問題與對策：甘肅省林草火災預警監測

劉海洲，張志誠，王寧揚

（甘肅省森林防火預警監測信息中心，甘肅 蘭州 730030）

森林、草原火災發生面廣，突發性強，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安全，還會影響氣候、植被及環境等，甚至影響到當地社會穩定和事業發展[1]。林草火災預警監測指在林區、草場建立火險自動監測站，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，利用網絡、信息和無人機等手段實時評估火險等級，發布火險預警，目的是消除火險隱患，將火災消滅在萌芽狀態，遏制森林、草原火災的蔓延。甘肅省林草火災預警監測工作起步較晚，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狀，薄弱環節更加明顯。為此，分析甘肅省林草火災預警監測現狀，揭示問題根源，提出對策，以期推進工作。

1 現狀

經過多年發展，甘肅省林草火災預警監測體系基本成型，初步建成林草防火信息指揮、預警監測和無人機等3套應用系統，依托公共網絡連接市（州）林草防火部門及相關單位，融合火險預警、衛星監測、地理信息系統、信息網絡系統、應急通信系統為一體，構成綜合調度指揮系統，初步實現了林草火災預警監測工作智能化轉變[2]，能夠基本滿足工作需要。

1）防火信息指揮系統

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

2）火險預警監測系統

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

3）無人機系統

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

2 問題

隨著林草火災撲救及相關職責劃歸應急管理部門，隨著科學技術的發展，甘肅省林草火災預警監測體系也暴露處一些薄弱環節和問題：頂層設計不夠完善，缺乏統一標準，網絡建設和系統開發各自為政，網絡互通和系統兼容性相對較差，信息孤島大量存在，資源共享程度低；數據挖掘和系統開發不夠深入，信息化潛力沒有發揮；區域發展不平衡，重復建設現象明顯；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，建設投資和運行維護資金得不到保證等，總體上處于初級發展階段，低水平運行，與新時代對林草火災預警監測管理的現代化要求不相適應。

1）防火信息指揮系統急需升級完善

一是綜合業務管理系統無法使用。“甘肅森林防火網”網站因機構改革原因已暫停使用，綜合業務信息管理系統作為該網站子系統隨之暫停。二是地理信息指揮系統數據更新滯后。甘肅省森林防火地理信息系統數據庫包括衛星遙感影像數據庫、基礎地理數據庫、森林資源數據庫、林業社會經濟數據庫、森林防火專題數據庫、森林防火非空間數據庫、各類專題數據庫等。該系統建成后至今沒有更新數據，對一些重要設施、區域等信息記錄不夠全面，信息陳舊甚至缺失。機構改革后新增草原火災預防職能，草原相關數據沒有進行疊加和錄入，對林草火災預防、應急調度和撲救決策影響極大。

2）火險預警系統暫時無法運行

一是監測站點數據傳輸鏈路故障。甘肅省森林火險預警監測系統建成后，由于移動通信要求實名制登記，導致145個森林火險監測站數據傳輸SIM卡（subscriber identity module，用戶識別卡）失效，系統無法正常工作。二是林區監測站點年久失修。現有的林區火險預警設備建成已久，自然老化和缺乏維護等原因導致設備不同程度的損毀。三是火險監測站點密度不夠。規范要求，每5萬hm2林業用地至少建設1個火險監測站點[3]。甘肅省林業用地面積1 000萬hm2，平均每個監測站點控制面積6.89萬hm2，密度尚未達到規范要求。四是火險因子采集站信息傳輸設備故障。火險因子采集站數據需經火險信息管理終端上傳至預警系統服務器，調研發現火險信息管理終端已經損壞無法使用，數據上傳因此中斷。

3）防火視頻監控聯網系統建設滯后

一是未建成森林防火視頻監控聯網系統。全省現有前端視頻監控點600多個，目前沒有進行系統互聯對接，省級指揮中心無法遠程查看基層單位的視頻圖像，也無法進行調度和控制，信息指揮能力缺失。二是現有視頻監控設備互聯困難。現有視頻監控設備建設標準不統一，兼容性、端口開放存在一定困難；由于建設時間不同，設備制式不同，前期建設的模擬信號終端無法與現有數字信號終端進行聯網對接。三是部分基層單位尚未建成森林防火視頻監控系統，對省、市、縣三級視頻監控聯網造成一定影響。

4）防火無人機系統應用處于起步階段

一是無人機數量無法完全滿足日常防火需求。由于前期建設資金有限，森林、草原防火無人機系統僅配備到市（州）級，無法滿足縣（區）和場站林草防火需要。二是無人機監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，部分單位自行采購的無人機系統品牌不一，在飛行管理、日常保養、空域申請、運行管理等方面無法進行統一指揮和調度，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，通過不斷調研、平臺研發和現場測試，初步建成全省林草防火無人機監控管理平臺，但由于沒有資金投入，僅利用現有設備無法滿足需要。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合管理，無人機在日常應用中容易出現空域入侵等安全事故，空域申請優先度最低，經常出現申請遭拒等問題。

