譚德明

摘 要：地震應(yīng)急救災(zāi)指揮系統(tǒng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，工程內(nèi)容包括計算機軟硬件平臺、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件（災(zāi)害評估、應(yīng)急對策）開發(fā)、數(shù)據(jù)庫（專家知識系統(tǒng)）、3S（GIS、GPS、RS）技術(shù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、通訊、投影、聲像、監(jiān)控、系統(tǒng)總體集成和有關(guān)理論研究，以及基建、場地布局、消防、供電、環(huán)境（新風(fēng)、溫、濕度）控制、裝飾裝修等。一個功能完善且實用的地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，有利于在大震應(yīng)急時在時間和空間上掌握震情和災(zāi)情，便于有效地抗震救災(zāi)，最低限度地減少損失。文中對該技術(shù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進行了論述，提出了初步設(shè)計方案和技術(shù)框架，并就今后發(fā)展進行了討論。

關(guān)鍵詞：地震現(xiàn)場； 應(yīng)急指揮技術(shù)； 體系；設(shè)計；應(yīng)用

Abstract： The earthquake emergency relief command system is a complex system engineering， engineering content， including computer hardware and software platform， emergency response system， application software （disaster assessment， emergency response） development， database （expert knowledge）， 3S （GIS， the GPSRS） technology applications， networks， communications， projection， audio and video， monitoring， and overall system integration and related theoretical studies， as well as infrastructure， site layout， fire， power supply， and the environment （wind， temperature， humidity） control， decoration. A functional and practical earthquake emergency command system is conducive mastered time and space in the earthquake emergency earthquake situation and the disaster， to facilitate effective earthquake relief， at least to reduce losses. The paper discusses the technical system architecture， preliminary design and technical framework， and discussed the future development.

Key words： earthquake site； emergency command； system； design； application

1.引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國人民的生活水平逐步提高，地震災(zāi)害可能造成的危害更加嚴(yán)重。我國地震活動具有頻度高、強度大、分布廣及震源淺等特點，是世界上地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。迄今為止，幾乎所有的省、自治區(qū)、直轄市在歷史上都曾遭受過6級以上地震的襲擊。大地震突襲城市，往往會使房屋建筑和工程設(shè)施嚴(yán)重破壞和倒塌，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施、生命線工程大量毀壞或功能失效，造成社會混亂，使火災(zāi)、爆炸、溢毒、滑坡、泥石流、海嘯等次生災(zāi)害頻頻發(fā)生，導(dǎo)致大量人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。由此可見，地震已成為危害我國社會穩(wěn)定和阻礙可持續(xù)發(fā)展的一個不可忽視因素[1]。

地震現(xiàn)場工作特點是：時效性強、協(xié)調(diào)性強、專業(yè)性強和社會化要求高。地震現(xiàn)場工作開展的好壞與否，直接關(guān)系到地震災(zāi)區(qū)人民的生命和財產(chǎn)安全，直接關(guān)系到災(zāi)民的安置和災(zāi)區(qū)社會的穩(wěn)定，直接制約著抗震救災(zāi)的成效。

根據(jù)地震現(xiàn)場工作的特點，建立地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，可以大大提高政府及有關(guān)部門對破壞性地震的應(yīng)急反應(yīng)能力，高效地調(diào)度和運用一切可能的救災(zāi)力量，是應(yīng)對破壞性地震發(fā)生、綜合防御地震災(zāi)害的行之有效的手段，必將極大地提高地震現(xiàn)場工作的效率，使我國地震現(xiàn)場工作的整體水平得到進一步提升，并取得顯著的減災(zāi)效果。

2.地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)框架設(shè)計

2.1 地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)功能

地震現(xiàn)場應(yīng)急系統(tǒng)是在地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)在地震現(xiàn)場應(yīng)急工作的基礎(chǔ)通用平臺。它是地震現(xiàn)場的通信與傳輸、地震現(xiàn)場信息獲取與加工、現(xiàn)場各類信息的綜合處理與指揮、地震現(xiàn)場的后勤保障等多系統(tǒng)的集成。

破壞性地震發(fā)生后，現(xiàn)場指揮系統(tǒng) 2 小時內(nèi)出發(fā)，到達現(xiàn)場后立即開展工作，加強現(xiàn)場震情、災(zāi)情信息的收集與處理能力，提供現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)支撐，并向后方提供所收集到的地震現(xiàn)場的災(zāi)害信息和圖像?；谏鲜瞿繕?biāo)，研究設(shè)計地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)[2]。

2.2 地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成

從結(jié)構(gòu)上分，地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)由幾個子系統(tǒng)構(gòu)成，包括地震現(xiàn)場通訊子系統(tǒng)、地震現(xiàn)場局域網(wǎng)子系統(tǒng)、地震現(xiàn)場視頻圖像快速獲取與傳輸子系統(tǒng)、地震現(xiàn)場災(zāi)害損失評估子系統(tǒng)、地震現(xiàn)場科學(xué)考察信息子系統(tǒng)、地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮信息管理子系統(tǒng)以及后勤保障系統(tǒng)。

通過對各系統(tǒng)功能的研究設(shè)計，將地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)劃分9個功能模塊。

