全國海洋突發事件應急管理系統設計與實現

于慶云，張蒙蒙

(1.國家海洋局北海環境監測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室 青島 266033)

全國海洋突發事件應急管理系統設計與實現

于慶云1,2，張蒙蒙1,2

(1.國家海洋局北海環境監測中心 青島 266033；2.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室 青島 266033)

全國海洋突發事件應急管理系統是全國海洋生態環境監督管理系統的重要組成部分，該系統利用XML技術整合現有應急業務工作流程，實現對赤潮、綠潮、溢油、化學品泄漏和核輻射等應急事件的定位、敏感區分析、應急監視監測、模擬預測、應急處置、輔助決策支持、信息通報等的信息化管理，全面提高了海洋行政主管部門應急響應能力。

海洋突發事件；應急管理；信息化；管理系統

近年來包括溢油、綠潮(赤潮)、危化品泄漏、核泄漏在內的海洋突發事件接連發生，蓬萊19-3溢油、黃島11.22、 日本福島核電站泄漏、天津8.12危化品泄漏、黃海綠潮連續多年大規模暴發等，這些海洋突發事件對水產養殖、水上運動、濱海旅游、海上交通運輸等相關產業的影響尤為嚴重，這些產業在海洋經濟中具有舉足輕重的地位[1]。傳統應急處置業務流程涉及多單位、多部門、且時效性差，數據、產品分散，應急響應能力較差。近年來，國內外海洋機構為提升應急響應能力，分別開發了自己的海洋應急業務和管理系統[2-7]，比較典型的有國家海洋信息中心通過將預報結果與GIS平臺相結合，建立的可視化的溢油預報預警系統渤海海域溢油應急預測預警系統[8-9]，以及國家海洋局北海預報中心的黃海綠潮應急預測系統[1]，但是前者局限于渤海這一特定海域的溢油事件，后者局限于黃海海域的綠潮應急，另外還有國家海洋局第二海洋研究所的長江口、杭州灣及毗鄰水域涉海污染事故應急輔助決策系統[7]，該系統同樣存在局限于特定海域這一局限性。一個全國性的，可以在統一指揮平臺下跨部門聯動、集成多種海洋突發事件的綜合性海洋突發事件應急管理系統應運而生。

1 需求分析

實現赤潮(綠潮)、溢油/化學品泄漏和核輻射等海洋突發應急事件的應急管理信息化、規范化、高效化，提升應急管理工作的時效性。

(1)加強應急信息管理的高效化與規范化，提高海洋突發事件應急管理工作的信息化程度。

(2)完善各級應急管理部門的協調機制，提升應急響應能力，制定針對以國家海洋局為中心輻射地方各級人民政府、責任企業的應急協調機制，通過系統開發及部署，實現應急業務管理、決策支持、應急指揮調度的多層信息化需求，提高應急指揮效率。

(3)加強海洋突發事件應急模擬演習，提高應對突發事件風險意識，檢驗應急預案效果的可操作性，提高海洋突發事件應急反應能力，實現虛擬海洋突發事件的模擬，調用系統內各種數據及虛擬資源，模擬海洋突發事件發生、發展的過程，實現對特定海洋突發事件應急響應過程的模擬推演。

(4)加強應急管理工作的信息整合能力，利用大數據技術為應急管理工作提供數據支持和保障，提升應急管理部門決策指揮效率。綜合所有應急響應技術單位提供的數據信息，根據應急決策需求，整合有效信息，短時間內全面簡練地在系統底圖上進行統一展示，并將關鍵風險源、應急力量列表存儲，實現“一張圖”上的綜合輔助決策信息動態展示，“一張表”內的應急響應關鍵信息存儲。

(5)服務公眾。以提升海洋突發事件應急管理服務效能為目標，面向政府、公眾、企業和內部職責部門的信息服務需求，通過信息發布平臺，及時發布海洋突發事件預警預報信息及應急處置信息，從而為政府、企業在海洋突發應急事件處置工作中提供技術依據，同時保障公眾的環境知情權。

2 系統總體設計架構

全國海洋突發事件應急管理系統作為全國性的海洋信息化業務平臺，秉承了整合資源、統籌規劃、頂層設計、分步實施的設計原則[10]，實現了對赤潮(綠潮)、溢油/化學品泄漏和核輻射等應急事件的業務工作通過信息化平臺實現快速流轉。

根據系統建設目標，本系統服務對象為各級海洋行政主管部門及其技術支撐單位、海洋勘探開發企業、沿海危險化學品企業、公眾等。系統在統一應急管理指揮平臺下，將海洋突發應急事件涉及的組織部門納入統一指揮調度系統，為海洋突發事件應急管理提供有力保障。系統總體架構分為7層：采集層、基礎層、數據層、平臺層、應用層和門戶層。

