□ 上海浦東國際機場 劉松濤/文

近年來，在數(shù)字中國戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，全國各地機場以民航局推出的“智慧機場”建設(shè)為抓手，大力推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，取得了顯著成效。但同時也面臨不小的挑戰(zhàn)，特別是在后疫情經(jīng)濟下行壓力加大、企業(yè)提速發(fā)展復(fù)蘇的背景下，真正發(fā)揮出數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升企業(yè)降本、增效、抗風險能力，成為各機場企業(yè)較為關(guān)注的問題。

防汛防臺風一直是我國華東、中南等地區(qū)機場（特別是沿海地區(qū)機場）運行保障及應(yīng)急管理的一項重要工作。為更好應(yīng)對災(zāi)害天氣影響，加強事前防備和事中聯(lián)動，亟需加快推進機場防汛防臺風數(shù)字化建設(shè)，解決短板弱項，進一步提升保障裕度和管理能級。本文通過介紹上海浦東國際機場（以下簡稱“浦東機場”）防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)的背景、思路和實施路徑等，提出了系統(tǒng)建設(shè)運行的相關(guān)建議，供行業(yè)參考。

系統(tǒng)建設(shè)背景

機場防汛防臺風工作具有管理幅度、專業(yè)廣度以及運行難度大的特點，如何通過數(shù)字化提升和智慧化賦能，將既有物防、人防、技防的措施機制進行一體整合和系統(tǒng)聯(lián)動，構(gòu)建起更為高效、順暢的防汛防臺風運行體系，需要切實厘清系統(tǒng)建設(shè)的工作脈絡(luò)，理順系統(tǒng)場景與現(xiàn)場保障的對應(yīng)匹配關(guān)系，從而實現(xiàn)全場感知、實時調(diào)度和精準應(yīng)對。

浦東機場地處東海之濱，受典型的亞熱帶季風氣候和梅雨季節(jié)等影響，面臨臺風、暴雨、大風等災(zāi)害天氣影響較為頻繁，防汛防臺風任務(wù)艱巨、責任重大。為此，浦東機場按照“前、主、后”汛期的階段劃分和“組織、預(yù)案、人員、物資、設(shè)備、措施”六到位原則，每年都在防汛防臺風工作上投入大量精力，但仍屬于物防、人防、技防的傳統(tǒng)層面。如何更好挖掘既有防汛防臺風設(shè)施和資源投入的保障潛力，適應(yīng)浦東機場運行保障和應(yīng)急管理的要求，需要在運行管理手段和方法上轉(zhuǎn)變思路。

系統(tǒng)建設(shè)思路

在上位規(guī)劃和內(nèi)生壓力兩大因素的推動驅(qū)動下，一種既能“態(tài)勢感知”又能“輔助決策”的思路應(yīng)運而生，通過建設(shè)浦東機場防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)，進一步精準研判、施策和管控，促進保障裕度和管理能級再上一個臺階。

（一）上位規(guī)劃推動

在數(shù)字中國戰(zhàn)略引領(lǐng)下，上海市建設(shè)數(shù)字城市和民航局建設(shè)“四型機場”，大力推進創(chuàng)新發(fā)展和智慧升級。上海機場集團制訂了數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化發(fā)展規(guī)劃綱要和建設(shè)工作實施方案，圍繞數(shù)字化到智能化再到智慧化“一條主線”，將新技術(shù)融合生產(chǎn)運行、服務(wù)、安全、商業(yè)、管理、物流、交通、能源環(huán)境等全業(yè)務(wù)領(lǐng)域。由此，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動智慧機場建設(shè)成為大勢所趨，新一代信息化、數(shù)字化技術(shù)在浦東機場防汛防臺風領(lǐng)域開展大膽嘗試。

