù)協(xié)同高效化。從而實(shí)現(xiàn)防汛減災(zāi)應(yīng)急管理的監(jiān)測(cè)多維化、災(zāi)情預(yù)警科學(xué)化、應(yīng)急管理網(wǎng)格化、應(yīng)急決策智慧化，切實(shí)有效應(yīng)對(duì)洪澇風(fēng)險(xiǎn)。

4 總體架構(gòu)

防汛減災(zāi)應(yīng)急管理平臺(tái)從完善前端感知入手，通過(guò)整合接入構(gòu)建全面準(zhǔn)確、及時(shí)可靠的洪澇災(zāi)情險(xiǎn)情及日常監(jiān)控體系；建立完善的信息化基礎(chǔ)設(shè)施、先進(jìn)的大數(shù)據(jù)綜合服務(wù)平臺(tái)以及健全的數(shù)字化、可視化應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各部門應(yīng)急保障的日常管理以及各類事件應(yīng)急響應(yīng)、處置與指揮救援的支撐服務(wù)。具體包括綜合展現(xiàn)、業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、基礎(chǔ)設(shè)施、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和信息安全體系。如圖1所示。

5 平臺(tái)組成

5.1 綜合展現(xiàn)

綜合展現(xiàn)是各類用戶訪問(wèn)防汛減災(zāi)應(yīng)急管理平臺(tái)的統(tǒng)一入口，根據(jù)應(yīng)急處置、日常管理、領(lǐng)導(dǎo)決策、集體會(huì)商和公眾監(jiān)督等方面的使用需求，提供指揮中心大屏、桌面終端、移動(dòng)終端等方式對(duì)平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn)。

5.2 業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)

（1）災(zāi)情預(yù)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)

圖1 防汛減災(zāi)應(yīng)急管理平臺(tái)總體架構(gòu)圖

進(jìn)一步開(kāi)展大江大河主要支流和中小河流以及重點(diǎn)區(qū)域排澇情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，與氣象部門協(xié)作，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)雨量、雷達(dá)測(cè)雨及降雨預(yù)報(bào)信息的充分共享，并加強(qiáng)水庫(kù)、堤防、河道等防洪工程運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，完善重點(diǎn)地區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖，加強(qiáng)防洪風(fēng)險(xiǎn)管理，制定預(yù)警發(fā)布流程，進(jìn)一步優(yōu)化預(yù)警對(duì)象及范圍；在洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)對(duì)易澇區(qū)域及城市排水管水位、路面積水、雨情等信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知監(jiān)測(cè)，為防洪減災(zāi)的科學(xué)合理調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）指揮調(diào)度系統(tǒng)

構(gòu)建包括指揮調(diào)度、救援任務(wù)管理、資源調(diào)度跟蹤、救援情況監(jiān)控、事故情況報(bào)告及應(yīng)急通信集成主要功能在內(nèi)的現(xiàn)代化指揮調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)洪澇災(zāi)害受災(zāi)區(qū)域的地理信息與災(zāi)情信息及時(shí)掌握、快速響應(yīng)和科學(xué)處置。通過(guò)視頻、電話會(huì)議等多種形式，與上級(jí)部門以及公安、消防、交通、醫(yī)療、安監(jiān)、環(huán)保等相關(guān)單位建立高效可靠的應(yīng)急指揮信息通道，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置。

（3）應(yīng)急決策支持系統(tǒng)

綜合氣象信息、水雨情信息、河道水庫(kù)堤壩信息、蓄滯洪區(qū)信息、應(yīng)急資源信息和災(zāi)險(xiǎn)情信息等各類數(shù)據(jù)，并結(jié)合水文、氣象、地理、人口和經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)，建立洪澇災(zāi)害評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)分析模型。結(jié)合災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用模擬仿真技術(shù)計(jì)算災(zāi)情的后果和影響范圍，并根據(jù)災(zāi)害評(píng)估結(jié)果（性質(zhì)、環(huán)境、影響等）推薦相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，同時(shí)可根據(jù)災(zāi)情所造成的危害轉(zhuǎn)化、蔓延、衍生等未知狀況，進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)急預(yù)案，從而為應(yīng)急處置提供決策參考。

（4）移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)

在災(zāi)情預(yù)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)和指揮調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用手持終端或App等方式，建立應(yīng)急管理與指揮救援移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)洪澇災(zāi)害事件通知與上報(bào)，以及協(xié)助各級(jí)指揮部、救援隊(duì)伍快速、準(zhǔn)確地掌握應(yīng)急處置過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)、應(yīng)急資源使用情況及其它突發(fā)事件,從而加強(qiáng)前后方聯(lián)動(dòng)，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行實(shí)時(shí)研判，更加高效、科學(xué)、動(dòng)態(tài)地實(shí)施應(yīng)急處置方案，將災(zāi)害損失降到最低。

（5）應(yīng)急資源管理系統(tǒng)

