全國海洋突發(fā)事件應急管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

于慶云，張蒙蒙

(1.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室 青島 266033)

全國海洋突發(fā)事件應急管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

于慶云1,2，張蒙蒙1,2

(1.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室 青島 266033)

全國海洋突發(fā)事件應急管理系統(tǒng)是全國海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)利用XML技術整合現(xiàn)有應急業(yè)務工作流程，實現(xiàn)對赤潮、綠潮、溢油、化學品泄漏和核輻射等應急事件的定位、敏感區(qū)分析、應急監(jiān)視監(jiān)測、模擬預測、應急處置、輔助決策支持、信息通報等的信息化管理，全面提高了海洋行政主管部門應急響應能力。

海洋突發(fā)事件；應急管理；信息化；管理系統(tǒng)

近年來包括溢油、綠潮(赤潮)、?；沸孤?、核泄漏在內的海洋突發(fā)事件接連發(fā)生，蓬萊19-3溢油、黃島11.22、 日本福島核電站泄漏、天津8.12?；沸孤ⅫS海綠潮連續(xù)多年大規(guī)模暴發(fā)等，這些海洋突發(fā)事件對水產養(yǎng)殖、水上運動、濱海旅游、海上交通運輸?shù)认嚓P產業(yè)的影響尤為嚴重，這些產業(yè)在海洋經濟中具有舉足輕重的地位[1]。傳統(tǒng)應急處置業(yè)務流程涉及多單位、多部門、且時效性差，數(shù)據、產品分散，應急響應能力較差。近年來，國內外海洋機構為提升應急響應能力，分別開發(fā)了自己的海洋應急業(yè)務和管理系統(tǒng)[2-7]，比較典型的有國家海洋信息中心通過將預報結果與GIS平臺相結合，建立的可視化的溢油預報預警系統(tǒng)渤海海域溢油應急預測預警系統(tǒng)[8-9]，以及國家海洋局北海預報中心的黃海綠潮應急預測系統(tǒng)[1]，但是前者局限于渤海這一特定海域的溢油事件，后者局限于黃海海域的綠潮應急，另外還有國家海洋局第二海洋研究所的長江口、杭州灣及毗鄰水域涉海污染事故應急輔助決策系統(tǒng)[7]，該系統(tǒng)同樣存在局限于特定海域這一局限性。一個全國性的，可以在統(tǒng)一指揮平臺下跨部門聯(lián)動、集成多種海洋突發(fā)事件的綜合性海洋突發(fā)事件應急管理系統(tǒng)應運而生。

1 需求分析

實現(xiàn)赤潮(綠潮)、溢油/化學品泄漏和核輻射等海洋突發(fā)應急事件的應急管理信息化、規(guī)范化、高效化，提升應急管理工作的時效性。

(1)加強應急信息管理的高效化與規(guī)范化，提高海洋突發(fā)事件應急管理工作的信息化程度。

(2)完善各級應急管理部門的協(xié)調機制，提升應急響應能力，制定針對以國家海洋局為中心輻射地方各級人民政府、責任企業(yè)的應急協(xié)調機制，通過系統(tǒng)開發(fā)及部署，實現(xiàn)應急業(yè)務管理、決策支持、應急指揮調度的多層信息化需求，提高應急指揮效率。

(3)加強海洋突發(fā)事件應急模擬演習，提高應對突發(fā)事件風險意識，檢驗應急預案效果的可操作性，提高海洋突發(fā)事件應急反應能力，實現(xiàn)虛擬海洋突發(fā)事件的模擬，調用系統(tǒng)內各種數(shù)據及虛擬資源，模擬海洋突發(fā)事件發(fā)生、發(fā)展的過程，實現(xiàn)對特定海洋突發(fā)事件應急響應過程的模擬推演。

(4)加強應急管理工作的信息整合能力，利用大數(shù)據技術為應急管理工作提供數(shù)據支持和保障，提升應急管理部門決策指揮效率。綜合所有應急響應技術單位提供的數(shù)據信息，根據應急決策需求，整合有效信息，短時間內全面簡練地在系統(tǒng)底圖上進行統(tǒng)一展示，并將關鍵風險源、應急力量列表存儲，實現(xiàn)“一張圖”上的綜合輔助決策信息動態(tài)展示，“一張表”內的應急響應關鍵信息存儲。

