防汛減災應急管理平臺的設計與研究

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

1 引言

隨著全球性的氣候和環(huán)境變化，各種自然災害事件頻繁發(fā)生，特別是洪澇災害，給廣大人民群眾的生產(chǎn)生活帶來了諸多問題，甚至影響到部分地區(qū)的城鎮(zhèn)化進程。十八大以來，我國堅持以防為主，注重防抗救相結合，不斷加強防汛減災風險管理與應急處理能力，取得了顯著的工作成效。當前，隨著信息技術的飛速發(fā)展，迫切需要運用信息化手段，構建防汛減災綜合應急管理體系，將洪澇災害預警信息發(fā)布、指揮調(diào)度、應急搶險等各個環(huán)節(jié)進一步有機整合，以大幅提升防汛減災能力，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

2 現(xiàn)狀分析

洪水災害是20世紀造成經(jīng)濟損失最為嚴重的一種自然災害，包括中國在內(nèi)的世界上許多國家，都面臨著嚴峻的洪水風險。在我國大約有三分之二的國土面積都存在著不同類別和程度的洪澇災害。面對洪澇的威脅，我國不斷完善防汛減災方面體制機制，大力開展包括修筑河道堤防、災害預警等內(nèi)容在內(nèi)的工程措施和非工程措施建設，持續(xù)開展孕災環(huán)境、致災因子、承災體和防災力的研究，有效防范了多個地區(qū)的局部嚴重洪澇、山洪泥石流、城市內(nèi)澇等自然災害。但我們也不得不承認，在我國迅猛發(fā)展的城鎮(zhèn)化進程中，防洪排澇基礎設施建設明顯滯后，特別是多區(qū)域、跨部門的防災應急統(tǒng)一指揮、資源調(diào)度、協(xié)調(diào)聯(lián)動的機制不夠健全，導致防汛減災體系建設與經(jīng)濟社會快速穩(wěn)定發(fā)展的環(huán)境保障需求之間的矛盾日益突出。因此，需要運用信息化技術手段，結合災害預警預測、洪水風險圖、防洪風險管理等工作，建設防汛減災應急管理平臺，以建立科學、高效、協(xié)同的綜合防汛減災應急管理體系，促進防災減災工作邁上新臺階。

3 設計思路

深入貫徹落實習近平總書記關于防災減災救災“兩個堅持”、“三個轉變”重要指示，按照防汛減災應急管理的工作要求，以系統(tǒng)工程思想為指導，以“全面掌控、預防為主、及時響應、合理處置、快速聯(lián)動、智慧安全”為設計理念，以多源數(shù)據(jù)融合為技術基礎，建立防汛減災應急管理平臺。推進防洪工程基礎信息和水情信息全方位監(jiān)測，多維度感知、區(qū)域化防控；構建智能化的信息共享機制，搭建全面支撐數(shù)據(jù)綜合應用的安全可靠的大數(shù)據(jù)體系；建立全面的綜合應急管理業(yè)務服務系統(tǒng)，進一步促進防汛減災工作流程規(guī)范化、業(yè)務協(xié)同高效化。從而實現(xiàn)防汛減災應急管理的監(jiān)測多維化、災情預警科學化、應急管理網(wǎng)格化、應急決策智慧化，切實有效應對洪澇風險。

4 總體架構

防汛減災應急管理平臺從完善前端感知入手，通過整合接入構建全面準確、及時可靠的洪澇災情險情及日常監(jiān)控體系；建立完善的信息化基礎設施、先進的大數(shù)據(jù)綜合服務平臺以及健全的數(shù)字化、可視化應用系統(tǒng)，實現(xiàn)對各部門應急保障的日常管理以及各類事件應急響應、處置與指揮救援的支撐服務。具體包括綜合展現(xiàn)、業(yè)務服務平臺、大數(shù)據(jù)平臺、基礎設施、標準規(guī)范體系和信息安全體系。如圖1所示。

5 平臺組成

5.1 綜合展現(xiàn)

綜合展現(xiàn)是各類用戶訪問防汛減災應急管理平臺的統(tǒng)一入口，根據(jù)應急處置、日常管理、領導決策、集體會商和公眾監(jiān)督等方面的使用需求，提供指揮中心大屏、桌面終端、移動終端等方式對平臺進行訪問。

5.2 業(yè)務服務平臺

（1）災情預報警監(jiān)控系統(tǒng)

圖1 防汛減災應急管理平臺總體架構圖

進一步開展大江大河主要支流和中小河流以及重點區(qū)域排澇情況的實時監(jiān)測，與氣象部門協(xié)作，實現(xiàn)實時雨量、雷達測雨及降雨預報信息的充分共享，并加強水庫、堤防、河道等防洪工程運行狀態(tài)的監(jiān)測，完善重點地區(qū)洪水風險圖，加強防洪風險管理，制定預警發(fā)布流程，進一步優(yōu)化預警對象及范圍；在洪澇災害發(fā)生時對易澇區(qū)域及城市排水管水位、路面積水、雨情等信息進行動態(tài)感知監(jiān)測，為防洪減災的科學合理調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）指揮調(diào)度系統(tǒng)

構建包括指揮調(diào)度、救援任務管理、資源調(diào)度跟蹤、救援情況監(jiān)控、事故情況報告及應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)，實現(xiàn)對洪澇災害受災區(qū)域的地理信息與災情信息及時掌握、快速響應和科學處置。通過視頻、電話會議等多種形式，與上級部門以及公安、消防、交通、醫(yī)療、安監(jiān)、環(huán)保等相關單位建立高效可靠的應急指揮信息通道，協(xié)助現(xiàn)場應急處置。

（3）應急決策支持系統(tǒng)

