淡芳芳 肖文軍 羅明

摘 要：文章基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，分析森林消防信息系統(tǒng)信息化建設(shè)中存在的諸多問題，通過對森林災(zāi)害發(fā)生到應(yīng)急處理結(jié)束過程的研究，將森林消防信息系統(tǒng)處置森林火災(zāi)的過程分成環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警、信息傳輸、應(yīng)急處置、應(yīng)急保障和支持等環(huán)節(jié)，從森林消防信息系統(tǒng)構(gòu)建的目標(biāo)、原則、建設(shè)內(nèi)容和“軟硬件”系統(tǒng)等方面提出了切實(shí)可行的設(shè)計(jì)思路，依此構(gòu)建出基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空天地一體的森林消防信息系統(tǒng)和災(zāi)害監(jiān)測平臺。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng);森林消防;信息系統(tǒng)

0 ? 引言

突發(fā)性公共事件不再是一個(gè)“是否會”發(fā)生的事件，而是一個(gè)“何時(shí)”發(fā)生的事件。突發(fā)森林災(zāi)害是危害大、救援難、面積廣、及時(shí)性強(qiáng)的自然災(zāi)害，在應(yīng)對森林火災(zāi)的對策和措施上，目前世界各國采取的都是空、天、地一體相結(jié)合的模式。但是，各國在具體的應(yīng)急管理體制、機(jī)制和相關(guān)制度，尤其是早期預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)處置技術(shù)手段有不同應(yīng)用。減少森林火險(xiǎn)、加強(qiáng)早期預(yù)警、加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)與處置是我國森林火災(zāi)應(yīng)急管理的重點(diǎn)，而這一切的核心，都取決于“信息”—早期預(yù)警信息獲取、信息有效及時(shí)的傳遞、科學(xué)決策的信息支持、應(yīng)急處置的信息保障等[1]。因此，基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)建森林消防信息系統(tǒng)，能夠?qū)⒍嘣窒缿?yīng)急力量聯(lián)合形成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的整體，科學(xué)、安全、有效地?fù)渚壬只馂?zāi)[2]。

1 ? 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成與功能特點(diǎn)

我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，旨在建構(gòu)一個(gè)開放兼容、自力更生、可靠穩(wěn)定、先進(jìn)技術(shù)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)為衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用創(chuàng)造良好的產(chǎn)業(yè)支撐，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)和保障國家衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)和社會產(chǎn)業(yè)中得到推廣和應(yīng)用[3]。

1.1 系統(tǒng)的組成

空間段：由3顆地球靜止軌道衛(wèi)星組成，分布于地球的上空，可在某工作衛(wèi)星失效時(shí)予以接替。地球段：由中心控制系統(tǒng)和標(biāo)校系統(tǒng)組成。用戶段：用戶的終端，如天線、芯片、模塊等。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?yàn)槭褂谜咛峁?zhǔn)定位、高精度、導(dǎo)航、授時(shí)、短信通信等全天候服務(wù)的能力。

1.2 系統(tǒng)的特點(diǎn)

一是系統(tǒng)性能指標(biāo)先進(jìn)，全球范圍定位、測速、授時(shí)精度都達(dá)到世界先進(jìn)水平，亞太地區(qū)性能更優(yōu);二是功能強(qiáng)大，其定位導(dǎo)航和短信通信功能，可提供精確的定位導(dǎo)航、各地的通信、國際搜救等相關(guān)服務(wù);三是自力更生系統(tǒng)，具有安全、可靠、穩(wěn)定、保密性強(qiáng)的特點(diǎn)。

因此，將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與森林火災(zāi)監(jiān)測儀器直接相連，經(jīng)由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供超準(zhǔn)確度的定位于導(dǎo)航服務(wù)，能準(zhǔn)確獲得各處森林火災(zāi)監(jiān)測儀的位置和時(shí)空信息，實(shí)時(shí)將森林火災(zāi)預(yù)警信息傳輸?shù)奖O(jiān)測中心，及時(shí)做森林火災(zāi)預(yù)警，為當(dāng)?shù)厣窒罓幦氋F時(shí)間。同時(shí)，森林火災(zāi)地區(qū)可以通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文功能及時(shí)發(fā)出求救信息，前線救援人員和指揮部隊(duì)也可以通過北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文功能進(jìn)行通信交流，保證了救援時(shí)間和救援物資的充分利用。

