問題與對策：甘肅省林草火災預警監(jiān)測

劉海洲，張志誠，王寧揚

（甘肅省森林防火預警監(jiān)測信息中心，甘肅 蘭州 730030）

森林、草原火災發(fā)生面廣，突發(fā)性強，破壞性大，處置極為困難，不僅直接危害林草資源和人民生命財產(chǎn)安全，還會影響氣候、植被及環(huán)境等，甚至影響到當?shù)厣鐣€(wěn)定和事業(yè)發(fā)展[1]。林草火災預警監(jiān)測指在林區(qū)、草場建立火險自動監(jiān)測站，實時采集大氣溫度、濕度、風向、風速、降水、植被物候、可燃物含水量和火源等要素信息，利用網(wǎng)絡(luò)、信息和無人機等手段實時評估火險等級，發(fā)布火險預警，目的是消除火險隱患，將火災消滅在萌芽狀態(tài)，遏制森林、草原火災的蔓延。甘肅省林草火災預警監(jiān)測工作起步較晚，未能完全滿足森林、草原防火的需要，面對不斷擴大的森林面積和氣候變暖現(xiàn)狀，薄弱環(huán)節(jié)更加明顯。為此，分析甘肅省林草火災預警監(jiān)測現(xiàn)狀，揭示問題根源，提出對策，以期推進工作。

1 現(xiàn)狀

經(jīng)過多年發(fā)展，甘肅省林草火災預警監(jiān)測體系基本成型，初步建成林草防火信息指揮、預警監(jiān)測和無人機等3套應(yīng)用系統(tǒng)，依托公共網(wǎng)絡(luò)連接市（州）林草防火部門及相關(guān)單位，融合火險預警、衛(wèi)星監(jiān)測、地理信息系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)為一體，構(gòu)成綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)，初步實現(xiàn)了林草火災預警監(jiān)測工作智能化轉(zhuǎn)變[2]，能夠基本滿足工作需要。

1）防火信息指揮系統(tǒng)

甘肅省林草防火指揮系統(tǒng)由防火信息管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)等組成。防火信息管理系統(tǒng)包括林草火情管理、值班信息管理、報表及火災檔案管理等功能。地理信息系統(tǒng)結(jié)合二類資源數(shù)據(jù)能夠精準定位熱點，查詢熱點歸屬信息、火場植被類型、提供專題數(shù)據(jù)等，在重點防火期使用頻率較高。視頻會議系統(tǒng)連接上下級，用于指揮調(diào)度火情前期處置和明火撲救等工作。

2）火險預警監(jiān)測系統(tǒng)

目前草原火險監(jiān)測站尚未并入系統(tǒng)，火險預警監(jiān)測系統(tǒng)主要利用145個森林火險監(jiān)測站和27個火險因子采集站收集數(shù)據(jù)，通過本地化的火險預報模型，生成全省各市（州）、重點林區(qū)的火險實況和預報信息。建立全省森林火險氣象信息數(shù)據(jù)庫、可燃物信息數(shù)據(jù)庫、火災檔案數(shù)據(jù)庫等專題數(shù)據(jù)庫，針對不同時間、不同地區(qū)的氣候特點和植被特點，進行火險等級評價和火險預警發(fā)布。各級防火部門根據(jù)火險預警制定響應(yīng)預案；定期或根據(jù)需要隨時分析特定地區(qū)的森林火險形勢，及時發(fā)布預報和預警，以有效預防森林火災，提升應(yīng)急響應(yīng)效率。

3）無人機系統(tǒng)

林草防火無人機系統(tǒng)以森林、草原防火為主，突出資源保護與調(diào)查，兼顧森林、草原病蟲害防治和林區(qū)禁毒等工作，構(gòu)成一體化的巡護監(jiān)測防控體系，以彌補人工巡護的不足，提升林草火險監(jiān)測效率，充實工作任務(wù)。2018年，甘肅省重點林區(qū)、草場配備中高端多旋翼無人機及掛載設(shè)備50臺（套），培訓專業(yè)無人機操作員100名。