（二）內(nèi)生壓力驅(qū)動

浦東機場自1999 年投入運營已有20 多年，其間經(jīng)歷兩次擴建，目前正在進行四期建設(shè)。隨著建成區(qū)域面積的逐步擴大，土地不斷硬質(zhì)化，自然蓄水減少，地表徑流加速，地下通道、下穿道等難排易澇部位逐步增加，保障壓力不斷加大。另外，全球氣候環(huán)境日益復(fù)雜，極端暴雨、狂風天氣時有發(fā)生，應(yīng)急難度成倍增加。這些因素的交織疊加，給現(xiàn)行設(shè)計標準下的浦東機場防汛防臺風設(shè)施保障能力帶來很大考驗，加上浦東機場仍處于擴建中，有不少深基坑和開挖地段，防汛人手、設(shè)備有時難以及時調(diào)度、全面兼顧，也會出現(xiàn)疲于處突處險的狀況。為此，浦東機場開展了防汛防臺風信息化建設(shè)的局部探索，如泵站控制自動化等，對提升設(shè)施運行效率進行了有益嘗試。這些探索嘗試，積累了一定的建設(shè)經(jīng)驗，同時也有效夯實了防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)的硬件基礎(chǔ)，具備了一體化整合的先決條件。

系統(tǒng)建設(shè)運行的實施路徑

近年來，浦東機場防汛防臺風數(shù)字化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，也存在很多不足，主要表現(xiàn)在：一是數(shù)字化底座已具備整合基礎(chǔ)，但局部配置發(fā)展不平衡，需要以面帶點整體布局配置；二是運行管理局部環(huán)節(jié)的“信息孤島”障礙較為突出，缺少交互，需要以面促全整體協(xié)同互通；三是已建系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)格式標準不一，缺少篩選清理，需要分析提取，促進數(shù)據(jù)對接共享。

據(jù)此，浦東機場立足數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化發(fā)展“一盤棋”，從整體面上加強頂層設(shè)計，按照“全面整合、提標擴容、智慧賦能”的策略，研究形成了防汛防臺風“一張網(wǎng)”的建設(shè)思路，確立了“一屏全覽、一網(wǎng)統(tǒng)管”的系統(tǒng)建設(shè)運行目標，并制訂了系統(tǒng)建設(shè)藍圖規(guī)劃，統(tǒng)籌推進浦東機場防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)的建設(shè)開發(fā)任務(wù)。

（一）科學(xué)定制系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)

為了切實厘清系統(tǒng)模型與運行模式的關(guān)系，做到相輔相成，對防汛防臺風運行邏輯作了進一步推演，從“一張網(wǎng)”建設(shè)思路落地的角度，確立防汛防臺風系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)為“一圖三網(wǎng)”，即防汛防臺風“一張底圖”、一級排水“一張網(wǎng)”、二級排水“一張網(wǎng)”和指揮調(diào)度“一張網(wǎng)”（見圖1）。

圖1：“一圖三網(wǎng)”系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)、浦東機場防汛防臺風“一張底圖”

1.“一張底圖”。按照降雨徑流和雨水收水的運行上下游關(guān)系，由浦東機場22 個網(wǎng)格片區(qū)構(gòu)建，包括16 個強排區(qū)、4 個自排區(qū)、1 個大堤區(qū)和1 個河道區(qū)，成為浦東機場防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)建設(shè)的地理坐標。

2.一級排水“一張網(wǎng)”和二級排水“一張網(wǎng)”。“一張底圖”主要對應(yīng)于一級和二級排水的運行規(guī)則構(gòu)建，對于22 個網(wǎng)格片區(qū)，通過完善排水設(shè)施信息化系統(tǒng)，增補雨情、水情、風情等物聯(lián)遠程感知終端，形成一級排水“一張網(wǎng)”和二級排水“一張網(wǎng)”，使系統(tǒng)建設(shè)具有較為健全完備的數(shù)字化底座。

3.指揮調(diào)度“一張網(wǎng)”?；凇耙粡埖讏D”，對22 個網(wǎng)格片區(qū)有針對性編制“一區(qū)一策”運行專案以及重點部位“一點一策”應(yīng)急預(yù)案，明確運行保障和應(yīng)急處突的標準流程，健全各個網(wǎng)格片區(qū)的指揮調(diào)度功能。