由此可見，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅在森林火災(zāi)早期預(yù)警信息獲取、災(zāi)害信息傳遞方面大有可為，而且在災(zāi)后救助、科學(xué)決策方面也有廣闊天地。

2 ? 我國森林消防信息系統(tǒng)建設(shè)中的主要問題

我國應(yīng)急管理體系逐步建設(shè)以“一案三制”為主心骨。2018年3月，我國應(yīng)急管理部批準(zhǔn)設(shè)立，這意味著我國的應(yīng)急資源得到集中有效利用，減災(zāi)、救災(zāi)、防災(zāi)整體能力有所提高。但是，由于歷史欠賬較多，我國應(yīng)急管理的水平與能力距國家現(xiàn)代化的治理體系需求還有一定差距，森林消防應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)的能力和水平也難以同新時(shí)代森林消防日益增長的安全需求完全適應(yīng)[4-5]，這主要表現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 ?森林消防信息化基礎(chǔ)建設(shè)薄弱

雖然我國森林消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐在加快，但由于過去多年遺留問題以及各地區(qū)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)水平的差異顯著，森林消防的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)依然薄弱。除部分省區(qū)外，森林消防預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)與森林火災(zāi)通信與控制調(diào)度系統(tǒng)仍然不完善，林區(qū)通信基礎(chǔ)薄弱，林區(qū)無線通信覆蓋率不高，信息化設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)落后是當(dāng)前存在的重要議題。

2.2 ?森林消防信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一

雖然我國各級森林消防指揮中心建設(shè)熱情較高，但在某些程度上還存在重復(fù)建設(shè)、硬軟件建設(shè)失衡和“信息孤島”現(xiàn)象，缺乏國家相應(yīng)的規(guī)范和技術(shù)支持，在匹配兼容的平臺體系上不夠成熟。一個(gè)地區(qū)消防諸多工作都會反映在消防效果上，應(yīng)對消防能力的儲備和各管理部門的有序有效協(xié)調(diào)都會影響到消防效果，人員配合、物資配給和后勤保障等方面與消防效果的好壞緊密聯(lián)系。因此，對許多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和管理技術(shù)進(jìn)行深入的研究具有必要性和重要性。

2.3 ?森林消防信息系統(tǒng)建設(shè)綜合性不強(qiáng)

森林消防信息具有種類繁多、互補(bǔ)性強(qiáng)、相關(guān)性強(qiáng)的特點(diǎn)。目前，各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)諸多處于獨(dú)立的狀態(tài)，各信息系統(tǒng)之間的連接不暢，需充分利用跨境信息應(yīng)用的潛力。相比于業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，基于信息中心平臺的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，在軟件支撐和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境上相對薄弱，規(guī)劃建設(shè)稍顯滯后，限制了消防信息的快速共享和流動，森林消防信息的整體作用和價(jià)值還未得到充分發(fā)揮。

2.4 ?森林消防指揮信息不對稱、共享性不夠

指揮中心與森林火災(zāi)現(xiàn)場的通信不對稱，無線通信系統(tǒng)只能將實(shí)時(shí)信息返回到前指，而不能通過實(shí)時(shí)圖像將信息反饋到基指，對現(xiàn)場情況了解不夠詳細(xì)和準(zhǔn)確，這可能影響判斷導(dǎo)致救援的延誤。

在森林消防信息管理能力方面相對較弱，不能夠?qū)庀蟆⒌乩?、?duì)伍力量、車輛、滅火技術(shù)、滅火預(yù)案等森林消防信息有效管理，森林消防通信指揮系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)無法在區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)，在綜合調(diào)度能力方面相對薄弱，這在一定程度上阻礙了重大林火區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間快速協(xié)作和應(yīng)急準(zhǔn)備的實(shí)現(xiàn) 。

3 ? 森林消防信息系統(tǒng)構(gòu)建的目標(biāo)、原則與內(nèi)容

3.1 ?森林消防信息系統(tǒng)構(gòu)建的目標(biāo)

