新時期森林草原防滅火綜合指揮平臺建設

馬鴻偉

(國家林業(yè)和草原局華東調查規(guī)劃設計院，浙江 杭州 310000)

應急管理改革發(fā)展正處于重大戰(zhàn)略機遇期，加快推進新時期森林草原防滅火信息化建設，依托應急管理信息網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)中心和云計算平臺，充分利用新技術，對現(xiàn)有的森林草原防滅火業(yè)務系統(tǒng)進行梳理和整合，統(tǒng)一相關數(shù)據(jù)規(guī)范、梳理信息報送及處理流程、整合業(yè)務系統(tǒng)相關應用，對推進信息技術與森林草原防滅火業(yè)務深度融合具有重要作用[1-4]。

積極推進自然災害防治體系和防治能力現(xiàn)代化的跨越式發(fā)展，能夠有效提升應急管理信息化水平[5-6]，利用信息化提高風險監(jiān)測預警、應急指揮保障、智能決策支持、公眾自救互救和輿情引導等應急管理基本能力，以信息化推進應急管理現(xiàn)代化，助推網(wǎng)絡強國建設[7-10]。

針對目前我國森林草原防滅火的實際情況，提出新時期森林草原防滅火綜合指揮平臺建設思路，通過補充完善森林、草原資源數(shù)據(jù)和防滅火專題數(shù)據(jù)，整合優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)，打通各系統(tǒng)之間的信息交互通道，達成權限控制、業(yè)務協(xié)調和數(shù)據(jù)共享，構建具有科學化、系統(tǒng)化、智能化特征的現(xiàn)代森林草原防滅火應急管理體系，不斷提高森林草原火險預警、衛(wèi)星監(jiān)測、輿情監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、應急指揮輔助決策等能力。本研究可為進一步提升森林草原防滅火信息化水平，提供縱橫貫通的數(shù)據(jù)服務和技術支撐。

1 需求分析

以習近平新時期中國特色社會主義思想為指導，貫徹落實黨的十九大和二中、三中、四中全會精神，以保護森林草原安全和人民生命財產安全為總體目標，以現(xiàn)有信息建設為基礎，以減少森林草原火災損失為導向，著眼長遠，立足當前，重在應用，充分利用統(tǒng)一網(wǎng)絡和平臺建設成果，切實守衛(wèi)“綠水青山”。

貫徹“預防為主、積極消滅”的森林草原防火方針，堅持“科學、先進、實用、節(jié)儉”的設計原則，實現(xiàn) “早預報、早發(fā)現(xiàn)、早撲救”和“打早、打小、打了”的目標，積極建立森林草原防火現(xiàn)代化、信息化、網(wǎng)絡化、科學化的綜合防范指揮體系，搭建森林草原防火數(shù)字化網(wǎng)絡平臺，不斷提高防火、防護的整體綜合能力和水平，保障森林草原資源安全，促進并推動林業(yè)持續(xù)、快速和健康發(fā)展。著眼于整體的系統(tǒng)化、結構的模塊化、設計的人性化和設備的現(xiàn)代化。

1.1 信息資源和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

信息資源和數(shù)據(jù)是整個信息系統(tǒng)的基礎，只有擁有良好數(shù)據(jù)支撐的系統(tǒng)，才能真正滿足防滅火實戰(zhàn)的需求。包括“基礎地理信息數(shù)據(jù)庫、森林草原資源空間信息數(shù)據(jù)庫、預案庫、救援隊伍庫、救援物資庫、專家?guī)?、法?guī)庫、森林火災信息數(shù)據(jù)庫、模型庫、案例庫和文檔庫”等數(shù)據(jù)庫。

1.2 森林草原防滅火輔助決策指揮系統(tǒng)

在應用中促進森林草原防滅火指揮工作不斷完善，結合現(xiàn)有森林草原防滅火指揮業(yè)務的流程，建設包含森林草原防滅火相關專題數(shù)據(jù)查詢、GIS空間分析、作戰(zhàn)指揮繪圖、應急預案知識庫、輔助決策分析等功能的輔助決策指揮系統(tǒng)。