3 對策

1）完善林草防火信息指揮系統建設

全面提升森林草原防火信息指揮能力，主要從整合現有系統和完善系統功能方面入手。努力實現上下級林草防火機構和林草業主管部門的互聯互通、資源共享，實現數據格式和接口的兼容，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，實現多方數據與信息的采集、傳輸、分析和顯示，滿足日常工作和決策需求[4]。同時，結合信息指揮系統建設，提出切實可行的林草防火視頻監控互聯互通方案，完成視頻信號向各級指揮中心的對接工作，研究開發防火視頻監控系統向地理信息系統和信息指揮系統的有機融合，解決聯網后只能看和簡單控制等功能單一問題。

2）構建全省林草防火北斗巡護系統

依托林業生態建設和保護北斗應用示范系統工程，在白龍江林區、小隴山林區、祁連山林區、子午嶺林區和甘南草原等重點區域，實現基于2G/3G/4G網絡和北斗定位、短報文功能等林草管理信息回傳，提高信息網絡覆蓋率，縮短林火巡護、保護區巡護和林政執法等信息報送時間，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測系統

對現有的林草火險預警監測設備進行摸底，提出升級和改造方案，恢復現有設備功能，盡快使設備上線運行，并對現有設備進行維修保養，按照規范要求[3]，增加監測站點部署密度，全面提升火險預警能力。一是更換物聯網卡。物聯網卡不需要實名登記，為了站點的正常使用和今后的升級，可全部更換為物聯網卡。二是站點巡檢。145個森林火險監測站、27個森林火險因子采集站進行巡檢，維護設備，包括清潔雨量桶、檢查采集器和傳感器工作狀態情況等，并出具巡檢報告單，如果站點設備全部正常則直接更換SIM卡為物聯網卡，進行設備綁定。三是損壞設備維修。根據巡檢報告，列出所有站點需維修、更換的設備和報價清單。四是硬件設備升級和日常運行維護費。由于應用服務器和數據庫服務器及終端電腦已超負荷運行，需要對該設備進行更新，同時將網絡運行費、物聯網卡流量費、定期巡檢費等納入預算管理，統一支付。

4）深入探索林草防火無人機應用模式

一是探索復合翼無人機和中小型固定翼無人機應用方案。調研現有無人機使用情況，掌握各地各單位實際使用現狀、存在問題和需求，結合全省重點林區、草場地形地貌和氣候特點，選取重點區域和單位進行無人機大面積巡護項目試點工作，進一步完善優化應用方案，為深入開展無人機項目建設積累經驗。二是研究探索長航時、長航程衛星通信大型無人機應用方案。目前部分發達省份已經把超長航時、超長航程、依靠衛星通信的大型無人機應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。積極培養專業人才，通過學習調研，掌握大型無人機在林草業中應用技術，探索大型衛星通訊無人機在林草防火中的應用模式。三是推動空域審批工作高速高效完成。根據國家無人機運行管理條例，積極銜接空域管理部門，制定林草業無人機管理辦法，以便快速高效完成林草無人機空域審批事項。四是構建林草無人機調度管理平臺。加強無人機航空運行頂層設計，推進調度管理平臺建設；加強無人機運行安全管理，建立健全行業無人機管理模式，多方咨詢、學習和探索無人機調度管理平臺的成功應用案例，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用體系，構建防火無人機應用新格局。

5）構建林草火災預警監測綜合業務管控平臺

全省林草火災預警監測能力建設，應當緊緊抓住“十四五”重大戰略機遇期，加速推進并充分利用大數據、云計算、物聯網和人工智能等先進技術，建設符合甘肅實際的林草防火空天地一體化預警監測系統、通信保障系統、信息指揮系統、大數據共享支撐系統和智能化業務應用系統，逐步建成集監測、預警、指揮，火情信息采集、傳輸、分析、應用于一體的林草火災預警監測綜合業務管控平臺，全面提升甘肅省林草火災預警監測綜合能力。

4 結束語

林草火災預防，預警監測為科技先行，結合甘肅省林草行業預警監測現狀和存在問題，提出以下對策：一是升級完善現有林草防火信息指揮系統和林草火險監測系統；二是深入探索林草防火無人機應用模式；三是構建林草防火北斗巡護系統和林草火災預警監測綜合業務管控平臺。以提高林草火災預警監測綜合能力水平，做到預警監測信息現代化、技術科技化和應用新型化。為林草火災預警監測發展提供有力依據，為火災預防的技術提升奠定基礎。