地震應急指揮協(xié)同技術平臺設計研究1

姜立新 帥向華 聶高眾 楊天青 席 楠 李曉杰

1）中國地震臺網中心，北京 100045

2）中國地震局地質研究所，北京 100029

地震應急指揮協(xié)同技術平臺設計研究1

姜立新1）帥向華1）聶高眾2）楊天青1）席 楠1）李曉杰1）

1）中國地震臺網中心，北京 100045

2）中國地震局地質研究所，北京 100029

地震應急指揮協(xié)同服務能力是國家地震社會服務能力建設的核心內容，我國的地震應急指揮協(xié)同服務能力在研究和建設方面尚處于起步階段，在未來一段時間將開展地震應急指揮協(xié)同技術平臺的建設。因此，地震應急指揮協(xié)同技術平臺的關鍵構成、設計和實現方式還有許多方面有待進一步研究和探討。本文根據國家地震社會服務工程的初步設計，對地震應急指揮協(xié)同技術平臺幾個方面的內容進行了初步探討，在此基礎上討論了其未來進一步發(fā)展應進行的工作。

地震應急 指揮協(xié)同 信息服務

引言

進入21世紀以來，我國已發(fā)生2次8級以上巨震，1次是2001年的昆侖山8.1級地震，由于發(fā)生在無人區(qū)，損失較小；另1次就是舉世震驚的2008年5月12日的四川汶川8.0級強烈地震，造成了巨大的人員傷亡和前所未有的經濟損失。研究認為，未來我國大陸可能發(fā)生7.0級以上地震的可能性較大，甚至有發(fā)生8.0級以上特大地震的危險，未來震情形勢不容樂觀，我國絕大多數省、自治區(qū)和直轄市都面臨嚴重的潛在地震災害威脅。通過對汶川8.0級特大地震的深刻總結與反思，地震應急指揮系統(tǒng)暴露出了很多問題，如：地震預警系統(tǒng)缺失、災情信息獲取困難、應急救援協(xié)調指揮溝通不暢等等，地震緊急救援能力和應急指揮能力亟待進一步提高。汶川地震應急中所發(fā)現的這些問題，不僅需要從法律、法規(guī)、機制方面加以研究和解決，更需要建立解決問題的具體技術手段，包括：地震安全信息服務、地震預警系統(tǒng)、災情快速獲取系統(tǒng)、應急聯(lián)動協(xié)同系統(tǒng)和救援指揮系統(tǒng)，只有在建立相關法律法規(guī)的同時，建立功能完備的技術支持體系，才能在未來避免同樣問題的發(fā)生。

為迅速響應、高效應對包括破壞性地震在內的各類突發(fā)公共事件，我國確定了黨委領導、政府負責、部門聯(lián)動、軍地協(xié)作、社會參與的應急管理體制，形成了統(tǒng)一指揮、功能齊全、反應靈敏、運轉高效的應急機制，在有效應對非典、洪澇、低溫冰凍等災害中發(fā)揮了重要作用。“十五”期間建成的國務院抗震救災指揮部技術系統(tǒng)和31個省的抗震救災指揮部技術系統(tǒng)，雖然已初步構成了地震應急指揮技術系統(tǒng)的內部框架，并實現了部分應急指揮功能（姜立新等，2003a）。但是，從整個應急指揮體系的角度看，目前我國的地震應急指揮技術系統(tǒng)還是一個“指揮孤秦”，即僅僅是在一個點上建設了一些軟硬件系統(tǒng)和指揮場所，而應急指揮系統(tǒng)所必須的“信息觸角”、“部門聯(lián)動”、“專家協(xié)同”等功能基本屬于空白，與國家對地震應急工作的整體要求差距甚大。當前，國家應急體系已形成以政府應急辦為前臺、各類應急指揮機構為后臺的聯(lián)動協(xié)同的公共應急新格架。為適應這一重大變化，地震應急必須走向聯(lián)動協(xié)同，著重解決好前后方、部門間、軍地間的聯(lián)動問題，解決好所涉單位、部門專家團隊的實時協(xié)同問題。建立健全各級地震應急指揮機構與同級政府公共應急平臺間的銜接和協(xié)調關系，實現多部門間的協(xié)同應對，這是國家公共應急體系發(fā)展的要求，也是地震應急救援領域建設與發(fā)展的緊迫任務之一，這樣可切實提高政府應對地震災害事件的管理能力和協(xié)同能力（姜立新等，2003b）。