1.3 森林草原防滅火實時展示與分析系統(tǒng)

森林草原火災的應急指揮工作需要實時顯示清晰的電子地圖、火情現(xiàn)狀、信息通訊等數(shù)據(jù)，建設必要的終端系統(tǒng)和提供數(shù)據(jù)輸出能力，這些都是整個系統(tǒng)平臺的必要組成部分。

2 平臺目標

推動全國森林草原防滅火融合化、便捷化、信息化，積極整合現(xiàn)有各個業(yè)務系統(tǒng)，梳理業(yè)務流程，設計完善系統(tǒng)功能；完善數(shù)據(jù)采集、整合和治理工作，為下一步深入的大數(shù)據(jù)應用提供基礎支撐；進一步對接現(xiàn)有整體網(wǎng)絡、云計算和大數(shù)據(jù)中心建設思路和體系，逐步融入，最終成為整個應急管理信息體系的一部分。

2.1 強化提升軟硬件支撐體系

根據(jù)《應急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架(2018-2022年)》的要求，結合森林草原防滅火信息化建設現(xiàn)狀，建設集“可視化指揮調度、數(shù)據(jù)傳輸、信息存儲”為一體的軟硬件支撐系統(tǒng)，提升全方位獲取、全網(wǎng)絡匯聚、全維度整合數(shù)據(jù)資源的能力。

2.2 充實完善數(shù)據(jù)支撐體系

實施森林、草原資源數(shù)據(jù)和防滅火專題數(shù)據(jù)的采集、整合和治理，進一步充實完善森林草原防滅火相關專題數(shù)據(jù)。構建數(shù)據(jù)規(guī)范、結構完整、覆蓋全面的森林草原防滅火專題數(shù)據(jù)集，為綜合指揮平臺提供全方位的基礎數(shù)據(jù)支撐。

2.3 整合建設森林草原防滅火綜合指揮平臺

以新時期森林草原防滅火業(yè)務為導向，構建“統(tǒng)一指揮、專常兼?zhèn)?、反應靈敏、上下聯(lián)動、平戰(zhàn)結合”的森林草原防滅火綜合指揮平臺，促進系統(tǒng)集成、信息共享和資源整合，加強與公安、林草、氣象等相關部門的業(yè)務協(xié)同，提升監(jiān)測預警和指揮調度水平，為“縱向貫通、橫向互連”的智能化、一體化綜合指揮體系提供平臺支撐。

3 資源現(xiàn)狀分析

目前已建設“森林防火業(yè)務信息系統(tǒng)”“森林草原防滅火信息指揮系統(tǒng)”“森林火險預警系統(tǒng)”“林火衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)”“森林火災統(tǒng)計系統(tǒng)”，但目前各系統(tǒng)并未融合草原防滅火相關業(yè)務。

3.1 森林防火業(yè)務信息系統(tǒng)

系統(tǒng)采用天地圖服務，形成一個集火災監(jiān)測、熱點發(fā)布、火情信息和火災檔案等多功能于一體的森林防火信息共享系統(tǒng)。主要包含火災情況、監(jiān)測圖像、輿情監(jiān)測、內部郵箱、通告管理、業(yè)務短信、文獻管理、典型案例、火災檔案、標準規(guī)范、林火119等。

3.2 森林草原防滅火信息指揮系統(tǒng)

主要用于森林草原防滅火信息的綜合管理，全國森林防火專題數(shù)據(jù)采集，全國森林防火相關基礎數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的集中管理，全國撲火隊伍數(shù)據(jù)管理。提供南北航站飛機部署情況，主要包括飛行駐防航站、飛行任務、定檢信息和飛機可用狀態(tài)等情況。

3.3 全國森林火險預警系統(tǒng)

