火场应急指挥平台的研究与设计

张景强，李崇隽，武文凯，魏龙，李维，乐明

（1.武警警种学院，北京100000；2.江西华宇软件股份有限公司，江西南昌330000）

火场应急指挥平台的研究与设计

张景强1，李崇隽2，武文凯1，魏龙2，李维2，乐明2

（1.武警警种学院，北京100000；2.江西华宇软件股份有限公司，江西南昌330000）

平台突出“一体化”建设思路，从数据一体化、技术一体化、业务一体化、应用一体化等多个方面逐步完善，实现“一张图”的概念。实现了国家、省、市、县平台间的互联互通、数据共享、地图同步；实现了林业信息资源的全面整合、综合利用、可视化管理；在“一张图”上即可进行所有的操作，实现了智能调度与地理信息的高度整合。火场应急指挥平台是跨区域统一指挥、协同作战的重要载体，极大提升了国家相关部门应对处理森林火灾的能力。

异构通信；辅助决策；智能调度；一张图

1 国内现状

目前，我国应急指挥平台的优势主要表现在硬件方面，指挥会议室装修很好，采用进口大屏幕等，但是平台软件还处于一个较低的水准，没有跟上硬件的发展，无法很好地为决策者提供快捷高效的支持。系统往往只有简单的信息查询和语音对讲功能，而且大部分的地理信息系统和指挥调度系统是两个系统，是分开使用的，这样加大了使用人员的操作难度，增加了业务流程，使得救援工作整体不够顺畅，这对分秒必争的火灾救援工作是十分不利的。

火场应急指挥平台的研究与设计方向就是解决这些问题，让操作人员可以简单高效的使用系统，解决发生火灾时遇到的疑难问题。

2 需求分析

火场应急指挥平台主要用于各级森林防火指挥中心对森林火灾的日常调度、应急处置的指挥决策，该系统的具体需求如下：

1）网络与通信需求。各级森林防火机构建立的火场应急指挥平台要能够搭建与国家森林防火指挥部应急通信系统兼容的通信系统，保证网络和通信畅通，实现音视频通信；通过网络通信技术，结合视频会议系统和程控语音系统，建立视频、语音指挥调度平台，实现管理区域内森林防扑火视频、语音指挥调度，并可利用该系统组织召开电视、电话会议，满足扑火调度中对灾情实时监控。多媒体指挥中心，可以同时显示火灾现场采集到的各类火场信息。

2）系统功能需求。为满足辅助决策需求，系统需要集成基础地理数据、森林资源数据和森林防火信息数据，能够发布规范化、标准化数据服务，实现森林防火信息专题图的生成与显示、火场定位、态势标绘、智能辅助与决策分析、二维与三维同步显示、三维场景漫游、空间信息测量以及林火扑救指挥标绘等等功能。需要提供标准化接口，能够与森林防火预警系统、卫星林火监测系统，以及林业、气象、天地图等相关公共服务系统连接。系统要能够实现多方数据和信息的采集、传输、汇聚、分析和显示，来实现森林火险天气与林火行为预测。

3）“一张图”应用需求。除满足网络、功能需求外，火场应急平台最大的需求就是操作简单、使用方便，在分秒必争的救援工作中节省宝贵的时间。火灾应急指挥中所有的问题都需要通过“一张图”来得到答案。这包括：

所有的数据共享在这“一张图”上进行浏览查询；

辅助决策结果直接显示在“一张图”上；

前线所有的可调度人员以图标方式显示在“一张图”上；

查看监控点视频，扑救队员视频可以直接在“一张图”上操作；

指挥中心的林火标绘可以直接展示在“一张图”上；

智能调度模块集成到“一张图”界面中，直接点击即可语音呼叫、组建会议，查看某个会议室时，可以在“一张图”上看到各个人的位置信息；

调度坐席对终端进行调度以后，可以在“一张图”上查看行进轨迹。

3 网络架构

在发生森林火灾的地方，往往是网络覆盖的盲区。而没有网络，该系统则运行困难，或者无法发挥全部作用。应急通信网络后方由多级指挥中心组成，前线设备放卫星通讯车上。如图1所示，整个平台都运行在互联网上，前线的网络由临时搭建的4G专网通过电信上网设备连接到互联网，如果无电信信号，则通过卫星信号，保证网络的通畅。