1 地震應急指揮協(xié)同需求分析

地震發(fā)生后，按照地震應急預案，必須在 30分鐘之內為有關部門提供信息，因此要求具備以下兩點應急聯(lián)動能力：一是在震后15分鐘內啟動并接通國家應急平臺；二是震后30分鐘內啟動并接通各個指揮部成員單位和其他相關應急指揮機構。同時需要對地震災情進行快速處理，以便在短時間內向指揮部提供應急決策建議，特別是對一些重點目標或重要設施的行動處置建議。這就需要各相關專業(yè)部門協(xié)同開展評估和處置，因此必須實現以下兩點協(xié)同評估能力：一是在震后30分鐘內建立協(xié)同工作關系；二是在震后1小時內完成初次協(xié)同評估和協(xié)同決策（姜立新，2005；苗崇剛等，2004）。

汶川特大地震應急救援和抗震救災實踐表明，我國應對巨大地震災害的各項準備工作仍有許多薄弱環(huán)節(jié)亟待加強，各部門之間缺乏有效的溝通機制和聯(lián)動協(xié)同能力，單打獨斗現象較為普遍。面對汶川地震近40萬km2的地震災區(qū)，救援隊伍調度、災害現場責任制、災情信息溝通、基礎數據交換、水庫堰塞湖搶險、滑坡泥石流搶險、災害損失評估、救災物資發(fā)放、通信資源的統(tǒng)一使用等諸多事項，在震后初期表現得較為無序，救援場面較為混亂，救援指揮工作缺乏統(tǒng)一部署和有效的部門間協(xié)調，直到后期才逐步納入統(tǒng)一管理的軌道（帥向華等，2009a；2009b）。

通過聯(lián)動協(xié)同機制的建立，將進一步提升國家地震巨災緊急動員能力、協(xié)同聯(lián)動能力、應急救援能力和組織保障能力，建立健全部門聯(lián)動、軍地協(xié)作、上下協(xié)同應對巨災的體制和機制，切實提升地震應急、緊急救援、抗震救災、評估分析和恢復重建等組織保障能力，加速各地、各級和地震現場應急指揮技術系統(tǒng)建設，構建科學統(tǒng)一的地震應急指揮協(xié)同平臺，加強部門、軍地、社會應急救援協(xié)同演練和保障能力建設等。地震應急指揮協(xié)同平臺是在地震應急基礎數據庫基礎上，針對政府指揮、聯(lián)動協(xié)同、救援決策、災區(qū)救災、國際救援等多種需求，分別進行處理和加工，形成各種應急救援信息服務產品，并為地震應急聯(lián)動服務提供技術支撐（帥向華等，2011）。

2 地震應急指揮協(xié)同技術平臺構成

地震應急指揮協(xié)同技術平臺由國家協(xié)同控制節(jié)點、專家協(xié)同工作單元和地震專業(yè)機構協(xié)同單元三個層次結構組成，在國務院抗震救災指揮部建立國家地震應急協(xié)同工作控制節(jié)點，管理各協(xié)同單元和省級指揮中心和國家抗震救災指揮部之間的地震協(xié)同應急功能。應急指揮與協(xié)同應用系統(tǒng)是該平臺的基礎，由國家地震應急協(xié)同工作控制節(jié)點、區(qū)域地震應急協(xié)同節(jié)點、行業(yè)專家協(xié)同工作單元和地震專業(yè)機構協(xié)同工作單元組成（圖1）。

