基于云技術(shù)的云南地震現(xiàn)場 應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化

張方浩 李永強 曹彥波 李兆隆 鄧樹榮 和仕芳 杜浩國

摘要：對云南地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析和概述，總結(jié)了該系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)保障、視頻會議互聯(lián)互通、應(yīng)急信息服務(wù)等方面存在的突出問題。針對這些問題，利用云計算、大數(shù)據(jù)、自主衛(wèi)星通信等技術(shù)，對地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)進行優(yōu)化升級，并將其應(yīng)用于地震應(yīng)急中。結(jié)果表明：利用云技術(shù)和云計算資源，按照3種應(yīng)用模式優(yōu)化設(shè)計的地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，適合云南地震應(yīng)急實際需求。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急指揮;地震現(xiàn)場;信息服務(wù);視頻會議;云計算

中圖分類號：P315.952 ??文獻標(biāo)識碼：A ??文章編號：1000-0666（2019）02-0257-08

0 引言

云南省是我國地震災(zāi)害損失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，地震災(zāi)害具有發(fā)生頻率高、分布地域廣、造成損失重等特點（周光全等，2003）。據(jù)統(tǒng)計，全省129個縣（區(qū)）約90%的地區(qū)遭受過Ⅵ度以上地震破壞（張方浩等，2018）。地震災(zāi)害會造成大量人員傷亡、房屋倒塌損壞、基礎(chǔ)設(shè)施破壞，嚴(yán)重影響社會生產(chǎn)生活秩序，特別嚴(yán)重的地震災(zāi)害會造成社會組織系統(tǒng)殘缺以及功能喪失，在一定程度上影響著社會經(jīng)濟的發(fā)展。

建立地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，可以大大提高政府對破壞性地震的應(yīng)急反應(yīng)能力，高效調(diào)度和運用一切可能的救災(zāi)力量，是應(yīng)對破壞性地震發(fā)生、綜合防御地震災(zāi)害的有效手段之一（姜立新等，2004）。在國家“十五”重大項目“中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)”的推動下，我國建成了國家-區(qū)域-現(xiàn)場-州（市）四級地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)（姜立新等，2003），該系統(tǒng)是中國地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)不可或缺的組成部分，是覆蓋全國的地震快速響應(yīng)與應(yīng)急指揮體系在地震現(xiàn)場的延伸。在“中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)”“國家地震社會服務(wù)工程”等一系列國家、省部級項目推動下，目前全國31個省級（直轄市、自治區(qū)）地震部門中，有17家單位建設(shè)了車載集成的地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，4家建設(shè)了箱體集成的地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，其余單位配備了衛(wèi)星通信設(shè)備、視頻會議終端、移動工作站等現(xiàn)場工作裝備，暫未進行系統(tǒng)集成。隨著“十五”項目的推進與完成，云南省地震局地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)得到長足發(fā)展（趙恒等，2007），自建成以來，在地震現(xiàn)場的應(yīng)急指揮調(diào)度、通信保障、信息獲取與處理等方面發(fā)揮了積極的作用。

近年來，國內(nèi)許多學(xué)者對地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)在建設(shè)和應(yīng)用中遇到的問題和改進方法進行了研究，如婁世平等（2018）基于Android智能終端設(shè)計研發(fā)了地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)運維信息管理平臺，以便于提升現(xiàn)場技術(shù)系統(tǒng)的運維質(zhì)量，使其在震后地震應(yīng)急工作中發(fā)揮重要的通信和指揮樞紐作用。吳楠楠等（2012），賈寧等（2016），康江等（2017），鄧樹榮等（2017）圍繞各個省地震局地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的功能設(shè)備、系統(tǒng)集成、運輸平臺、運維和應(yīng)用模式方面進行探討和改進。但以上研究對地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)視頻會議保障方面的研究和討論不多，對地震現(xiàn)場需要迫切解決的應(yīng)急信息服務(wù)保障尚未提及。