2.1 采集層

系統的信息源，包括應急管理工作中各種監視監測數據、預報信息，采集層的信息通過專網傳遞到系統數據層的數據中心或數據庫中。

2.2 基礎層

由網絡體系、硬件設備、系統軟件組成，為整個系統提供基礎的網絡平臺、硬件平臺和系統操作平臺，負責系統的信息傳遞、模塊集成、功能展示等。

2.3 數據層

應急管理工作中涉及的各類應急基礎信息、應急監視監測、模擬預測、損害評估、信息發布等方面的資料、數據、信息的存儲、維護和優化。包括數據資源目錄、各部門業務信息資源和共享信息資源。

2.4 平臺層

根據現有的組織指揮體系和應急業務流程，全面協調和設計應急指揮平臺，根據系統用戶類別設置總局、分局、省級3級應急指揮平臺[11]。

2.5 應用層

系統的主要功能模塊，實現應急管理業務流程的功能，主要包括綜合信息查詢子系統、環境影響應急監視監測子系統、應急模擬預測子系統、應急決策支撐子系統、應急處置子系統、環境影響與災害損失評估子系統和應急發布平臺子系統共7個子系統。

2.6 門戶層

為系統內使用用戶和系統對外服務對象提供信息交流和信息發布服務，根據用戶對象和服務對象的類別分別設置專網和外網門戶，支持用戶管理、單點登錄、個性化服務、信息交流與發布等。

3 網絡架構設計

系統主要依托海域動管專網，充分利用海洋局現有網絡資源，采用地面專線與無線通信相結合方式，在現有網絡覆蓋范圍的基礎上延伸網絡節點，建成覆蓋國家海洋局、國家相關業務中心、海區分局及下屬機構和環境監測站、海洋站，以及沿海省市海洋行政主管部門、各級海洋環境監測中心及監測站、國家自然保護區及其管理機構、海洋環保執法部門的數據傳輸網絡。

海洋突發應急事件中隸屬海事局外網的船舶信息網中的船舶定位，海洋石油開發企業、沿海化工企業等擁有的應急處置力量，都是應急工作所需的重要數據，海域網中的應急系統希望訪問互聯網信息，但安全和保密方面的要求一直無法很好地解決，目前研究結果較為認可的解決方式是利用基于虛擬路由器冗余協議(VRRP)等方式的物理隔離網閘實現涉密網和互聯網的物理隔離，通過網閘技術實現網間數據安全交互[12-14]，劉一博等對接入者本身的身份和行為安全認證方面作為切入點，建立網絡可信互聯模型，將可信計算中的相關技術應用于模型中的認證單元，從量化角度實現對接入者的可信認證，保證兩網間安全的信息交互[15]。

通過簡便快捷的方式將海域網外的重要數據納入系統業務流程成為我們二期建設中考慮的重點工作。考慮到現有規章制度并未明確認可以上方式，因而在我們暫時通過就近光纖接入的方式，將試點企業納入專網節點，另一方面正在規劃通過組建一套由網閘及網絡安全設備構成的背靠背對接安全域，對內連接海域網對外連接企業應急專網，通過光盤介質的形式將企業應急系統中的應急力量配置、風險源分布等快速導入海域網。

4 數據庫建設

根據海洋突發事件應急管理的業務需求，以海洋生態環境保護信息分類與代碼為基礎，設計和建設海洋突發事件監測數據庫、應急輔助數據庫、海洋突發事件應急處置數據庫和用戶管理數據庫等，為海洋突發事件應急管理子系統和綜合信息平臺運行提供數據支撐，研制開發數據集成系統，通過標準數據交換格式和質量控制手段，實現動態的海洋突發事件應急管理數據交換機制。

4.1 海洋突發事件監測數據庫

主要存儲赤潮(綠潮)應急監測數據、溢油/化學品泄漏應急監測數據和核輻射應急監測數據。

赤潮(綠潮)應急監測數據包括：赤潮(綠潮)事件情況、應急空間數據、分布圖、事件簡報文檔。

溢油應急監測數據包括:溢油事件情況、溢油應急空間數據、溢油分布圖、溢油陸岸監測情況、油品鑒定、溢油擴散預測、油粒子運動軌跡、溢油溯源、油粒子運動軌跡回推、油品光譜圖、油品色譜圖、油品鑒定報告、溢油事件簡報文檔。