(5)服務公眾。以提升海洋突發(fā)事件應急管理服務效能為目標，面向政府、公眾、企業(yè)和內部職責部門的信息服務需求，通過信息發(fā)布平臺，及時發(fā)布海洋突發(fā)事件預警預報信息及應急處置信息，從而為政府、企業(yè)在海洋突發(fā)應急事件處置工作中提供技術依據，同時保障公眾的環(huán)境知情權。

2 系統(tǒng)總體設計架構

全國海洋突發(fā)事件應急管理系統(tǒng)作為全國性的海洋信息化業(yè)務平臺，秉承了整合資源、統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設計、分步實施的設計原則[10]，實現(xiàn)了對赤潮(綠潮)、溢油/化學品泄漏和核輻射等應急事件的業(yè)務工作通過信息化平臺實現(xiàn)快速流轉。

根據系統(tǒng)建設目標，本系統(tǒng)服務對象為各級海洋行政主管部門及其技術支撐單位、海洋勘探開發(fā)企業(yè)、沿海危險化學品企業(yè)、公眾等。系統(tǒng)在統(tǒng)一應急管理指揮平臺下，將海洋突發(fā)應急事件涉及的組織部門納入統(tǒng)一指揮調度系統(tǒng)，為海洋突發(fā)事件應急管理提供有力保障。系統(tǒng)總體架構分為7層：采集層、基礎層、數(shù)據層、平臺層、應用層和門戶層。

2.1 采集層

系統(tǒng)的信息源，包括應急管理工作中各種監(jiān)視監(jiān)測數(shù)據、預報信息，采集層的信息通過專網傳遞到系統(tǒng)數(shù)據層的數(shù)據中心或數(shù)據庫中。

2.2 基礎層

由網絡體系、硬件設備、系統(tǒng)軟件組成，為整個系統(tǒng)提供基礎的網絡平臺、硬件平臺和系統(tǒng)操作平臺，負責系統(tǒng)的信息傳遞、模塊集成、功能展示等。

2.3 數(shù)據層

應急管理工作中涉及的各類應急基礎信息、應急監(jiān)視監(jiān)測、模擬預測、損害評估、信息發(fā)布等方面的資料、數(shù)據、信息的存儲、維護和優(yōu)化。包括數(shù)據資源目錄、各部門業(yè)務信息資源和共享信息資源。

2.4 平臺層

根據現(xiàn)有的組織指揮體系和應急業(yè)務流程，全面協(xié)調和設計應急指揮平臺，根據系統(tǒng)用戶類別設置總局、分局、省級3級應急指揮平臺[11]。

2.5 應用層

系統(tǒng)的主要功能模塊，實現(xiàn)應急管理業(yè)務流程的功能，主要包括綜合信息查詢子系統(tǒng)、環(huán)境影響應急監(jiān)視監(jiān)測子系統(tǒng)、應急模擬預測子系統(tǒng)、應急決策支撐子系統(tǒng)、應急處置子系統(tǒng)、環(huán)境影響與災害損失評估子系統(tǒng)和應急發(fā)布平臺子系統(tǒng)共7個子系統(tǒng)。

2.6 門戶層

為系統(tǒng)內使用用戶和系統(tǒng)對外服務對象提供信息交流和信息發(fā)布服務，根據用戶對象和服務對象的類別分別設置專網和外網門戶，支持用戶管理、單點登錄、個性化服務、信息交流與發(fā)布等。

3 網絡架構設計

系統(tǒng)主要依托海域動管專網，充分利用海洋局現(xiàn)有網絡資源，采用地面專線與無線通信相結合方式，在現(xiàn)有網絡覆蓋范圍的基礎上延伸網絡節(jié)點，建成覆蓋國家海洋局、國家相關業(yè)務中心、海區(qū)分局及下屬機構和環(huán)境監(jiān)測站、海洋站，以及沿海省市海洋行政主管部門、各級海洋環(huán)境監(jiān)測中心及監(jiān)測站、國家自然保護區(qū)及其管理機構、海洋環(huán)保執(zhí)法部門的數(shù)據傳輸網絡。