現(xiàn)代應(yīng)急通信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的發(fā)展推動地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)向高度集成、智慧服務(wù)方向發(fā)展。應(yīng)急管理部成立后，國家、?。▍^(qū)）、地（市）、縣（區(qū)）四級地震應(yīng)急處置工作模式發(fā)生重大變化，對傳統(tǒng)地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)保障提出了新的要求。本文分析總結(jié)云南地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)在數(shù)次地震現(xiàn)場應(yīng)急保障工作中的應(yīng)用經(jīng)驗和不足之處，以實用化為目標(biāo)，探索云南地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化升級改造方法及應(yīng)用模式。

1 現(xiàn)狀分析

地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)是地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)在地震現(xiàn)場的延伸，是地震現(xiàn)場應(yīng)急工作的基礎(chǔ)平臺，它是通信網(wǎng)絡(luò)、視頻會議、信息支撐服務(wù)、車載集成平臺等多系統(tǒng)的集成。

云南地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)大致分為3個階段。第一階段是從無到有開創(chuàng)現(xiàn)場應(yīng)急通信保障。2002年，云南省地震局建成2套海事衛(wèi)星MiniM站、1套海事衛(wèi)星M4站、1套包括指揮中心主站及現(xiàn)場小站在內(nèi)的VSAT衛(wèi)星應(yīng)急通訊系統(tǒng)，即第一代箱體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。第二階段是車載集成實現(xiàn)快速響應(yīng)。2007年，系統(tǒng)完成了車載集成的升級改造，實現(xiàn)了衛(wèi)星接收單元的自動展開和語音動中通功能，以及數(shù)據(jù)傳輸、視頻會議、定位文傳等功能。第三階段是全面建設(shè)發(fā)展階段。汶川地震后，在中國地震局和云南省人民政府下達(dá)的“十一五”“十二五”重大地震應(yīng)急科學(xué)工程建設(shè)推動下，充分考慮云南高原特殊的地形地貌和較為嚴(yán)苛的救災(zāi)環(huán)境，系統(tǒng)實現(xiàn)了重裝與單兵相結(jié)合，衛(wèi)星與地面線路相結(jié)合，中國地震局、省政府、省直重要職能部門、州（市）地震部門、災(zāi)害現(xiàn)場五位一體的互聯(lián)互通。該系統(tǒng)具備5個主要功能：一是應(yīng)急通信，系統(tǒng)集成了VSAT衛(wèi)星、海事衛(wèi)星、短波通信、4G、無線圖傳系統(tǒng)，基于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了與國務(wù)院抗震救災(zāi)指揮中心、云南省人民政府應(yīng)急指揮中心、抗震救災(zāi)指揮部成員單位應(yīng)急指揮系統(tǒng)、州（市）應(yīng)急指揮系統(tǒng)的互聯(lián)互通。當(dāng)重型裝備無法進入極震區(qū)的情況下，可由現(xiàn)場隊員攜帶衛(wèi)星電話、短波通信終端等單兵通信裝備深入災(zāi)區(qū)，及時保障音視頻和電子文檔的傳輸。二是科技保障，系統(tǒng)建成了全省應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，配備快速評估系統(tǒng)、出圖系統(tǒng)、推送系統(tǒng)和現(xiàn)場災(zāi)情綜合展示平臺，可為抗震救災(zāi)指揮部提供科技支撐。三是災(zāi)情獲取，系統(tǒng)配備了無人機地震災(zāi)情獲取系統(tǒng)，可快速獲取災(zāi)區(qū)災(zāi)情信息。 四是會議保障，系統(tǒng)建設(shè)了召開指揮部會議必備的辦公設(shè)備，可通過視頻會議實現(xiàn)與后方的溝通聯(lián)絡(luò)和震情會商。五是后勤保障，建設(shè)了應(yīng)急餐車、帳篷、睡袋等工作裝備，集成了工作裝備和個人裝備，采用以車代庫的方式，確保在震后第一時間快速出隊。系統(tǒng)建成后為云南地區(qū)32次MS≥5.0地震的現(xiàn)場應(yīng)急處置工作提供了重要的科技支撐。