圖1 協(xié)同單元構成圖Fig. 1 Structure of collaborative work units

應急指揮與協(xié)同應用平臺以地震行業(yè)專網、國家電子政務專網、互聯(lián)網等為信息通道，在國務院抗震救災指揮部地震應急指揮技術系統(tǒng)平臺（“十五”已建成）的基礎上，充分利用各行業(yè)專業(yè)數據庫、專業(yè)分析系統(tǒng)、專業(yè)分析模型，建立一個針對國務院抗震救災指揮部與專家單元和專業(yè)地震機構之間的開放的信息交互、協(xié)同工作平臺和工作關系，為地震災情評估和應急救援提供專家協(xié)同支撐。整個技術系統(tǒng)由協(xié)同專用網段、視頻會議、信息壓縮和加解密、信息匯總與協(xié)同控制、協(xié)同安全管理、協(xié)同調度、國家中心協(xié)同控制管理軟件、協(xié)同單元接入、專業(yè)機構協(xié)同軟件構成。其總體結構如圖2所示。

圖2 協(xié)同工作支撐子系統(tǒng)結構示意圖Fig. 2 System structure of supporting subsystems for collaborative work

3 應用支撐系統(tǒng)設計

應用支撐系統(tǒng)主要包括網絡應用數據壓縮機、數據加解密機、網絡交換機、視屏會議終端、IP電話、圖形顯示投影設備、協(xié)同安全控制模塊、系統(tǒng)匯總與協(xié)同總控模塊、協(xié)同調度模塊、系統(tǒng)管理服務器和協(xié)同響應工作站。其中需要特別說明的是，國家中心的網絡應用數據壓縮機采用統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一共享原則，各應用系統(tǒng)使用統(tǒng)一的網絡應用數據壓縮機。國家中心涉及兩套網絡，分別為地震行業(yè)網和國家政務外網，因此，需要在兩個網絡出口分別部署網絡應用數據壓縮機；國家中心的數據加解密機采用統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一共享原則，國家中心各應用系統(tǒng)使用統(tǒng)一的數據加解密機。其基本工作技術流程如圖3所示。

圖3 協(xié)同應用支撐系統(tǒng)工作技術流程圖Fig. 3 Flowchart of supporting system for collaborative application

4 協(xié)同工作應用系統(tǒng)設計

協(xié)同工作應用系統(tǒng)主要包括3個專業(yè)應用軟件：國家中心協(xié)同控制管理軟件、專家協(xié)同工作單元專業(yè)軟件、專業(yè)地震機構地震應急協(xié)同工作單元專業(yè)軟件。

（1）國家中心協(xié)同控制管理軟件設計

國家中心協(xié)同控制管理系統(tǒng)實現國家中心內部協(xié)同環(huán)境以及與外部協(xié)同單元的協(xié)同互操作、協(xié)同調度和協(xié)同過程的記錄，為地震應急期間提供協(xié)同工作技術支撐。該系統(tǒng)包括以下5個部分：系統(tǒng)管理、協(xié)同評估數據集成與定向傳送、協(xié)同應用記錄管理、協(xié)同數據庫管理、協(xié)同信息分析。體系結構設計如圖4所示。

（2）專家協(xié)同工作單元軟件設計

針對地震災害評估與決策過程中的業(yè)務需求，建設行業(yè)專家協(xié)同工作單元，匯集相關的行業(yè)專家和專業(yè)方法/模型/知識；在統(tǒng)一的網絡基礎、數據資源和協(xié)同工作軟件的支持下，同相關部門建立密切的信息交換和溝通渠道，在災害發(fā)生的不同階段，會同相關行業(yè)專家開展地震災害損失評估（圖5）。