海洋突發(fā)應急事件中隸屬海事局外網的船舶信息網中的船舶定位，海洋石油開發(fā)企業(yè)、沿海化工企業(yè)等擁有的應急處置力量，都是應急工作所需的重要數(shù)據，海域網中的應急系統(tǒng)希望訪問互聯(lián)網信息，但安全和保密方面的要求一直無法很好地解決，目前研究結果較為認可的解決方式是利用基于虛擬路由器冗余協(xié)議(VRRP)等方式的物理隔離網閘實現(xiàn)涉密網和互聯(lián)網的物理隔離，通過網閘技術實現(xiàn)網間數(shù)據安全交互[12-14]，劉一博等對接入者本身的身份和行為安全認證方面作為切入點，建立網絡可信互聯(lián)模型，將可信計算中的相關技術應用于模型中的認證單元，從量化角度實現(xiàn)對接入者的可信認證，保證兩網間安全的信息交互[15]。

通過簡便快捷的方式將海域網外的重要數(shù)據納入系統(tǒng)業(yè)務流程成為我們二期建設中考慮的重點工作?？紤]到現(xiàn)有規(guī)章制度并未明確認可以上方式，因而在我們暫時通過就近光纖接入的方式，將試點企業(yè)納入專網節(jié)點，另一方面正在規(guī)劃通過組建一套由網閘及網絡安全設備構成的背靠背對接安全域，對內連接海域網對外連接企業(yè)應急專網，通過光盤介質的形式將企業(yè)應急系統(tǒng)中的應急力量配置、風險源分布等快速導入海域網。

4 數(shù)據庫建設

根據海洋突發(fā)事件應急管理的業(yè)務需求，以海洋生態(tài)環(huán)境保護信息分類與代碼為基礎，設計和建設海洋突發(fā)事件監(jiān)測數(shù)據庫、應急輔助數(shù)據庫、海洋突發(fā)事件應急處置數(shù)據庫和用戶管理數(shù)據庫等，為海洋突發(fā)事件應急管理子系統(tǒng)和綜合信息平臺運行提供數(shù)據支撐，研制開發(fā)數(shù)據集成系統(tǒng)，通過標準數(shù)據交換格式和質量控制手段，實現(xiàn)動態(tài)的海洋突發(fā)事件應急管理數(shù)據交換機制。

4.1 海洋突發(fā)事件監(jiān)測數(shù)據庫

主要存儲赤潮(綠潮)應急監(jiān)測數(shù)據、溢油/化學品泄漏應急監(jiān)測數(shù)據和核輻射應急監(jiān)測數(shù)據。

赤潮(綠潮)應急監(jiān)測數(shù)據包括：赤潮(綠潮)事件情況、應急空間數(shù)據、分布圖、事件簡報文檔。

溢油應急監(jiān)測數(shù)據包括:溢油事件情況、溢油應急空間數(shù)據、溢油分布圖、溢油陸岸監(jiān)測情況、油品鑒定、溢油擴散預測、油粒子運動軌跡、溢油溯源、油粒子運動軌跡回推、油品光譜圖、油品色譜圖、油品鑒定報告、溢油事件簡報文檔。

化學品應急監(jiān)測數(shù)據包括：海上化學品的泄漏事件情況、鑒定報告、擴散預測、粒子運動軌跡、泄漏溯源、運動軌跡回推、泄漏應急空間數(shù)據泄漏分布圖、泄漏事件簡報文檔。

核輻射應急監(jiān)測數(shù)據包括：核輻射事件情況、應急空間數(shù)據、分布圖、事件簡報文檔。

4.2 應急輔助數(shù)據庫

主要存儲應急監(jiān)視監(jiān)測輔助、應急資源輔助、應急技術輔助、應急背景信息輔助。

應急監(jiān)視監(jiān)測輔助包括：應急監(jiān)視報告、應急事件現(xiàn)場照片視頻、應急遙感影像、應急遙感解譯結果、監(jiān)視飛機飛行軌跡。

應急資源輔助：監(jiān)視飛機資源分布、監(jiān)視船舶、監(jiān)視船舶資源分布、清污船空間分布、應急車輛、監(jiān)視機構空間分布、監(jiān)測機構空間分布、應急隊伍、應急相關專家。

應急技術輔助：應急預案、應急監(jiān)測方案、應急監(jiān)視方法、應急處置技術。

應急背景信息輔助：濱海?；凤L險源和空間數(shù)據、海上船舶風險源和空間數(shù)據、濱海核電站空間數(shù)據、環(huán)境敏感區(qū)分布空間數(shù)據、國內外應急案例情況、海洋環(huán)境風險區(qū)劃、海洋環(huán)境風險區(qū)劃圖件、物理環(huán)境實況再分析場、物理環(huán)境預報場、航道信息空間數(shù)據、錨地信息空間數(shù)據。