該系統(tǒng)的保障服務(wù)能力與有效應(yīng)對大震巨災(zāi)的需求相比，仍然存在許多薄弱環(huán)節(jié)。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是現(xiàn)場應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)保障條件復(fù)雜多變，地面網(wǎng)絡(luò)受指揮部所在地電信基礎(chǔ)設(shè)施、電力供應(yīng)情況等外部因素制約，衛(wèi)星通信受天氣、地理環(huán)境、衛(wèi)星信號覆蓋強弱度、道路通行能力等因素制約。故需要統(tǒng)籌利用地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信，按照互補互備的原則，根據(jù)不同響應(yīng)級別分層次做好現(xiàn)場通信保障工作，守住現(xiàn)場應(yīng)急通信保障的底線。二是因技術(shù)進步和歷史發(fā)展沿革，系統(tǒng)采用“分步式”“煙囪式”建設(shè)，導(dǎo)致系統(tǒng)之間互聯(lián)互通兼容性差，尤其是視頻會議系統(tǒng)，品牌和型號不統(tǒng)一，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多樣化，在多終端互聯(lián)后易影響視頻會議質(zhì)量。三是現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)保障能力不足，部門之間協(xié)同性差，信息獲取有限，信息碎片化針對性不強，人工分發(fā)信息服務(wù)效率低。

2 系統(tǒng)優(yōu)化研究

2.1 地震現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)保障模式優(yōu)化

云南地區(qū)發(fā)生MS≥5.0破壞性地震后，地震系統(tǒng)現(xiàn)場指揮部需要3類通信網(wǎng)絡(luò)：分布式互聯(lián)網(wǎng)、地震信息行業(yè)網(wǎng)和地震應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)。一般情況下，互聯(lián)網(wǎng)由指揮部所在地政府協(xié)調(diào)電信部門提供，通過專線接入指揮部會議室，提供有線及無線兩種接入方式，用于現(xiàn)場指揮部各工作小組信息傳輸。地震信息行業(yè)網(wǎng)通過VPN設(shè)備穿透接入地震信息行業(yè)網(wǎng)保障現(xiàn)場視頻會議聯(lián)通及行業(yè)內(nèi)信息傳輸，在網(wǎng)絡(luò)資源緊張的情況下，通過帶寬分配管理設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)管理。地震應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)由中國地震臺網(wǎng)中心信息網(wǎng)絡(luò)部衛(wèi)星中心統(tǒng)一調(diào)度管理，依托租用的亞洲九號衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器在日常模式下提供4 M帶寬的衛(wèi)星通信網(wǎng)，在應(yīng)急模式下提供8 M帶寬的衛(wèi)星通信網(wǎng)，在災(zāi)區(qū)條件允許時，保障現(xiàn)場視頻會議和信息傳輸需求。

云南省境內(nèi)94%是山地，山川縱橫交錯，高山峽谷相間。從地質(zhì)構(gòu)造看，云南斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，山高坡陡，溝谷深切，地表破碎。當(dāng)境內(nèi)遭遇強震后，易引發(fā)滑坡、滾石、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害，造成交通、電力、通信中斷，車載集成的應(yīng)急通信指揮車無法在第一時間進入災(zāi)區(qū)。在這樣的極端情況下，需配備背負(fù)式的衛(wèi)星通信便攜終端（天通一號、海事、舒拉亞）、短波電臺、手持衛(wèi)星電話等裝備搭乘其他交通工具或徒步深入災(zāi)區(qū)進行應(yīng)急通信保障。

綜上，根據(jù)數(shù)次地震現(xiàn)場應(yīng)急通信保障經(jīng)驗，結(jié)合云南高原山地環(huán)境特征，按照互備互補的原則，分3個應(yīng)用模式級別配置通信模式和主要設(shè)備開展現(xiàn)場應(yīng)急通信保障，其保障模式如表1所示。