綜合氣象信息、水雨情信息、河道水庫堤壩信息、蓄滯洪區(qū)信息、應急資源信息和災險情信息等各類數(shù)據(jù)，并結合水文、氣象、地理、人口和經(jīng)濟等數(shù)據(jù)，建立洪澇災害評估與風險分析模型。結合災情現(xiàn)場的實際情況，采用模擬仿真技術計算災情的后果和影響范圍，并根據(jù)災害評估結果（性質(zhì)、環(huán)境、影響等）推薦相應的應急預案，同時可根據(jù)災情所造成的危害轉化、蔓延、衍生等未知狀況，進一步優(yōu)化應急預案，從而為應急處置提供決策參考。

（4）移動應用服務系統(tǒng)

在災情預報警監(jiān)控系統(tǒng)和指揮調(diào)度系統(tǒng)的基礎上，采用手持終端或App等方式，建立應急管理與指揮救援移動應用服務系統(tǒng)，實現(xiàn)洪澇災害事件通知與上報，以及協(xié)助各級指揮部、救援隊伍快速、準確地掌握應急處置過程中現(xiàn)場動態(tài)、應急資源使用情況及其它突發(fā)事件,從而加強前后方聯(lián)動，對災情進行實時研判，更加高效、科學、動態(tài)地實施應急處置方案，將災害損失降到最低。

（5）應急資源管理系統(tǒng)

將應急隊伍、應急裝備、救援物資、專家等應急資源進行分類管理，根據(jù)洪澇災情的態(tài)勢和救援工作的進展，實現(xiàn)動態(tài)配置相關應急資源的使用狀態(tài)，包括應急隊伍的人員配備及職責分工；應急裝備的種類、數(shù)量、空間分布、運行狀況；救援物資的庫存、使用情況；應急管理專家的姓名、聯(lián)系方式和專業(yè)等，并可基于GIS實現(xiàn)對應急資源的直觀展示。同時，在應急資源儲備不足時，系統(tǒng)自動提醒。

（6）應急預案管理系統(tǒng)

結合洪澇災害應急管理機構的組織和職責、技術裝備、救援物資、救援指揮與協(xié)調(diào)等要素，提供應急預案編制與修改、應急預案使用管理、應急預案模版、應急預案查詢與統(tǒng)計等功能，為應急處置的指揮、決策及演練提供輔助支持。

（7）應急培訓演練系統(tǒng)

根據(jù)典型災情事件建立三維模型，可動態(tài)部署災情類別、人員、裝備、物資等，支持相關部門靈活創(chuàng)建、修改、發(fā)布應急演練場景，并提供應急演練的跟蹤記錄功能，實現(xiàn)對應急預案推演執(zhí)行過程的考核與評價處理。從而提高各類人員的事故處置能力，特別是相關部門的應急指揮能力。

5.3 大數(shù)據(jù)平臺

圍繞防汛減災應急管理的各項具體業(yè)務，構建全面支撐數(shù)據(jù)綜合應用的安全、可靠的大數(shù)據(jù)平臺。采用先進的分布式計算與存儲技術和差別化數(shù)據(jù)安全防護技術，充分利用各部門已建的應用系統(tǒng)，以智能化的信息共享機制和安全可控、可擴展的統(tǒng)一交換接口規(guī)范，對各相關部門在防汛減災方面的業(yè)務信息、感知數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等進行有機集成，搭建業(yè)務共享數(shù)據(jù)庫體系和管理數(shù)據(jù)庫體系。以面向綜合分析、數(shù)據(jù)挖掘、綜合服務的基礎服務為手段，支撐跨應用、多維度、多層次的防洪減災大數(shù)據(jù)服務，為應急搶險、預警監(jiān)測及日常管理提供有力的數(shù)據(jù)綜合服務。

5.4 基礎設施

進一步完善已有的信息化硬件基礎，構建先進、可靠、安全的基礎設施環(huán)境，主要包括：全面感知、基礎網(wǎng)絡、云計算中心等。全面感知是各類應用系統(tǒng)的前端接入設備，對各類水情、河流及災情態(tài)勢、防洪工程（設施、設備）等方面的狀態(tài)進行智能監(jiān)測；基礎網(wǎng)絡是搭建高效暢通數(shù)據(jù)傳輸體系，涉及監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)、政務外網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、視頻專網(wǎng)和通信網(wǎng)等。云計算中心是整個應急管理平臺的硬件資源服務與管理的核心，提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡資源、計算資源、存儲資源，并對安全進行集中管理。

5.5 標準規(guī)范體系

立足于應急管理平臺的統(tǒng)一訪問、系統(tǒng)互通和數(shù)據(jù)的共享與綜合應用，對相關系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)編碼、接口方式、運行環(huán)境等進行約定和約束，建立科學合理的標準規(guī)范體系。

5.6 信息安全體系

為應急管理平臺提供可靠的安全保障，符合國家信息安全等級保護要求，信息安全體系包括物理環(huán)境安全、鏈路和網(wǎng)絡安全、計算機系統(tǒng)安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全以及安全管理等。

6 結束語

我國是洪澇災害頻發(fā)的國家，且具有范圍廣、頻次多、破壞力強等特點。自古以來，防汛減災就是我國社會進步過程中的一項重點難題，新中國成立以來，通過大量工程措施和非工程措施，我國的防汛減災工作卓有成效。但隨著城市化進程的快速發(fā)展，防汛減災工作帶來了新的問題，特別是在應急管理方面，迫切需要運用信息技術的手段，不斷加強監(jiān)測預警、防控風險和應急處置能力建設，全面、精確、實時地掌握各類水災風險動態(tài)，提高預防、控制可能發(fā)生的洪澇災害事件的能力，減少人民的生命及財產(chǎn)損失，保障國家經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展。