2 問題

隨著林草火災撲救及相關(guān)職責劃歸應(yīng)急管理部門，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，甘肅省林草火災預警監(jiān)測體系也暴露處一些薄弱環(huán)節(jié)和問題：頂層設(shè)計不夠完善，缺乏統(tǒng)一標準，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和系統(tǒng)開發(fā)各自為政，網(wǎng)絡(luò)互通和系統(tǒng)兼容性相對較差，信息孤島大量存在，資源共享程度低；數(shù)據(jù)挖掘和系統(tǒng)開發(fā)不夠深入，信息化潛力沒有發(fā)揮；區(qū)域發(fā)展不平衡，重復建設(shè)現(xiàn)象明顯；保障措施不健全，機制不健全，人才隊伍薄弱；資金投入嚴重不足，建設(shè)投資和運行維護資金得不到保證等，總體上處于初級發(fā)展階段，低水平運行，與新時代對林草火災預警監(jiān)測管理的現(xiàn)代化要求不相適應(yīng)。

1）防火信息指揮系統(tǒng)急需升級完善

一是綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)無法使用?！案拭C森林防火網(wǎng)”網(wǎng)站因機構(gòu)改革原因已暫停使用，綜合業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)作為該網(wǎng)站子系統(tǒng)隨之暫停。二是地理信息指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新滯后。甘肅省森林防火地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、森林資源數(shù)據(jù)庫、林業(yè)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫、森林防火專題數(shù)據(jù)庫、森林防火非空間數(shù)據(jù)庫、各類專題數(shù)據(jù)庫等。該系統(tǒng)建成后至今沒有更新數(shù)據(jù)，對一些重要設(shè)施、區(qū)域等信息記錄不夠全面，信息陳舊甚至缺失。機構(gòu)改革后新增草原火災預防職能，草原相關(guān)數(shù)據(jù)沒有進行疊加和錄入，對林草火災預防、應(yīng)急調(diào)度和撲救決策影響極大。

2）火險預警系統(tǒng)暫時無法運行

一是監(jiān)測站點數(shù)據(jù)傳輸鏈路故障。甘肅省森林火險預警監(jiān)測系統(tǒng)建成后，由于移動通信要求實名制登記，導致145個森林火險監(jiān)測站數(shù)據(jù)傳輸SIM卡（subscriber identity module，用戶識別卡）失效，系統(tǒng)無法正常工作。二是林區(qū)監(jiān)測站點年久失修。現(xiàn)有的林區(qū)火險預警設(shè)備建成已久，自然老化和缺乏維護等原因?qū)е略O(shè)備不同程度的損毀。三是火險監(jiān)測站點密度不夠。規(guī)范要求，每5萬hm2林業(yè)用地至少建設(shè)1個火險監(jiān)測站點[3]。甘肅省林業(yè)用地面積1 000萬hm2，平均每個監(jiān)測站點控制面積6.89萬hm2，密度尚未達到規(guī)范要求。四是火險因子采集站信息傳輸設(shè)備故障?；痣U因子采集站數(shù)據(jù)需經(jīng)火險信息管理終端上傳至預警系統(tǒng)服務(wù)器，調(diào)研發(fā)現(xiàn)火險信息管理終端已經(jīng)損壞無法使用，數(shù)據(jù)上傳因此中斷。

3）防火視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)滯后

一是未建成森林防火視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。全省現(xiàn)有前端視頻監(jiān)控點600多個，目前沒有進行系統(tǒng)互聯(lián)對接，省級指揮中心無法遠程查看基層單位的視頻圖像，也無法進行調(diào)度和控制，信息指揮能力缺失。二是現(xiàn)有視頻監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)困難。現(xiàn)有視頻監(jiān)控設(shè)備建設(shè)標準不統(tǒng)一，兼容性、端口開放存在一定困難；由于建設(shè)時間不同，設(shè)備制式不同，前期建設(shè)的模擬信號終端無法與現(xiàn)有數(shù)字信號終端進行聯(lián)網(wǎng)對接。三是部分基層單位尚未建成森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對省、市、縣三級視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)造成一定影響。

