地震應急指揮協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同技術平臺的建設。因此，地震應急指揮協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展應進行的工作。

地震應急 指揮協同 信息服務

引言

進入21世紀以來，我國已發生2次8級以上巨震，1次是2001年的昆侖山8.1級地震，由于發生在無人區，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生7.0級以上地震的可能性較大，甚至有發生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，地震應急指揮系統暴露出了很多問題，如：地震預警系統缺失、災情信息獲取困難、應急救援協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現的這些問題，不僅需要從法律、法規、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、災情快速獲取系統、應急聯動協同系統和救援指揮系統，只有在建立相關法律法規的同時，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生。

為迅速響應、高效應對包括破壞性地震在內的各類突發公共事件，我國確定了黨委領導、政府負責、部門聯動、軍地協作、社會參與的應急管理體制，形成了統一指揮、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和31個省的抗震救災指揮部技術系統，雖然已初步構成了地震應急指揮技術系統的內部框架，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和指揮場所，而應急指揮系統所必須的“信息觸角”、“部門聯動”、“專家協同”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動協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動協同，著重解決好前后方、部門間、軍地間的聯動問題，解決好所涉單位、部門專家團隊的實時協同問題。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調關系，實現多部門間的協同應對，這是國家公共應急體系發展的要求，也是地震應急救援領域建設與發展的緊迫任務之一，這樣可切實提高政府應對地震災害事件的管理能力和協同能力（姜立新等，2003b）。

1 地震應急指揮協同需求分析

地震發生后，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部門協同開展評估和處置，因此必須實現以下兩點協同評估能力：一是在震后30分鐘內建立協同工作關系；二是在震后1小時內完成初次協同評估和協同決策（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節亟待加強，各部門之間缺乏有效的溝通機制和聯動協同能力，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，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、救災物資發放、通信資源的統一使用等諸多事項，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一部署和有效的部門間協調，直到后期才逐步納入統一管理的軌道（帥向華等，2009a；2009b）。

通過聯動協同機制的建立，將進一步提升國家地震巨災緊急動員能力、協同聯動能力、應急救援能力和組織保障能力，建立健全部門聯動、軍地協作、上下協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建設，構建科學統一的地震應急指揮協同平臺，加強部門、軍地、社會應急救援協同演練和保障能力建設等。地震應急指揮協同平臺是在地震應急基礎數據庫基礎上，針對政府指揮、聯動協同、救援決策、災區救災、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，并為地震應急聯動服務提供技術支撐（帥向華等，2011）。

2 地震應急指揮協同技術平臺構成

地震應急指揮協同技術平臺由國家協同控制節點、專家協同工作單元和地震專業機構協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同工作控制節點，管理各協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同應急功能。應急指揮與協同應用系統是該平臺的基礎，由國家地震應急協同工作控制節點、區域地震應急協同節點、行業專家協同工作單元和地震專業機構協同工作單元組成（圖1）。

圖1 協同單元構成圖Fig. 1 Structure of collaborative work units

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

圖2 協同工作支撐子系統結構示意圖Fig. 2 System structure of supporting subsystems for collaborative work

3 應用支撐系統設計

應用支撐系統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、協同安全控制模塊、系統匯總與協同總控模塊、協同調度模塊、系統管理服務器和協同響應工作站。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一規劃、統一共享原則，各應用系統使用統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一規劃、統一共享原則，國家中心各應用系統使用統一的數據加解密機。其基本工作技術流程如圖3所示。

圖3 協同應用支撐系統工作技術流程圖Fig. 3 Flowchart of supporting system for collaborative application

4 協同工作應用系統設計

協同工作應用系統主要包括3個專業應用軟件：國家中心協同控制管理軟件、專家協同工作單元專業軟件、專業地震機構地震應急協同工作單元專業軟件。

（1）國家中心協同控制管理軟件設計

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

（2）專家協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務需求，建設行業專家協同工作單元，匯集相關的行業專家和專業方法/模型/知識；在統一的網絡基礎、數據資源和協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，在災害發生的不同階段，會同相關行業專家開展地震災害損失評估（圖5）。

（3）專業地震機構地震應急協同工作單元軟件

以地震行業專網為信息通道，在國務院抗震救災指揮部地震應急指揮技術系統平臺的基礎上，充分利用地震專業機構的專業數據庫、專業分析系統、專業分析模型，建立一個開放的信息交互、協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同支撐（圖6）。

5 終端系統及接口設計

協同工作子系統的終端系統是各個協同單位，包括專家協同工作單元和地震專業協同機構工作單元，同時還兼顧區域抗震救災指揮部。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同（圖7）。

6 討論

地震是一個突發性災種、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、一個行業或一種技術能夠解決的，這就需要在一個共同的環境下進行協同配合，各部門必須相互支援、統一調度指揮和協同行動，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管理體制存在部門分割、行業分割等現狀，必須通過政府的有效協調，建立圍繞國家和省級抗震救災指揮部的多部門聯動協同機制和信息溝通與數據交換渠道，一旦發生重大破壞性地震，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。通過聯動協同機制的建立，將進一步提升國家地震巨災緊急動員能力、協同聯動能力、應急救援能力和組織保障能力（姜立新等，2011），建立健全部門聯動、軍地協作、上下協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建設，構建科學統一的地震應急指揮平臺，加強部門、軍地、社會應急救援協同演練和保障能力建設等。

圖4 協同應用體系結構設計圖Fig. 4 Structure design of collaborative application

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

姜立新，帥向華，張建福，李志強等，2003a. 地震應急指揮管理信息系統的探討. 地震，23（2）：115—120.

姜立新，聶高眾等，2003b. 我國地震應急指揮技術體系初探. 自然災害學報，12（2）：1—6.

姜立新，2005. 中國數字地震觀測網絡地震應急指揮技術系統技術規程. 北京：地震出版社.

姜立新，帥向華，聶高眾等，2011. 地震應急聯動信息服務技術平臺設計探討. 震災防御技術，6（2）：156—163.

苗崇剛，聶高眾，2004. 地震應急指揮模式探討. 自然災害學報，13（5）：48—54.

帥向華，姜立新，劉欽等，2009a. 地震應急指揮技術系統設計與實現. 測繪通報，7：38—41.

帥向華，楊天青，馬朝暉等，2009b. 國家地震應急指揮技術系統. 北京：地震出版社.

帥向華，聶高眾，姜立新等，2011. 國家地震災情調查系統探討. 震災防御技術，6（4）：396—405.

張百成，譚偉閑主編，2005. 城市應急聯動系統建設. 北京：科學出版社.

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等研究。E-mail: jlx@seis.ac.cn

Κey words: Earthquake emergency; Command collaboration; Information service