與系統(tǒng)建設(shè)同步，浦東機場建立了與“一圖三網(wǎng)”建設(shè)架構(gòu)相配套的技術(shù)規(guī)范體系。通過自下而上理順數(shù)字終端層、數(shù)據(jù)交互層、應(yīng)用組合層的相互耦合、互為支撐關(guān)系，進一步厘清系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范。其中，數(shù)字終端層提供底層數(shù)據(jù)來源，即防汛防臺風各類數(shù)字化底座，以及配套的機房、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)安設(shè)備等；數(shù)據(jù)交互層提供數(shù)據(jù)存儲、計算、安全和服務(wù)等功能，即數(shù)據(jù)倉、各類總線等；應(yīng)用組合層通過數(shù)據(jù)開發(fā)迭代進行實際應(yīng)用，直觀展示防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)的各類應(yīng)用和場景。

（二）全面搭建數(shù)字化底座

圍繞浦東機場防汛防臺風“一張網(wǎng)”，全面排摸系統(tǒng)建設(shè)的要素需求，整合完善數(shù)字化底座（見圖2）。

圖2：浦東機場防汛防臺風“一張網(wǎng)”態(tài)勢感知系統(tǒng)數(shù)字底座構(gòu)成

1.運行面上。一體化整合雨量監(jiān)測、風速監(jiān)測、積水監(jiān)測、管道監(jiān)測、視頻監(jiān)控、排水系統(tǒng)、河道監(jiān)測等功能設(shè)施，從降雨徑流角度進一步理順從道路收水、雨水管網(wǎng)、雨水泵站到河道水位、外海閘口的上下游關(guān)系，從防風角度摸清重點監(jiān)測防范部位，整合增補雨量計、風速儀、積水尺、河道尺、管位儀等140 個，增設(shè)視頻監(jiān)控139 個，同步完成192 公里管網(wǎng)分布、16 個強排區(qū)的防汛泵站點位及雨水流向、127 個排口信息、281 個設(shè)備點位的梳理，通過鋪設(shè)6 個圖層實施分類管理，織密浦東機場防汛防臺風“一張網(wǎng)”。

2.專業(yè)點上。重點通過深化一級、二級排水系統(tǒng)的信息化升級改造，完成24 座泵站水位信息、開泵數(shù)量、單泵流量、瞬時流量、排水量等運行數(shù)據(jù)和設(shè)備參數(shù)的一體化整合，采用上海吳淞零點同步校準水位高程，統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口標準。

3.現(xiàn)場運維上。按照網(wǎng)格片區(qū)劃分，增補車輛北斗定位和單兵PDA 終端55 個，實現(xiàn)感知觸角在值班值守、運行車輛、保障隊伍、應(yīng)急物資等方面的延伸，進一步強化人員、物資、設(shè)備的統(tǒng)一調(diào)度。

通過物聯(lián)、專線、4G/5G、定位等信息化技術(shù)，浦東機場全面構(gòu)建防汛防臺風“一張網(wǎng)”，實現(xiàn)全場雨情、水情、風情、工況的全域感知。

（三）分類賦能態(tài)勢感知應(yīng)用

按照防汛防臺風運行全要素，對全部數(shù)字終端進行分類歸整，將雨量計、風速儀、積水尺、河道尺、管位儀、視頻監(jiān)控、排水系統(tǒng)等歸為19 類，根據(jù)不同要素的重要程度、相互耦合關(guān)系，定制5 類專項應(yīng)用和3 類組合應(yīng)用，在系統(tǒng)應(yīng)用過程中逐步細化完善運行管控標準，開發(fā)強化應(yīng)用集群模塊的感知功能。

1.專項應(yīng)用。雨量監(jiān)測、風速監(jiān)測、積水監(jiān)測、排水系統(tǒng)監(jiān)測、河道監(jiān)測5 類專項應(yīng)用，根據(jù)降雨徑流和雨水收水關(guān)系單獨構(gòu)建感知模塊。通過全面梳理設(shè)備工況、參數(shù)信息，分門別類設(shè)定控制標準和報警閥值，并建立數(shù)據(jù)庫歷史模型。結(jié)合閥值管理，實現(xiàn)對防汛防臺風關(guān)鍵要素的全過程動態(tài)監(jiān)測和態(tài)勢感知；根據(jù)歷史數(shù)據(jù)體征和積累，更好開展態(tài)勢分析和趨勢管理。比如雨量監(jiān)測應(yīng)用，可以按照藍、黃、橙、紅不同雨量等級，也可以根據(jù)浦東機場排水設(shè)計重現(xiàn)期標準（一年、三年、五年一遇等）設(shè)置閥值，分別用于預(yù)警等級管理和排水能力管理，輔以設(shè)備布點的顆粒度，實現(xiàn)精準監(jiān)測。同時，雨量歷史數(shù)據(jù)體征，能更好地研判同類雨情下的現(xiàn)場運行保障要求。