图1 网络架构

依靠应急通信系统，多种异构设备终端可以无缝的接入到应急指挥网络中，这些设备终端都可以显示在系统中。应急指挥平台可以无差别的识别各种设备终端、接入到我们的应急网络中后，指挥人员可以不用关心是何种设备、如何调试、只需看到终端在指挥平台的地图上有显示，就可以和它点对点通讯或把多个相同、异构通信终端拉入会议室，召开音视频会议。

4 功能设计

平台支持高清卫星影像数据、能够统一对森林防火专题数据、物资储备库、森林防火指挥中心、扑救力量、水源、道路、行政区界等基础信息，属性数据、元数据，以及森林资源数据、数字高程模型等多种数据进行管理，能够构建森林防火主题研究相关知识库、扑火分析模型库和损失评估、绩效评估研究方法库，能够为决策主题提供全方位、多层次的决策支持和知识服务。平台功能包含如下几个方面：

1）信息查询。系统包含丰富的查询功能，这些功能都是辅助决策的前提，依托这些准确的信息结果，决策者才能有效地进行下一步工作。功能包括：周边地名信息，查询火场周边水源分布，森林资源分布情况、扑救力量部署分析及重要目标、危险设备设施分析。

2）战术计算。战术计算主要是根据火灾现场实时回传的气象信息（风向、风力等），再结合地势、地貌，对火势蔓延进行科学的模拟（图2），对林火的扑救起到指导作用。系统还可以进行火线长度测量、过火面积计算、自动分析最佳扑救路径、扑救路线下发到指挥终端。

3）决策部署。综合前期信息查询与战术计算的分析结果、建立可视化的指挥扑救部署方案，并将其传送到各扑救力量的单兵终端。决策部署的方案文件包括专业的作战文书、作战日志和战斗要报。根据火灾情况、扑救情况、扑火前指工作情况等快速生成作战文书。回传给指挥中心、方便领导及时掌握火场动态、兵力分布情况等。

图2 林火蔓延模拟

4）智能调度。智能调度是系统的核心模块之一，而这个模块并不是孤立工作的，在整合平台中，智能调度与信息查询、辅助决策等高度融合，共同处理火灾扑救时遇到的问题（图3）。这主要是归功于“一张图”模式，它将所有的应急通信、辅助决策、智能调度、视频监控、预警资源整合到一张地图中，一个界面下，所有的浏览、显示、操作高度一体化，互为不可分割的整体。

图3 智能调度一张图

智能调度功能包括：语音呼叫、视频呼叫、集群会议等。省级调度平台与市、县级调度平台紧密连接，可以直接对县级调度平台进行管理操作。可以与森林火险预警监测、视频会议/监控、3G前指无线视频会商等系统的对接。现场火情态势标绘可以同步到其他调度平台。与各类基础信息平台无缝连接，可以调取其他单位各类资源信息。

5）系统评估。火灾的评估工作主要包括：火灾损失评估和扑火绩效评估，这都是平台功能的组成部分。评估的功能包括：利用火区边界获取林班信息、评估林木损失情况。读取专家资料库、评估林木经济损失。根据损失模型、计算火灾损失、计算各扑救力量绩效评估因子。根据绩效评估模型，计算扑救绩效。

5 结语

国务院办公厅于2014年发布了关于加快应急产业的意见，目前我国应急产业的发展还在初期阶段，市场前景巨大，该产品具有很大的市场空间。各级森林防火指挥中心可以根据需求来定制本产品，在跨区域的扑救火灾、应急指挥等重要业务工作中，通过省厅与各县之间的空间数据交换与信息共享，真正实现了统一指挥、协同作战。

（责任编辑：韩焕金）

S762.3+3

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2015-07-06