4.3 海洋突發(fā)事件應急處置數(shù)據庫

包括應急處置基本情況、應急處置信息、應急處置報告。

應急處置基本情況包括：應急處置機構、應急處置方案。

應急處置信息包括溢油應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術、已回收溢油量、溢油處置率、應急處置現(xiàn)場照片視頻等信息)、赤潮/綠潮應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術、已回收綠潮量、綠潮處置率、已殺滅赤潮面積、赤潮處置率、應急處置現(xiàn)場照片視頻等信息)、化學品應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術、應急處置現(xiàn)場照片視頻等信息)、核輻射應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術等信息)。

4.4 用戶管理庫

主要是對用戶信息和系統(tǒng)權限的管理，實現(xiàn)系統(tǒng)的安全信息化管理。

5 系統(tǒng)功能設計

系統(tǒng)功能設計基于應急管理工作業(yè)務流程設計，由不同功能模塊實現(xiàn)應急管理的信息化。根據海洋突發(fā)事件應急業(yè)務流程和主要工作內容，設計系統(tǒng)總體功能主要實現(xiàn)包括環(huán)境影響監(jiān)視監(jiān)測、應急決策、應急模擬預測、災害損失評估、應急信息發(fā)布、應急基礎地理信息展示、應急監(jiān)視監(jiān)測信息展示、應急模擬預測展示、應急指揮調度、視頻會商等功能。

圖1 系統(tǒng)功能列表

6 特點及展望

系統(tǒng)通過集成觀測數(shù)據、預報數(shù)據、漂移擴散數(shù)據等多種方式，將這些數(shù)據通過產品的形式發(fā)布在系統(tǒng)底圖[16]，通過這種方式，可以將多種信息形成綜合產品發(fā)布于系統(tǒng)平臺上，極大地增強了決策指揮和應急處置能力。

2015年12月18日，國家海洋局北海分局順利通過基于本系統(tǒng)的“2015渤海海洋石油勘探開發(fā)溢油應急桌面演習”，系統(tǒng)在演習中得到了檢驗，演習過程中各單位、部門響應迅速，信息上報及時，取得了良好的演習成效，獲得了包括國家海洋局環(huán)保司、東海分局、南海分局、國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心、國家海洋信息中心在內的各單位的認可，同時各單位結合自身在海洋石油勘探開發(fā)溢油應急響應工作中的職責提出了相關建議。

在今后一段時間內，我們重點關注移動端的定制開發(fā)，以及系統(tǒng)在全國范圍內尤其是在省市級海洋主管部門以及相關企業(yè)的推廣使用。同時，我們認識到信息化系統(tǒng)的建設是為業(yè)務體系服務，海洋突發(fā)事件應急處置不可能僅通過一個信息化系統(tǒng)就能完全應對，挑戰(zhàn)依然存在，包括從法律制度管理上進行完善，加強溢油、?；沸孤┑鹊膽焙献鳎嵘龖笨焖俜磻芰?，并改善相關的研究和開發(fā)項目[17]。

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TheDesignandImplementationofNationalMarineEmergencyManagementSystem

YU Qingyun1,2,ZHANG Mengmeng1,2

(1.North China Sea Environmental Monitoring Center,SOA,Qingdao 266033,China; 2.Laboratory of Marine Spill Oil Identification and Damage Assessment Technology,SOA,Qingdao 266033,China)

National Marine Emergency Management System is an important part of National Marine Eco-environmental Surveillance and Management System.This system integrated the current emergency business of red tide,green tide,oil spill,chemical leakage and nuclear radiation through XML technology.It has the following functions:locating the emergency events,sensitivity analysis,emergency monitoring,simulation and prediction,emergency disposal,assistant decision support and information notification.This system had totally improved the emergency responding ability of the departments of State Oceanic Administration.

Marine emergency events,Emergency management,Informatization，Managing system

2017-04-07；

2017-06-19

國家重點研發(fā)計劃：海洋環(huán)境安全保障專項(2016YFC1402307)；山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災減災重點實驗室(201601).

于慶云，工程師，博士，研究方向為海洋環(huán)境監(jiān)測與評價

P736.22

A

1005-9857(2017)09-0054-05