化學品應急監測數據包括：海上化學品的泄漏事件情況、鑒定報告、擴散預測、粒子運動軌跡、泄漏溯源、運動軌跡回推、泄漏應急空間數據泄漏分布圖、泄漏事件簡報文檔。

核輻射應急監測數據包括：核輻射事件情況、應急空間數據、分布圖、事件簡報文檔。

4.2 應急輔助數據庫

主要存儲應急監視監測輔助、應急資源輔助、應急技術輔助、應急背景信息輔助。

應急監視監測輔助包括：應急監視報告、應急事件現場照片視頻、應急遙感影像、應急遙感解譯結果、監視飛機飛行軌跡。

應急資源輔助：監視飛機資源分布、監視船舶、監視船舶資源分布、清污船空間分布、應急車輛、監視機構空間分布、監測機構空間分布、應急隊伍、應急相關專家。

應急技術輔助：應急預案、應急監測方案、應急監視方法、應急處置技術。

應急背景信息輔助：濱海危化品風險源和空間數據、海上船舶風險源和空間數據、濱海核電站空間數據、環境敏感區分布空間數據、國內外應急案例情況、海洋環境風險區劃、海洋環境風險區劃圖件、物理環境實況再分析場、物理環境預報場、航道信息空間數據、錨地信息空間數據。

4.3 海洋突發事件應急處置數據庫

包括應急處置基本情況、應急處置信息、應急處置報告。

應急處置基本情況包括：應急處置機構、應急處置方案。

應急處置信息包括溢油應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術、已回收溢油量、溢油處置率、應急處置現場照片視頻等信息)、赤潮/綠潮應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術、已回收綠潮量、綠潮處置率、已殺滅赤潮面積、赤潮處置率、應急處置現場照片視頻等信息)、化學品應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術、應急處置現場照片視頻等信息)、核輻射應急處置信息(應急處置隊伍、應急處置技術等信息)。

4.4 用戶管理庫

主要是對用戶信息和系統權限的管理，實現系統的安全信息化管理。

5 系統功能設計

系統功能設計基于應急管理工作業務流程設計，由不同功能模塊實現應急管理的信息化。根據海洋突發事件應急業務流程和主要工作內容，設計系統總體功能主要實現包括環境影響監視監測、應急決策、應急模擬預測、災害損失評估、應急信息發布、應急基礎地理信息展示、應急監視監測信息展示、應急模擬預測展示、應急指揮調度、視頻會商等功能。

圖1 系統功能列表

6 特點及展望

系統通過集成觀測數據、預報數據、漂移擴散數據等多種方式，將這些數據通過產品的形式發布在系統底圖[16]，通過這種方式，可以將多種信息形成綜合產品發布于系統平臺上，極大地增強了決策指揮和應急處置能力。

2015年12月18日，國家海洋局北海分局順利通過基于本系統的“2015渤海海洋石油勘探開發溢油應急桌面演習”，系統在演習中得到了檢驗，演習過程中各單位、部門響應迅速，信息上報及時，取得了良好的演習成效，獲得了包括國家海洋局環保司、東海分局、南海分局、國家海洋環境監測中心、國家海洋信息中心在內的各單位的認可，同時各單位結合自身在海洋石油勘探開發溢油應急響應工作中的職責提出了相關建議。

在今后一段時間內，我們重點關注移動端的定制開發，以及系統在全國范圍內尤其是在省市級海洋主管部門以及相關企業的推廣使用。同時，我們認識到信息化系統的建設是為業務體系服務，海洋突發事件應急處置不可能僅通過一個信息化系統就能完全應對，挑戰依然存在，包括從法律制度管理上進行完善，加強溢油、危化品泄漏等的應急合作，提升應急快速反應能力，并改善相關的研究和開發項目[17]。

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TheDesignandImplementationofNationalMarineEmergencyManagementSystem

YU Qingyun1,2,ZHANG Mengmeng1,2

(1.North China Sea Environmental Monitoring Center,SOA,Qingdao 266033,China; 2.Laboratory of Marine Spill Oil Identification and Damage Assessment Technology,SOA,Qingdao 266033,China)

National Marine Emergency Management System is an important part of National Marine Eco-environmental Surveillance and Management System.This system integrated the current emergency business of red tide,green tide,oil spill,chemical leakage and nuclear radiation through XML technology.It has the following functions:locating the emergency events,sensitivity analysis,emergency monitoring,simulation and prediction,emergency disposal,assistant decision support and information notification.This system had totally improved the emergency responding ability of the departments of State Oceanic Administration.

Marine emergency events,Emergency management,Informatization，Managing system

2017-04-07；

2017-06-19

國家重點研發計劃：海洋環境安全保障專項(2016YFC1402307)；山東省海洋生態環境與防災減災重點實驗室(201601).

于慶云，工程師，博士，研究方向為海洋環境監測與評價

P736.22

A

1005-9857(2017)09-0054-05