2.組合應(yīng)用。網(wǎng)格運行、預(yù)警發(fā)布、應(yīng)急處置3 類組合應(yīng)用，按照不同要素的相互耦合關(guān)系，對數(shù)字終端進行差異組合構(gòu)建感知模塊，同步設(shè)置閥值，開展態(tài)勢分析和趨勢管理。網(wǎng)格運行的組合應(yīng)用將積水尺、管位儀、視頻監(jiān)控、排水系統(tǒng)、車輛、人員、物資等進行整合，形成從降雨、積水、管道流向、泵站工況、河道到車輛方位、人員狀態(tài)的一體化監(jiān)測，一旦觸發(fā)閥值報警，精準判定問題環(huán)節(jié)，同時網(wǎng)格內(nèi)的運行全要素數(shù)據(jù)體征，能更加全面地反映運行趨勢，提供輔助決策。預(yù)警發(fā)布的組合應(yīng)用能有效啟動并進行預(yù)案組織，確保人員、設(shè)備、物資、措施“四到位”。應(yīng)急處置的組合應(yīng)用能就近調(diào)動應(yīng)急資源，快速進行現(xiàn)場處突。

（四）統(tǒng)籌部署“一網(wǎng)統(tǒng)管”體系

浦東機場防汛防臺風全部要素和數(shù)字終端完成態(tài)勢感知賦能后，圍繞防汛防臺風“一張網(wǎng)”，進一步對防汛防臺風運行保障體系進行梳理，厘清防汛防臺風上下游各環(huán)節(jié)的互為支撐關(guān)系，分門別類編制22 個網(wǎng)格片區(qū)“一區(qū)一策”運行專案和重點部位“一點一策”應(yīng)急預(yù)案，細化分解不同雨情、風情、水情下積水排除、管道排空、開泵排水、水位調(diào)蓄，以及預(yù)警發(fā)布、點位值守、現(xiàn)場巡視、視頻輪巡、應(yīng)急處置等運行規(guī)則和手勢。基于全場態(tài)勢感知和整體聯(lián)動部署，借助系統(tǒng)輔助決策，各運行環(huán)節(jié)各司其職，快速處置，實現(xiàn)防汛防臺風指揮調(diào)度一屏全覽、一網(wǎng)統(tǒng)管。

系統(tǒng)建設(shè)運行的相關(guān)建議

防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)是浦東機場在大力推進“智慧機場”建設(shè)進程中，圍繞自身運行保障的重點難點進行的積極探索，通過信息化數(shù)字化建設(shè)和智慧賦能，有效助力機場安全平穩(wěn)運行和高效、快速、精準應(yīng)急處突的重要支撐。按照系統(tǒng)建設(shè)推進計劃，浦東機場防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)已于2023 年上半年投入運行，經(jīng)歷了多場暴雨的洗禮，發(fā)揮出了較好的運行實效。經(jīng)過總結(jié)經(jīng)驗，系統(tǒng)建設(shè)運行應(yīng)關(guān)注以下幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

（一）確立頂層設(shè)計是核心

頂層設(shè)計決定了系統(tǒng)建設(shè)的分層分類邏輯，由此構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)是否科學(xué)、完整、有效，直接影響著系統(tǒng)建設(shè)的成敗，也是從傳統(tǒng)管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)融合應(yīng)用的“原點”。浦東機場防汛防臺風相對于城市社區(qū)網(wǎng)絡(luò)獨立運行，自成體系；防汛防臺風信息化數(shù)字化建設(shè)在國內(nèi)機場也缺少案例經(jīng)驗可供借鑒。因此，前期需求分析和頂層設(shè)計務(wù)必想深、想透、想清，做好系統(tǒng)建設(shè)推演，構(gòu)建形成與現(xiàn)行防汛防臺風機制相輔相成的系統(tǒng)建設(shè)模型、邏輯架構(gòu)和推進實施計劃。