2.2 地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)計

隨著地震應(yīng)急指揮體系在橫向縱向不斷擴展，應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的開放、共享、互聯(lián)性不斷增強，地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)逐漸成為各級地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用、運維的核心業(yè)務(wù)工作（李敏等，2017）。破壞性地震發(fā)生后，地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)將會在第一時間啟動，保障各級指揮部安排部署抗震救災(zāi)工作。

2017年8月8日、9日，四川九寨溝、新疆精河分別發(fā)生7.0級、6.6級破壞性地震，震后國務(wù)院抗震救災(zāi)指揮部副指揮長鄭國光通過全國地震應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)第一時間向發(fā)震省地震局和相關(guān)部門傳達(dá)貫徹黨中央、國務(wù)院重要指示和部署，并先后7次主持中國地震局應(yīng)急指揮部會議，研究落實抗震救災(zāi)指揮部署工作，地震系統(tǒng)現(xiàn)場指揮部5次參會（林向洋等，2017）。地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)已成為地震應(yīng)急指揮服務(wù)保障的重要工作之一。

地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)歷了近10年的建設(shè)應(yīng)用和發(fā)展，系統(tǒng)的設(shè)計、建設(shè)和應(yīng)用日臻完善，在震后前后方震情災(zāi)情會商、指揮協(xié)調(diào)等方面發(fā)揮了重要作用，為歷次地震應(yīng)急響應(yīng)處置工作提供了強有力的科技保障。但應(yīng)用過程中也暴露了諸多技術(shù)問題，影響了視頻會議質(zhì)量。在九寨溝地震應(yīng)急中，通過全國地震應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)組建的7次正式指揮部會議貫穿整個地震應(yīng)急期。會議過程中，大部分時段各節(jié)點聲音清晰，畫面流暢，在第5和第6次指揮部會議中，四川地震局現(xiàn)場指揮部節(jié)點出現(xiàn)過音視頻傳輸卡頓、不同步、聲音飄忽等問題（林向洋等，2017）。林向洋等（2017）經(jīng)過現(xiàn)場還原、實驗測試和相關(guān)技術(shù)分析認(rèn)為，主要原因是網(wǎng)絡(luò)條件波動，可利用現(xiàn)有地震應(yīng)急視頻系統(tǒng)平臺優(yōu)勢，結(jié)合云視頻會議、4G移動視頻終端等技術(shù)，通過豐富震后應(yīng)急視頻通訊手段提高指揮服務(wù)能力。許瑞杰等（2018）認(rèn)為九寨溝地震應(yīng)急中的影響因素有3個，分別是視頻會議設(shè)備品牌、型號均不統(tǒng)一，家用型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備抗壓能力差和網(wǎng)絡(luò)資源不足，其中網(wǎng)絡(luò)資源不足是主要因素。解決措施如下：使用的視頻會議終端品牌和型號盡量統(tǒng)一;備足專業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;協(xié)調(diào)電信部門，做好地震時應(yīng)急通訊的保障，提供高帶寬網(wǎng)絡(luò)。

地震應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)組會模式以星形結(jié)構(gòu)為主，中國地震局應(yīng)急指揮中心作為主會場，受災(zāi)?。▍^(qū)）、州（市）、縣（區(qū)）地震應(yīng)急指揮中心、地震系統(tǒng)現(xiàn)場指揮部作為主要匯報節(jié)點。組建網(wǎng)絡(luò)以地震行業(yè)專網(wǎng)為主，現(xiàn)場指揮部通過VPN穿透進行業(yè)內(nèi)網(wǎng)參會，現(xiàn)場通信指揮車通過地震應(yīng)急衛(wèi)星網(wǎng)接入組會?，F(xiàn)場指揮部這種入網(wǎng)參會方式，網(wǎng)絡(luò)穿越的設(shè)備多、節(jié)點多、穩(wěn)定性差，出故障不易排查;另一方面現(xiàn)場應(yīng)急、監(jiān)測、災(zāi)情等各種數(shù)據(jù)信息都在行業(yè)網(wǎng)上傳輸，并發(fā)數(shù)據(jù)量大造成網(wǎng)絡(luò)資源緊張。傳統(tǒng)的地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)入網(wǎng)和參會模式，已不能充分保障視頻會議質(zhì)量和應(yīng)用模式需求。