將應(yīng)急隊(duì)伍、應(yīng)急裝備、救援物資、專家等應(yīng)急資源進(jìn)行分類管理，根據(jù)洪澇災(zāi)情的態(tài)勢(shì)和救援工作的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置相關(guān)應(yīng)急資源的使用狀態(tài)，包括應(yīng)急隊(duì)伍的人員配備及職責(zé)分工；應(yīng)急裝備的種類、數(shù)量、空間分布、運(yùn)行狀況；救援物資的庫(kù)存、使用情況；應(yīng)急管理專家的姓名、聯(lián)系方式和專業(yè)等，并可基于GIS實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急資源的直觀展示。同時(shí)，在應(yīng)急資源儲(chǔ)備不足時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)提醒。

（6）應(yīng)急預(yù)案管理系統(tǒng)

結(jié)合洪澇災(zāi)害應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)的組織和職責(zé)、技術(shù)裝備、救援物資、救援指揮與協(xié)調(diào)等要素，提供應(yīng)急預(yù)案編制與修改、應(yīng)急預(yù)案使用管理、應(yīng)急預(yù)案模版、應(yīng)急預(yù)案查詢與統(tǒng)計(jì)等功能，為應(yīng)急處置的指揮、決策及演練提供輔助支持。

（7）應(yīng)急培訓(xùn)演練系統(tǒng)

根據(jù)典型災(zāi)情事件建立三維模型，可動(dòng)態(tài)部署災(zāi)情類別、人員、裝備、物資等，支持相關(guān)部門靈活創(chuàng)建、修改、發(fā)布應(yīng)急演練場(chǎng)景，并提供應(yīng)急演練的跟蹤記錄功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急預(yù)案推演執(zhí)行過(guò)程的考核與評(píng)價(jià)處理。從而提高各類人員的事故處置能力，特別是相關(guān)部門的應(yīng)急指揮能力。

5.3 大數(shù)據(jù)平臺(tái)

圍繞防汛減災(zāi)應(yīng)急管理的各項(xiàng)具體業(yè)務(wù)，構(gòu)建全面支撐數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的安全、可靠的大數(shù)據(jù)平臺(tái)。采用先進(jìn)的分布式計(jì)算與存儲(chǔ)技術(shù)和差別化數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)，充分利用各部門已建的應(yīng)用系統(tǒng)，以智能化的信息共享機(jī)制和安全可控、可擴(kuò)展的統(tǒng)一交換接口規(guī)范，對(duì)各相關(guān)部門在防汛減災(zāi)方面的業(yè)務(wù)信息、感知數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等進(jìn)行有機(jī)集成，搭建業(yè)務(wù)共享數(shù)據(jù)庫(kù)體系和管理數(shù)據(jù)庫(kù)體系。以面向綜合分析、數(shù)據(jù)挖掘、綜合服務(wù)的基礎(chǔ)服務(wù)為手段，支撐跨應(yīng)用、多維度、多層次的防洪減災(zāi)大數(shù)據(jù)服務(wù)，為應(yīng)急搶險(xiǎn)、預(yù)警監(jiān)測(cè)及日常管理提供有力的數(shù)據(jù)綜合服務(wù)。

5.4 基礎(chǔ)設(shè)施

進(jìn)一步完善已有的信息化硬件基礎(chǔ)，構(gòu)建先進(jìn)、可靠、安全的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，主要包括：全面感知、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算中心等。全面感知是各類應(yīng)用系統(tǒng)的前端接入設(shè)備，對(duì)各類水情、河流及災(zāi)情態(tài)勢(shì)、防洪工程（設(shè)施、設(shè)備）等方面的狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)；基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是搭建高效暢通數(shù)據(jù)傳輸體系，涉及監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、視頻專網(wǎng)和通信網(wǎng)等。云計(jì)算中心是整個(gè)應(yīng)急管理平臺(tái)的硬件資源服務(wù)與管理的核心，提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，并對(duì)安全進(jìn)行集中管理。

5.5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

立足于應(yīng)急管理平臺(tái)的統(tǒng)一訪問(wèn)、系統(tǒng)互通和數(shù)據(jù)的共享與綜合應(yīng)用，對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)編碼、接口方式、運(yùn)行環(huán)境等進(jìn)行約定和約束，建立科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

5.6 信息安全體系

為應(yīng)急管理平臺(tái)提供可靠的安全保障，符合國(guó)家信息安全等級(jí)保護(hù)要求，信息安全體系包括物理環(huán)境安全、鏈路和網(wǎng)絡(luò)安全、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全以及安全管理等。

6 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)是洪澇災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，且具有范圍廣、頻次多、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。自古以來(lái)，防汛減災(zāi)就是我國(guó)社會(huì)進(jìn)步過(guò)程中的一項(xiàng)重點(diǎn)難題，新中國(guó)成立以來(lái)，通過(guò)大量工程措施和非工程措施，我國(guó)的防汛減災(zāi)工作卓有成效。但隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，防汛減災(zāi)工作帶來(lái)了新的問(wèn)題，特別是在應(yīng)急管理方面，迫切需要運(yùn)用信息技術(shù)的手段，不斷加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警、防控風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)急處置能力建設(shè)，全面、精確、實(shí)時(shí)地掌握各類水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)，提高預(yù)防、控制可能發(fā)生的洪澇災(zāi)害事件的能力，減少人民的生命及財(cái)產(chǎn)損失，保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。