主要通過基礎數(shù)據(jù)計算、模擬，最終以圖形方式顯示全國森林火險氣象等級和森林火險等級的監(jiān)測和預報信息。依據(jù)實況圖、預報圖，自動分析形成規(guī)范化文字的森林火險實況監(jiān)測報告、火險預報。

3.4 林火衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)

主要用于衛(wèi)星監(jiān)測熱點數(shù)據(jù)接收、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)判讀、輔助預警中心及各監(jiān)測分中心，進行人工處理，生成熱點報告。

3.5 全國森林火災統(tǒng)計系統(tǒng)

主要以“統(tǒng)一直報、分級授權”為手段，構建全國森林防火報表統(tǒng)計系統(tǒng)，用于森林防火統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)一收集、處理與分析。建立全國森林火災檔案采集標準，建設全國森林火災檔案數(shù)據(jù)庫，將現(xiàn)有火災數(shù)據(jù)采集方式由按月匯總采集方式升級為逐起火災采集，即時獲取火災日報、周報、月報統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

3.6 全國森林火險預警系統(tǒng)

根據(jù)數(shù)據(jù)的用途不同，數(shù)據(jù)主要包含三個方面：基礎地理信息數(shù)據(jù)、氣象信息數(shù)據(jù)、森林草原防滅火專題信息數(shù)據(jù)。

3.6.1 基礎地理信息數(shù)據(jù)

空間基礎數(shù)據(jù)主要是指國家測繪部門發(fā)布的各比例尺空間基礎數(shù)據(jù)，有1∶400萬全國地理信息數(shù)據(jù)、1∶10萬全國交通圖、1∶10萬全國水系圖、1∶10萬全國土地利用圖、2000年以來的全國ETM圖像數(shù)據(jù)。

3.6.2 氣象信息數(shù)據(jù)

氣象歷史信息：全國聯(lián)網(wǎng)氣象站的實況觀測數(shù)據(jù)。

3.6.3 森林草原防滅火專題信息數(shù)據(jù)

森林草原火災信息：全國重大森林草原火災案例、各省區(qū)市的森林草原火災檔案，全國森林草原資源信息、森林草原可燃物分布信息、物候信息、野外火源信息、森林草原防滅火基礎設施信息等。

3.7 全國森林草原火災統(tǒng)計系統(tǒng)

數(shù)據(jù)包含按時間、地區(qū)、火災類型、報表類型，從2000年至2019的各類森林草原火災統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

4 平臺設計

森林草原防滅火綜合指揮平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術，以森林草原防滅火工作業(yè)務需求和相關技術規(guī)范標準為依據(jù)進行設計，分為四個層級和兩個體系，分別是感知終端層、網(wǎng)絡設施層、信息資源層、業(yè)務平臺層，安全保障體系和政策標準體系。

建設思路是以計算機軟硬件、感知終端與網(wǎng)絡通信平臺等基礎設施為依托，安全保護體系及運行維護與管理為保障，標準規(guī)范體系為依據(jù)，森林草原防滅火專題數(shù)據(jù)中心和業(yè)務應用平臺為核心，建設以信息管理、共享和森林草原防滅火業(yè)務服務為目標的應用平臺系統(tǒng)。森林草原防滅火綜合指揮平臺總體框架如圖1所示。

4.1 感知終端層

感知終端層主要是利用3S及北斗衛(wèi)星導航技術、多媒體視頻技術建立感應層，實現(xiàn)對全國森林火險、火情的全面感知、深度感知。感知終端包括各種聲光電熱傳感器、圖像及視頻采集終端、北斗衛(wèi)星定位導航終端等智能終端。感知終端分布于全國各相關行業(yè)布設的各種監(jiān)測場，感知范圍包括：各級防火體系的視頻監(jiān)控；氣象衛(wèi)星熱點和遙感監(jiān)測雷電監(jiān)控；地表、地質、天氣、土壤等森林草原環(huán)境監(jiān)測等。