近年來，云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在視頻會議中的廣泛應(yīng)用，云視頻相較于傳統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)，具有較明顯的優(yōu)點：一是兼容性好，云視頻系統(tǒng)并不需要拋棄傳統(tǒng)的視頻會議硬件資源，而是以現(xiàn)有資源為基礎(chǔ)，通過調(diào)整構(gòu)架，革新機制的方式來解決異型設(shè)備之間的互聯(lián)，以便最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有視頻會議體系的效能。二是動態(tài)擴展性好，云視頻系統(tǒng)通過虛擬化部署和云計算服務(wù)，將傳統(tǒng)的硬件視頻處理資源變成可動態(tài)管理和分配的資源池，通過動態(tài)分配機制，實現(xiàn)平臺內(nèi)資源池的動態(tài)調(diào)配，規(guī)避傳統(tǒng)方式下的單硬件環(huán)境（如單臺MCU）下存在的資源不夠用或使用不均衡的問題。三是組網(wǎng)參會方式靈活方便，對用戶的使用場景、網(wǎng)絡(luò)條件要求不高，用戶只需接入互聯(lián)網(wǎng)就能發(fā)起一個視頻會議（獨立的會議號），其他用戶加入這個會議號，便能入網(wǎng)參加會議。綜上所述，云視頻會議系統(tǒng)既能滿足不同終端用戶對視頻信息的實時溝通和快速反應(yīng)能力的要求，又實現(xiàn)了對現(xiàn)有視頻計算資源（主要指MCU）的整合和擴展，同時提供了優(yōu)秀的資源動態(tài)分配機制（李敏等，2017）。

考慮到現(xiàn)場指揮部是臨時性工作場所，客觀條件導(dǎo)致指揮部選址具有隨機性，現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)資源差異大、應(yīng)用場景復(fù)雜多變。筆者引入云視頻技術(shù)，采用多信道、多手段、輕度集成的方式，整合現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)、視頻會議、音視頻等設(shè)備，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

優(yōu)化后的地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)具有3個特點：一是多信道網(wǎng)絡(luò)資源保障，整合了互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)3種網(wǎng)絡(luò)，通過互為備份的方式來實現(xiàn)保障;二是在線熱備份視頻會議系統(tǒng)，現(xiàn)場指揮部配備傳統(tǒng)的硬件視頻會議和云視頻會議，通過獨立的網(wǎng)絡(luò)分別保障，2套視頻會議系統(tǒng)同時接入后方指揮中心，保持實時在線的狀態(tài)，其中一套設(shè)備出現(xiàn)故障后，不影響視頻會議的正常召開;三是集中控制管理音視頻信號，通過輕度集成的方式，將音視頻設(shè)備進行統(tǒng)一集中管理，避免在信號切換過程中，來回插拔設(shè)備連接線，造成信號中斷。

2.3 地震現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)計

破壞性地震發(fā)生后，地震現(xiàn)場工作隊在第一時間緊急集結(jié)，趕赴災(zāi)區(qū)開展應(yīng)急處置工作。在震后的數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)的特急期內(nèi)，如何為現(xiàn)場工作隊伍在行進途中和災(zāi)區(qū)提供快速高效的網(wǎng)絡(luò)化地震應(yīng)急信息服務(wù)，為現(xiàn)場應(yīng)急指揮決策者提供持續(xù)的技術(shù)支持和應(yīng)急產(chǎn)品，在地震現(xiàn)場快速有效地收集、共享、發(fā)布各類災(zāi)情信息，成為當(dāng)前地震現(xiàn)場應(yīng)急科技保障服務(wù)面臨的重要問題。