（二）加強運行資源聯(lián)動是關(guān)鍵

傳統(tǒng)管理盡管已建立了完整的運行方案和應(yīng)急預(yù)案，但點多面廣的現(xiàn)場態(tài)勢和錯綜復(fù)雜的運行環(huán)節(jié)，還是會造成不同環(huán)節(jié)各自為陣、聯(lián)動脫節(jié)的情況，處置方式上也多為集中會商或復(fù)盤推敲，難以提前預(yù)判或?qū)崟r調(diào)整。因此，如何運用信息化手段，動態(tài)監(jiān)測并關(guān)聯(lián)提示，促進各環(huán)節(jié)有效聯(lián)動，實現(xiàn)從事后向?qū)崟r轉(zhuǎn)變，成為系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。一方面需要進一步厘清雨情、積水、管道、開泵、水位調(diào)蓄等各個上下游環(huán)節(jié)的關(guān)系，通過完善邏輯規(guī)則實施有效關(guān)聯(lián)，并視情增添可視化、情景化功能，提高防汛防臺風聯(lián)動中的即時即視效果；同時，也要關(guān)注聯(lián)動面，通過運行資源的合理劃分，形成統(tǒng)一管理、分級聯(lián)動。運行面切割過大或過小，都會影響聯(lián)動效果，所以要通過反復(fù)檢驗，科學(xué)把握這個“度”。

（三）持續(xù)智慧賦能是方向

防汛防臺風實現(xiàn)數(shù)字化后，如何有效智慧賦能，使系統(tǒng)不斷具備智能乃至智慧功能，是今后努力的方向。當前階段，首先要圍繞從經(jīng)驗決策向數(shù)字決策、設(shè)施驅(qū)動向效率驅(qū)動的轉(zhuǎn)變，深化對各類數(shù)據(jù)的收集、融合、交互、分析和提煉，在現(xiàn)行運行標準上形成對雨情、風情、水情的態(tài)勢感知，進而配套建立積水排除、管道排空、開泵規(guī)則、水位調(diào)蓄等數(shù)據(jù)關(guān)系模型，助力應(yīng)急處置和指揮調(diào)度，實現(xiàn)智能化的輔助決策。今后，通過大數(shù)據(jù)積累，構(gòu)建“算法和算力”模型，開展“AI 系統(tǒng)”建設(shè)，努力實現(xiàn)智慧防汛防臺風。

總之，在四型機場建設(shè)和智慧民航建設(shè)的大背景下，加強對機場防汛防臺風態(tài)勢感知系統(tǒng)的建設(shè)和運行實踐，摸索出更為科學(xué)、有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的輸出途徑，對于提升相關(guān)機場的應(yīng)急管理質(zhì)量和運行效率具有較強的價值和意義。

（四）健全數(shù)字化底座是基礎(chǔ)

浦東機場防汛防臺風工作具有幅度、廣度和難度大的特點，基于傳統(tǒng)管理存在信息傳遞手段單一、現(xiàn)場狀況反饋不及時、技防物防資源配置不全、信息化程度不一等問題，一定程度制約了系統(tǒng)建設(shè)。因此，橫向上，需要全面整合全場防汛防臺風人防、物防、技防等信息化資源，重點增補信息化盲點，實現(xiàn)管理廣度上的全面覆蓋；縱向上，需要對河道調(diào)蓄、泵站排水、管道監(jiān)測、雨量監(jiān)測、風力監(jiān)測等業(yè)務(wù)領(lǐng)域統(tǒng)籌深化，使相對分散的設(shè)備形成專業(yè)化的分控子系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)分類的深度管理；同時，進一步加密現(xiàn)場數(shù)字終端的顆粒度，根據(jù)實際需要有針對性地拾遺補缺，確保風情、水情、雨情、工況的全域感知。