構(gòu)建森林消防信息系統(tǒng)要致力于快速處置森林火災(zāi)，降低其對森林火災(zāi)帶來的破壞;要利于保護(hù)森林生態(tài)多樣性，為生態(tài)文明建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。對于構(gòu)建森林消防信息系統(tǒng)，須實(shí)現(xiàn)空、天、地一體化，以森林消防信息的“早期預(yù)警、快速傳遞、全面支持”為目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)快速、高效處置森林火災(zāi)[6]。

3.2 ?森林消防信息系統(tǒng)建設(shè)原則

（1）針對性：根據(jù)具體的山情、林情和社會條件，根據(jù)具體情況因地制宜地設(shè)計(jì)，保證其功能最大限度地發(fā)揮效益。（2）層次性：須結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，從天、空、地“一體化”，流動點(diǎn)與固定點(diǎn)“相結(jié)合”來獲取森林消防信息，根據(jù)不同地區(qū)具體情況制定相應(yīng)的森林火災(zāi)應(yīng)急救援預(yù)案，才能在緊急情況下，有效調(diào)動各方救援力量，把緊張有限的資源充分發(fā)揮作用，將損失降到最低。（3）科學(xué)性：運(yùn)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)手段，仔細(xì)分析森林火災(zāi)多年來發(fā)生的規(guī)律，合理、科學(xué)、恰當(dāng)?shù)乜偨Y(jié)歸納不同類型的森林火災(zāi)。

3.3 ?森林消防信息系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容

在我國發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)主要有3種方法：（1）衛(wèi)星過境時(shí)確定熱點(diǎn)地區(qū)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)信息，應(yīng)立刻將相關(guān)熱點(diǎn)信息發(fā)送至相應(yīng)區(qū)域消防部門，消防部門在對其確認(rèn)后立刻進(jìn)行反饋，在最短的時(shí)間內(nèi)制定消防預(yù)案;（2）經(jīng)地勤人員發(fā)現(xiàn)火情，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立刻報(bào)告相關(guān)消防部門，相關(guān)部門立刻調(diào)動人員與設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場撲救;（3）飛行巡邏隊(duì)巡護(hù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)火情，根據(jù)情況，若能在空中直接滅火的，部門應(yīng)按有關(guān)規(guī)定實(shí)施直接滅火，如需其他飛機(jī)協(xié)助滅火時(shí)，相關(guān)部門按程序調(diào)動直升機(jī)參與，經(jīng)地空配合，有效控制森林火災(zāi)火情。

森林火災(zāi)信息系統(tǒng)以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ)，主要建設(shè)內(nèi)容：（1）建設(shè)和完善以語音通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)為主體的通信平臺，依托網(wǎng)絡(luò)的高帶寬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻一體化設(shè)計(jì)，推動其進(jìn)入高速通信網(wǎng)絡(luò)。（2）推進(jìn)建設(shè)森林消防業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的信息化，構(gòu)建綜合性的信息化應(yīng)用支撐平臺，實(shí)現(xiàn)主要森林消防業(yè)務(wù)的網(wǎng)上運(yùn)轉(zhuǎn)和網(wǎng)絡(luò)化管理。（3）進(jìn)一步推進(jìn)建設(shè)森林消防應(yīng)急指揮系統(tǒng)，進(jìn)一步拓寬滅火救援通信指揮手段，同時(shí)提高滅火救援輔助決策能力和模擬訓(xùn)練水平。（4）要加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)支持和安全管理，建立健全可靠可信的信息安全保障體系，規(guī)范信息結(jié)構(gòu)運(yùn)行體系，建立資金、組織、人才、機(jī)制、風(fēng)險(xiǎn)控制和信息安全的綜合保障機(jī)制。

4 ? 技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案

基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的森林消防信息系統(tǒng)建設(shè)[7]主要包括“硬件”和“軟件”建設(shè)兩方面內(nèi)容。

4.1 ?森林消防信息系統(tǒng)“硬件”建設(shè)

4.1.1 森林火災(zāi)監(jiān)測儀器的布網(wǎng)