傳統(tǒng)的地震現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)流程是，地震發(fā)生后，指揮中心值班人員快速啟動評估系統(tǒng)，輸入地震三要素，幾分鐘后產(chǎn)出各類評估文檔、輔助決策、災(zāi)區(qū)基礎(chǔ)背景等信息（張方浩等，2015）。指揮中心工作人員將這些信息拷貝后通過短信、微信、QQ等方式發(fā)送給現(xiàn)場工作隊員。這樣的信息服務(wù)方式需要大量的人力成本完成，并且服務(wù)對象有限、工作效率低、信息呈碎片化，使用不便。

近年來，云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展對地震現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)提供了新思路（郭燕等，2015）?？偨Y(jié)和借鑒國內(nèi)多次地震現(xiàn)場信息服務(wù)的經(jīng)驗，筆者利用現(xiàn)代通信、軟硬件技術(shù)對云南地震現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)進行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的系統(tǒng)使用公有云計算資源，基于云計算的體系架構(gòu)，充分融合地震系統(tǒng)現(xiàn)有信息資源，結(jié)合群智感知信息，震后可快速完成災(zāi)害預(yù)評估、災(zāi)區(qū)基礎(chǔ)信息提取、應(yīng)急圖件生成、災(zāi)情信息收集加工處理，并形成分類信息文檔，通過互聯(lián)網(wǎng)將信息推送到現(xiàn)場工作隊員終端設(shè)備上。現(xiàn)場用戶可通過客戶端第一時間將獲取的圖片、視頻、文檔等形式多樣雜亂零散的災(zāi)情信息回傳到云端，系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則和模板，對原始災(zāi)情信息進行梳理加工后，形成專題災(zāi)情報告或圖件及時推送到指定服務(wù)對象終端設(shè)備上，優(yōu)化設(shè)計的系統(tǒng)信息流程如圖2所示。

優(yōu)化后的地震現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)系統(tǒng)具有3個特點：一是響應(yīng)速度快。系統(tǒng)在線實時讀取中國地震臺網(wǎng)中心發(fā)布的地震目錄，判定條件成立后，自動進入評估流程，省去人工開啟系統(tǒng)消耗的時間;系統(tǒng)利用云計算的動態(tài)擴容功能啟動多臺計算資源參與評估，大大縮短了評估所需時間;系統(tǒng)自動開展互聯(lián)網(wǎng)災(zāi)情信息、應(yīng)急響應(yīng)信息收集工作，并對收集到的信息數(shù)據(jù)進行清洗、梳理、加工制作成專題信息報告，縮短了原來由人工在互聯(lián)網(wǎng)上收集整理信息所花費的時間。二是服務(wù)對象廣。系統(tǒng)將原來需要人工向現(xiàn)場工作人員發(fā)送信息的工作交由計算機完成，信息發(fā)送的速率和范圍呈幾何級增長，信息服務(wù)的效率得到極大的提升，其服務(wù)對象不再局限于特定人員，在現(xiàn)場的指揮者、參謀者、執(zhí)行者等人員，經(jīng)系統(tǒng)授權(quán)后即可通過移動端接收信息。三是智慧化服務(wù)。系統(tǒng)通過需求管理為不同服務(wù)對象提供差異化信息，利用現(xiàn)場災(zāi)情信息反饋機制，實現(xiàn)多次動態(tài)評估和信息產(chǎn)品制作，持續(xù)不斷地為現(xiàn)場應(yīng)急人員提供信息服務(wù)。

考慮到現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中斷的極端情況，配套設(shè)計單機版地震快速評估系統(tǒng)和信息服務(wù)系統(tǒng)，為現(xiàn)場指揮部提供應(yīng)急評估和信息服務(wù)保障。最終目的就是通過多種技術(shù)手段實現(xiàn)對現(xiàn)場應(yīng)急信息的快速服務(wù)和保障，提升應(yīng)急信息服務(wù)響應(yīng)的時效性、便捷性、智能化，為地震現(xiàn)場應(yīng)急處置工作提供重要的信息支撐和指揮決策服務(wù)。