4）防火無人機系統(tǒng)應(yīng)用處于起步階段

一是無人機數(shù)量無法完全滿足日常防火需求。由于前期建設(shè)資金有限，森林、草原防火無人機系統(tǒng)僅配備到市（州）級，無法滿足縣（區(qū)）和場站林草防火需要。二是無人機監(jiān)控管理平臺沒有資金投入。全省共配備50套防火無人機系統(tǒng)，部分單位自行采購的無人機系統(tǒng)品牌不一，在飛行管理、日常保養(yǎng)、空域申請、運行管理等方面無法進行統(tǒng)一指揮和調(diào)度，對防火無人機和其它航空器的運行造成巨大安全隱患。為有效加強全省林草防火無人機管理，通過不斷調(diào)研、平臺研發(fā)和現(xiàn)場測試，初步建成全省林草防火無人機監(jiān)控管理平臺，但由于沒有資金投入，僅利用現(xiàn)有設(shè)備無法滿足需要。三是無人機空域申請程序較為復雜。我國空域由軍隊和地方部門聯(lián)合管理，無人機在日常應(yīng)用中容易出現(xiàn)空域入侵等安全事故，空域申請優(yōu)先度最低，經(jīng)常出現(xiàn)申請遭拒等問題。

3 對策

1）完善林草防火信息指揮系統(tǒng)建設(shè)

全面提升森林草原防火信息指揮能力，主要從整合現(xiàn)有系統(tǒng)和完善系統(tǒng)功能方面入手。努力實現(xiàn)上下級林草防火機構(gòu)和林草業(yè)主管部門的互聯(lián)互通、資源共享，實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式和接口的兼容，確保工作界面友好，操作簡單方便，可擴展性良好，實現(xiàn)林草防火日常管理、撲救指揮、火情處置的信息處理與通信平臺的融合，實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)與信息的采集、傳輸、分析和顯示，滿足日常工作和決策需求[4]。同時，結(jié)合信息指揮系統(tǒng)建設(shè)，提出切實可行的林草防火視頻監(jiān)控互聯(lián)互通方案，完成視頻信號向各級指揮中心的對接工作，研究開發(fā)防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)向地理信息系統(tǒng)和信息指揮系統(tǒng)的有機融合，解決聯(lián)網(wǎng)后只能看和簡單控制等功能單一問題。

2）構(gòu)建全省林草防火北斗巡護系統(tǒng)

依托林業(yè)生態(tài)建設(shè)和保護北斗應(yīng)用示范系統(tǒng)工程，在白龍江林區(qū)、小隴山林區(qū)、祁連山林區(qū)、子午嶺林區(qū)和甘南草原等重點區(qū)域，實現(xiàn)基于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)和北斗定位、短報文功能等林草管理信息回傳，提高信息網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，縮短林火巡護、保護區(qū)巡護和林政執(zhí)法等信息報送時間，提升林草消防隊員、護林員、火災撲救資源等的定位和通訊保障能力。

3）修復升級林草火險監(jiān)測系統(tǒng)

對現(xiàn)有的林草火險預警監(jiān)測設(shè)備進行摸底，提出升級和改造方案，恢復現(xiàn)有設(shè)備功能，盡快使設(shè)備上線運行，并對現(xiàn)有設(shè)備進行維修保養(yǎng)，按照規(guī)范要求[3]，增加監(jiān)測站點部署密度，全面提升火險預警能力。一是更換物聯(lián)網(wǎng)卡。物聯(lián)網(wǎng)卡不需要實名登記，為了站點的正常使用和今后的升級，可全部更換為物聯(lián)網(wǎng)卡。二是站點巡檢。145個森林火險監(jiān)測站、27個森林火險因子采集站進行巡檢，維護設(shè)備，包括清潔雨量桶、檢查采集器和傳感器工作狀態(tài)情況等，并出具巡檢報告單，如果站點設(shè)備全部正常則直接更換SIM卡為物聯(lián)網(wǎng)卡，進行設(shè)備綁定。三是損壞設(shè)備維修。根據(jù)巡檢報告，列出所有站點需維修、更換的設(shè)備和報價清單。四是硬件設(shè)備升級和日常運行維護費。由于應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及終端電腦已超負荷運行，需要對該設(shè)備進行更新，同時將網(wǎng)絡(luò)運行費、物聯(lián)網(wǎng)卡流量費、定期巡檢費等納入預算管理，統(tǒng)一支付。