廣為人知的“天網(wǎng)”工程，是指為實(shí)現(xiàn)對城市有效管理與治安的有效防治的需要，發(fā)揮影像采集、GIS地圖、控制、傳輸、顯示等諸多軟件與設(shè)備的功能，對固定區(qū)域內(nèi)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)控的系統(tǒng)。在森林消防信息系統(tǒng)“硬件”建設(shè)中，也需要建設(shè)“天網(wǎng)工程”，讓火災(zāi)監(jiān)測儀器或固定于森林某處，或安裝于流動監(jiān)測車上，恰當(dāng)?shù)胤植荚谏指魈帲瑢?shí)時(shí)監(jiān)控和記錄信息，并在森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。

4.1.2 空、天、地一體的信息采集系統(tǒng)

森林消防信息采集系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是“空、天、地三位一體”，除傳統(tǒng)的地面人員、車輛，流動的與固定的信息采集方式外，要加強(qiáng)建設(shè)空中的有人機(jī)、無人機(jī)信息采集手段，尤其是基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主體的天基信息采集技術(shù)，全方位地采集森林消防的相關(guān)信息。

4.1.3 高效、暢通的信息傳輸中繼平臺

森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)，基于公網(wǎng)的數(shù)據(jù)和圖像信息傳輸往往會出現(xiàn)壅塞甚至中斷，須有高效、暢通的信息傳輸平臺進(jìn)行應(yīng)急通信。因此，建設(shè)高效、暢通的天基的北斗衛(wèi)星通信或空中的有人機(jī)、無人機(jī)通信中繼平臺尤為必要。

4.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與終端

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與終端是森林消防信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。要確保森林消防信息系統(tǒng)信息暢通，需要進(jìn)一步提髙計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬，同時(shí)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)做進(jìn)一步優(yōu)化，為消防業(yè)務(wù)應(yīng)用與實(shí)施提供快速的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信平臺，為提高其穩(wěn)定性、可靠性、安全性，需進(jìn)一步強(qiáng)化各級局域網(wǎng)的建設(shè)、優(yōu)化與升級。

4.1.5 視頻傳輸系統(tǒng)

森林火災(zāi)警情發(fā)生時(shí)，火災(zāi)現(xiàn)場的具體發(fā)生情況需要在第一時(shí)間被指揮中心了解和掌握，將火情的信息以圖像的形式及時(shí)、直觀地提供給指揮員，方便森林消防力量能夠被森林防火指揮中心及時(shí)組織調(diào)度，從而提髙救援反應(yīng)能力，最大限度減少損失。此外，還可把火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)生情況存儲、記錄下來，為分析起火原因提供便利，并利于總結(jié)滅火的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

4.2 ?森林消防信息系統(tǒng)“軟件”建設(shè)

建設(shè)森林消防系統(tǒng)的“軟件”包括管理數(shù)據(jù)、管理設(shè)備、動態(tài)監(jiān)控、三維可視化、預(yù)警、應(yīng)急管理等子系統(tǒng)的建設(shè)，具體內(nèi)容如表1所示。

5 ? 結(jié)語

森林消防信息系統(tǒng)的構(gòu)建，其作用是利于森林火災(zāi)的快速處置，減少森林火災(zāi)帶來的破壞，為應(yīng)急決策提供依據(jù)。本文基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，綜合分析森林消防系統(tǒng)信息化建設(shè)中存在的相關(guān)問題，通過對森林災(zāi)害發(fā)生到應(yīng)急處理結(jié)束過程的研究，將森林消防信息系統(tǒng)在森林火災(zāi)處置的過程分為環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警、信息傳輸、應(yīng)急處置、應(yīng)急保障和支持等環(huán)節(jié)，從森林消防信息系統(tǒng)構(gòu)建的目標(biāo)、原則，建設(shè)內(nèi)容和“軟硬件”系統(tǒng)等方面提出了切實(shí)可行的設(shè)計(jì)思路，依此構(gòu)建出基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空天地一體的森林消防信息系統(tǒng)和災(zāi)害監(jiān)測平臺，供相關(guān)人員參考。

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（編輯 王永超）