3 實際應(yīng)用和分析

在國家重點地區(qū)地震災(zāi)害風(fēng)險評估與應(yīng)急處置能力建設(shè)和省十項重點工程項目的支持下，云南省地震局完成了云南地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化升級和改造工作，并應(yīng)用于2018年8月13日云南通海5.0級地震和2018年9月8日云南墨江5.9級地震應(yīng)急工作。地震發(fā)生后，地震現(xiàn)場應(yīng)急信息服務(wù)系統(tǒng)立即啟動，將震區(qū)基本概況、災(zāi)害快速評估結(jié)果、輔助決策建議、現(xiàn)場災(zāi)情、政府響應(yīng)措施、救援力量行動等信息通過互聯(lián)網(wǎng)向地震系統(tǒng)現(xiàn)場指揮部人員發(fā)送50余條實時信息，為指揮部決策者、專家組、各工作組應(yīng)急人員第一時間查閱災(zāi)區(qū)相關(guān)信息，了解震區(qū)災(zāi)情、救災(zāi)實時動態(tài)提供了便利。云南省地震局現(xiàn)場綜合保障組按照應(yīng)急工作方案，攜帶應(yīng)急通信車、優(yōu)化后現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)、衛(wèi)星電話等裝備第一時間趕赴現(xiàn)場。在當(dāng)?shù)卣块T協(xié)調(diào)下，電信部門為現(xiàn)場指揮部提供了寬帶互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋保障;依托應(yīng)急通信車系統(tǒng)，全天候開通衛(wèi)星通信信道，為指揮部提供應(yīng)急衛(wèi)星通信保障。系統(tǒng)在現(xiàn)場指揮部迅速建立起與省地震局、中國地震局和應(yīng)急管理部的指揮通信系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻會議、信息傳輸、會議保障功能，確保了地震應(yīng)急指揮的通暢。

基于優(yōu)化后的地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)，同時開啟2套視頻會議設(shè)備加入到中國地震局應(yīng)急指揮中心組建的視頻會議中，傳統(tǒng)的硬件視頻會議終端通過互聯(lián)網(wǎng)VPN穿透進行業(yè)內(nèi)網(wǎng)參會，云視頻會議終端通過互聯(lián)網(wǎng)單向映射接入?yún)?。視頻會議聯(lián)通后，開展視頻通話測試，在通海地震后與指揮部工作人員共用100 M的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源和1 024 kb/s的通話速率，測試中發(fā)現(xiàn)，2套設(shè)備在視頻通話中偶爾會出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象。分析其主要原因是：視頻會議質(zhì)量取決于互聯(lián)網(wǎng)資源的帶寬和占用狀況，如果指揮部工作人員使用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的流量過大會影響視頻會議效果。為排除這種干擾，使用流量管理設(shè)備將網(wǎng)絡(luò)資源分配為2條35 M用于視頻會議，1條30 M用于指揮部工作人員使用。在這樣的網(wǎng)絡(luò)模式下，我們對2套視頻設(shè)備進行測試，發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)直連的云視頻會議效果優(yōu)于通過VPN穿透進行業(yè)內(nèi)網(wǎng)傳統(tǒng)視頻會議終端。分析其主要原因如下：傳統(tǒng)視頻會議終端通過VPN穿透行業(yè)內(nèi)網(wǎng)參會中，受網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點多、設(shè)備多的影響，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延遲大、丟包率高的現(xiàn)象，進而影響視頻會議質(zhì)量。在墨江地震現(xiàn)場應(yīng)急保障中，吸取通海地震應(yīng)急保障的經(jīng)驗，請求當(dāng)?shù)卣块T協(xié)調(diào)電信部門為指揮部提供2條100 M寬帶互聯(lián)網(wǎng)，其中一條用于視頻會議，另一條用于現(xiàn)場指揮部工作人員使用。2套視頻會議系統(tǒng)經(jīng)多次與后方應(yīng)急指揮中心聯(lián)通參會和測試，效果良好，圖像和聲音都清晰。