4.2 網(wǎng)絡設施層

網(wǎng)絡設施層是森林草原防滅火綜合指揮平臺建設的基本條件，基于應急管理部門統(tǒng)一規(guī)劃的網(wǎng)絡部署。傳感器信息傳輸，主要依托運營商傳輸網(wǎng)絡，用于傳輸各種感知終端采集到的數(shù)據(jù)。終端包括各種聲光電熱傳感器、氣象站點數(shù)據(jù)、圖像及視頻采集終端、北斗衛(wèi)星定位導航終端等。

4.3 信息資源層

信息資源層是森林草原防滅火綜合指揮平臺的信息倉庫，為森林草原防滅火指揮和管理的高效運營提供豐富的數(shù)據(jù)源，全面支撐預測預警、指揮撲救、日常管理的各項應用。建立信息資源層可以加強全國森林草原防滅火信息資源的管理和利用，實現(xiàn)信息資源的共享和整合，支持信息資源的交換。信息資源層主要由公共基礎數(shù)據(jù)庫、林草資源基礎數(shù)據(jù)庫、防火專題數(shù)據(jù)庫和綜合數(shù)據(jù)庫等構成。

圖1 森林草原防滅火綜合指揮平臺總體框架

4.4 業(yè)務平臺層

業(yè)務平臺層是森林草原防滅火綜合指揮平臺科學、高效運營的關鍵，由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(C/S)和業(yè)務應用系統(tǒng)(B/S)組成，實現(xiàn)目前功能相對獨立的多個系統(tǒng)有效集成，實現(xiàn)安全的信息資源共享和業(yè)務協(xié)同，為防滅火綜合管理和指揮提供科學、智能、協(xié)同的統(tǒng)一支撐體系。其中，森林草原防滅火綜合指揮平臺包括數(shù)據(jù)管理、預測預警、監(jiān)測監(jiān)控、指揮調度、共享交換、運維支撐等功能，可以為各級應急管理和森林草原防火部門業(yè)務應用提供技術支撐。

4.5 標準規(guī)范體系

標準規(guī)范體系是森林草原防滅火綜合指揮平臺建設和運營的重要支撐保障體系，具體包括基礎標準、網(wǎng)絡標準、應用標準、安全標準和管理標準。各標準之間相互協(xié)調、緊密聯(lián)系、相互支持，以防滅火綜合指揮建設需求為主導，構成一個有機整體。標準規(guī)范主要為信息資源共享和服務、業(yè)務系統(tǒng)建設等工作提供技術準則，為信息化項目建設、系統(tǒng)運行維護等工作提供政策法規(guī)依據(jù)。

4.6 安全保障體系

安全保障體系是森林草原防滅火綜合指揮平臺建設與運營的重要保障。安全保障體系包括物理安全、網(wǎng)絡安全、系統(tǒng)安全、應用安全、數(shù)據(jù)安全、制度保障等方面的內容。主要是通過安全設施建設、數(shù)字證書、授權管理、數(shù)據(jù)保密、防火墻、安全審計、病毒防殺、口令保護、信息加密等安全防護措施保障信息化成果，通過建立信息化組織機構、加強人才隊伍建設、健全運行機制等辦法加強組織保障。

5 結論

森林草原防滅火綜合指揮平臺建設，可明顯提升監(jiān)測預警、指揮調度、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、監(jiān)督管理、政務管理等業(yè)務水平，對森林草原火災事前、事發(fā)、事中、事后全過程應急處置進行有力支撐。隨著形成覆蓋各部門、橫向信息暢通、上下信息貫通、火情動態(tài)明了、防撲火指揮順暢的森林草原防滅火綜合信息化體系，能夠更好地促進各部門之間的協(xié)同配合，確保森林草原火情處置更及時、快捷、高效。必將極大地提升森林草原火災預警水平和重特大森林草原火災等緊急突發(fā)事件的指揮調度能力，大大減少因森林草原火災所帶來的直接與間接經(jīng)濟損失，在產生巨大經(jīng)濟效益的同時，也將發(fā)揮重大的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。