4）深入探索林草防火無人機應(yīng)用模式

一是探索復合翼無人機和中小型固定翼無人機應(yīng)用方案。調(diào)研現(xiàn)有無人機使用情況，掌握各地各單位實際使用現(xiàn)狀、存在問題和需求，結(jié)合全省重點林區(qū)、草場地形地貌和氣候特點，選取重點區(qū)域和單位進行無人機大面積巡護項目試點工作，進一步完善優(yōu)化應(yīng)用方案，為深入開展無人機項目建設(shè)積累經(jīng)驗。二是研究探索長航時、長航程衛(wèi)星通信大型無人機應(yīng)用方案。目前部分發(fā)達省份已經(jīng)把超長航時、超長航程、依靠衛(wèi)星通信的大型無人機應(yīng)用于林草火災預防工作，部分大型無人機最大航時可達40 h，最大航程可達7 500 km。積極培養(yǎng)專業(yè)人才，通過學習調(diào)研，掌握大型無人機在林草業(yè)中應(yīng)用技術(shù)，探索大型衛(wèi)星通訊無人機在林草防火中的應(yīng)用模式。三是推動空域?qū)徟ぷ鞲咚俑咝瓿?。根?jù)國家無人機運行管理條例，積極銜接空域管理部門，制定林草業(yè)無人機管理辦法，以便快速高效完成林草無人機空域?qū)徟马棥Ｋ氖菢?gòu)建林草無人機調(diào)度管理平臺。加強無人機航空運行頂層設(shè)計，推進調(diào)度管理平臺建設(shè)；加強無人機運行安全管理，建立健全行業(yè)無人機管理模式，多方咨詢、學習和探索無人機調(diào)度管理平臺的成功應(yīng)用案例，把握無人機航空運行特點，努力打造甘肅省林草防火無人機應(yīng)用體系，構(gòu)建防火無人機應(yīng)用新格局。

5）構(gòu)建林草火災預警監(jiān)測綜合業(yè)務(wù)管控平臺

全省林草火災預警監(jiān)測能力建設(shè)，應(yīng)當緊緊抓住“十四五”重大戰(zhàn)略機遇期，加速推進并充分利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等先進技術(shù)，建設(shè)符合甘肅實際的林草防火空天地一體化預警監(jiān)測系統(tǒng)、通信保障系統(tǒng)、信息指揮系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)共享支撐系統(tǒng)和智能化業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，逐步建成集監(jiān)測、預警、指揮，火情信息采集、傳輸、分析、應(yīng)用于一體的林草火災預警監(jiān)測綜合業(yè)務(wù)管控平臺，全面提升甘肅省林草火災預警監(jiān)測綜合能力。

4 結(jié)束語

林草火災預防，預警監(jiān)測為科技先行，結(jié)合甘肅省林草行業(yè)預警監(jiān)測現(xiàn)狀和存在問題，提出以下對策：一是升級完善現(xiàn)有林草防火信息指揮系統(tǒng)和林草火險監(jiān)測系統(tǒng)；二是深入探索林草防火無人機應(yīng)用模式；三是構(gòu)建林草防火北斗巡護系統(tǒng)和林草火災預警監(jiān)測綜合業(yè)務(wù)管控平臺。以提高林草火災預警監(jiān)測綜合能力水平，做到預警監(jiān)測信息現(xiàn)代化、技術(shù)科技化和應(yīng)用新型化。為林草火災預警監(jiān)測發(fā)展提供有力依據(jù)，為火災預防的技術(shù)提升奠定基礎(chǔ)。