通過測試筆者認(rèn)為，作為匯報節(jié)點參會的地震現(xiàn)場指揮部視頻會議質(zhì)量主要取決于網(wǎng)絡(luò)資源的帶寬和占用狀況，最優(yōu)的保障模式是在指揮部提供2條100 M以上寬帶互聯(lián)網(wǎng)，將視頻會議系統(tǒng)和工作人員使用網(wǎng)絡(luò)分開;在單一網(wǎng)絡(luò)資源保障模式下，遇到重要視頻會議時，為確保視頻會議質(zhì)量應(yīng)切斷指揮部工作人員使用的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)先保障視頻會議系統(tǒng)。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)云南地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的問題，本文利用行業(yè)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)3種通信網(wǎng)絡(luò)，按照互備互補的原則，分級配置優(yōu)化現(xiàn)場通信保障模式。引入云視頻技術(shù)，采用多信道、多手段、輕度集成的方式，整合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源、視頻會議、音視頻等設(shè)備對地震現(xiàn)場應(yīng)急視頻會議系統(tǒng)進行優(yōu)化。采用云計算資源，基于云計算的體系架構(gòu)，充分融合地震系統(tǒng)現(xiàn)有信息資源，結(jié)合群智感知信息，社會行業(yè)大數(shù)據(jù)信息，對現(xiàn)場應(yīng)急信息的提取、加工、產(chǎn)出、分發(fā)等過程進行了優(yōu)化。優(yōu)化后的地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)在通海、墨江地震中的初步應(yīng)用體現(xiàn)了其作用和價值，證明其是適合云南地震應(yīng)急實際需求的。但是地震現(xiàn)場應(yīng)急保障面臨的形勢和要求是不斷變化的，新一代通信技術(shù)（5G）和設(shè)備（人工智能）在不斷發(fā)展進步，未來在現(xiàn)場應(yīng)急協(xié)同保障、災(zāi)情獲取識別、信息服務(wù)產(chǎn)品制作等方面還有大量的關(guān)鍵技術(shù)和問題需要深入研究和探索。

為適應(yīng)新形勢下地震現(xiàn)場應(yīng)急通信、科技保障以及信息互聯(lián)互通的需求，應(yīng)著力解決極端環(huán)境下“大而全”的車載現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)無法進入災(zāi)區(qū)的問題;現(xiàn)場技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)向模塊化、多功能方向發(fā)展，既能多設(shè)備集成使用，也能單設(shè)備獨立使用;現(xiàn)場應(yīng)急設(shè)備應(yīng)向便攜化、小型化方向發(fā)展，對應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)能力強，避免出現(xiàn)小震用不著、大震用不上的尷尬局面。

地震應(yīng)急信息服務(wù)系統(tǒng)云化是未來發(fā)展的趨勢，云計算資源具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好、擴展性強、管理使用方便等特點。未來可以通過云計算、云服務(wù)搭建一個技術(shù)先進、功能齊全、通用性好的地震應(yīng)急信息服務(wù)平臺，引入互聯(lián)網(wǎng)社會大數(shù)據(jù)、行業(yè)大數(shù)據(jù)參與地震災(zāi)害動態(tài)評估，解決應(yīng)急信息服務(wù)產(chǎn)品碎片化、服務(wù)對象小眾化等服務(wù)保障能力弱的問題，解決如何將應(yīng)急信息通過互聯(lián)網(wǎng)送達(dá)政府機構(gòu)、行業(yè)部門、社會群眾等服務(wù)對象最后一公里、一公尺的問題，從而提供一種可行的技術(shù)方法。

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