（3）專業(yè)地震機構地震應急協(xié)同工作單元軟件

以地震行業(yè)專網為信息通道，在國務院抗震救災指揮部地震應急指揮技術系統(tǒng)平臺的基礎上，充分利用地震專業(yè)機構的專業(yè)數據庫、專業(yè)分析系統(tǒng)、專業(yè)分析模型，建立一個開放的信息交互、協(xié)同工作平臺和工作關系，為地震災情評估和應急救援提供專家協(xié)同支撐（圖6）。

5 終端系統(tǒng)及接口設計

協(xié)同工作子系統(tǒng)的終端系統(tǒng)是各個協(xié)同單位，包括專家協(xié)同工作單元和地震專業(yè)協(xié)同機構工作單元，同時還兼顧區(qū)域抗震救災指揮部。接口涉及音頻、視頻、SMS、計算機信號、音視頻等，其中 SMS屬于軟硬件一體的接口控制，由各專業(yè)設備廠商提供服務，而計算機信號通過數據總線方式進行信息協(xié)同（圖7）。

6 討論

地震是一個突發(fā)性災種、涉及面廣、破壞性強，抗震救災是全社會共同面對的問題，而不是一個部門、一個地區(qū)、一個行業(yè)或一種技術能夠解決的，這就需要在一個共同的環(huán)境下進行協(xié)同配合，各部門必須相互支援、統(tǒng)一調度指揮和協(xié)同行動，才能有效地開展抗震救災工作（張百成等，2005）。鑒于目前我國部門和行業(yè)管理體制存在部門分割、行業(yè)分割等現狀，必須通過政府的有效協(xié)調，建立圍繞國家和省級抗震救災指揮部的多部門聯(lián)動協(xié)同機制和信息溝通與數據交換渠道，一旦發(fā)生重大破壞性地震，才可以形成前后方一體、多部門一體、全社會一體的協(xié)同抗震救災局面，避免各自為政、相互孤立、信心溝通不暢的困境。通過聯(lián)動協(xié)同機制的建立，將進一步提升國家地震巨災緊急動員能力、協(xié)同聯(lián)動能力、應急救援能力和組織保障能力（姜立新等，2011），建立健全部門聯(lián)動、軍地協(xié)作、上下協(xié)同應對巨災的體制和機制，切實提升地震應急、緊急救援、抗震救災、評估分析和恢復重建等組織保障能力，加速各地、各級和地震現場應急指揮技術系統(tǒng)建設，構建科學統(tǒng)一的地震應急指揮平臺，加強部門、軍地、社會應急救援協(xié)同演練和保障能力建設等。

圖4 協(xié)同應用體系結構設計圖Fig. 4 Structure design of collaborative application

圖5 專家協(xié)同工作單元數據流程和系統(tǒng)邏輯結構Fig. 5 Data flow and logical structure of expert’s collaborative application unit

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Study on the Design of Earthquake Emergency Command Collaboration Technology Platform

Jiang Lixin1), Shuai Xianghua1), Nie Gaozhong2), Yang Tianqing1),Xi Nan1)and Li Xiaojie1)

1) China Earthquake Network Center, Beijing 100045, China
2) Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China

Capability of earthquake emergency command collaboration service is critical in building the ability of national earthquake social service. However，such study and service in China is still at the beginning stage, and the earthquake emergency command collaboration technology platform will be established for a period of time in the future. Therefore, the constitution, design and realization of the earthquake emergency command collaboration technology platform requires great attention. In this paper, we discussed the content and the future development about earthquake emergency command collaboration technology platform according to the preliminary design of national earthquake social service project.

姜立新，帥向華，聶高眾，楊天青，席楠，李曉杰，2012．地震應急指揮協(xié)同技術平臺設計研究．震災防御技術，7（3）：294—302.

國家科技支撐計劃課題（2012BAK15B06-02）；地震行業(yè)專項（201208018）

2012-07-03

姜立新，男，生于1966年。研究員。主要從事地震災害和地震應急技術系統(tǒng)等研究。E-mail: jlx@seis.ac.cn

Κey words: Earthquake emergency; Command collaboration; Information service