2.2.1 地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮命令技術(shù)系統(tǒng)

建立指揮部成員發(fā)布應(yīng)急指揮命令的工作平臺，同時，建立地震現(xiàn)場震情、災(zāi)情跟蹤系統(tǒng)，及時了解地震現(xiàn)場震情、災(zāi)情變化；建立現(xiàn)場地震應(yīng)急數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，為應(yīng)急指揮提供初步的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息；建立強余震應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)、現(xiàn)場信息通告系統(tǒng)，及時將各種指揮命令及相關(guān)信息向各級傳達。

2.2.2 地震現(xiàn)場災(zāi)情獲取及傳輸系統(tǒng)

建立通過圖像采集系統(tǒng)、移動計算機和海事衛(wèi)星便攜站建立 64 k帶寬的現(xiàn)場活動圖像傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以和現(xiàn)場指揮部以及國家地震指揮中心聯(lián)絡(luò)，傳送現(xiàn)場活動圖像。此外，利用海事衛(wèi)星與后方指揮中心構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)連接，作為現(xiàn)場通訊系統(tǒng)中衛(wèi)星通訊的備份信道。

2.2.3 地震現(xiàn)場調(diào)查、科學(xué)考察系統(tǒng)

利用各種移動通訊終端器材（GSM手機、衛(wèi)星手機、無線對講機系統(tǒng)）構(gòu)成地震現(xiàn)場的語音及窄帶數(shù)據(jù)通訊，通過圖片采集設(shè)備、計算機終端設(shè)備（移動計算機、掌上電腦） 、GPS，建設(shè)現(xiàn)場圖片和文字信息傳送系統(tǒng)，及時將地震現(xiàn)場的情況傳送到現(xiàn)場指揮中心。通過視頻設(shè)備，采集現(xiàn)場圖像信息。建立現(xiàn)場視頻處理系統(tǒng)。建立地震現(xiàn)場科學(xué)考察數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)。為地震現(xiàn)場的指揮決策提供相關(guān)信息支持。

2.2.4 地震現(xiàn)場建筑物安全鑒定系統(tǒng)

根據(jù)震后強余震的預(yù)測意見和地震現(xiàn)場建筑物安全鑒定國家標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)地震現(xiàn)場建筑物安全鑒定裝備與信息處理系統(tǒng)。

2.2.5 現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及GIS地理信息處理系統(tǒng)

建立國家級地理數(shù)據(jù)、人口、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、重點目標(biāo)數(shù)據(jù)、生命線、現(xiàn)場災(zāi)害評估數(shù)據(jù)，科學(xué)考察數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。提供地震現(xiàn)場指揮決策的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)支持。建立GIS地理信息處理系統(tǒng)，為地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮提供所需的各類數(shù)據(jù)。配備現(xiàn)場數(shù)據(jù)服務(wù)器 。

2.2.6 震害動態(tài)評估系統(tǒng)

該系統(tǒng)根據(jù)地震現(xiàn)場不斷反饋回來的信息，動態(tài)修正評估結(jié)果。在地震參數(shù)修正后或收到地震現(xiàn)場調(diào)查的反饋數(shù)據(jù)后，選擇不同的修正模型，重新評估地震災(zāi)害損失，從而得到更接近真實的地震災(zāi)害損失結(jié)果。主要內(nèi)容如下：①宏觀震中確定：快速獲取和顯示實際的破壞性地震宏觀震中位置；②現(xiàn)場烈度信息獲?。嚎焖佾@取和顯示地震現(xiàn)場宏觀烈度考察確定的地震烈度的等震線和極震區(qū)；③人員傷亡速報：按照地震災(zāi)情上報的規(guī)定，及時獲取地震現(xiàn)場調(diào)查得到的人員傷亡情況，并將核實后的數(shù)據(jù)及時顯示；④現(xiàn)場災(zāi)情信息速報與處理：不斷跟蹤地震現(xiàn)場上報的災(zāi)情信息，及時整理、校核和入庫，并提供顯示與查詢功能；⑤快速評估結(jié)果修正：根據(jù)地震震源參數(shù)校正，修正各類建筑物破壞比，動態(tài)修正災(zāi)情快速評估結(jié)果，為指揮部人員提供更加準(zhǔn)確的地震災(zāi)害損失結(jié)果。

2.2.7 后勤保障系統(tǒng)

為保證地震現(xiàn)場指揮系統(tǒng)的建立和運轉(zhuǎn)，建立一系列的后勤保障系統(tǒng)。主要有經(jīng)過必要改裝的交通工具、移動電源系統(tǒng)、環(huán)境保障支持系統(tǒng)（帳篷、應(yīng)急食品、生活用品等）。

2.2.8 應(yīng)急衛(wèi)星網(wǎng)管中心

利用衛(wèi)星通信無縫覆蓋，快速部署，直接廣播等技術(shù)優(yōu)勢，將國家、省市指揮部、地震現(xiàn)場以及現(xiàn)場通信車組成一個網(wǎng)狀直接連通的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。這個衛(wèi)星通信平臺采用寬帶 TDMA控制協(xié)議，實現(xiàn)用戶帶寬的動態(tài)分配。用戶設(shè)備的通信能力大于2Mbps。

2.2.9 后方指揮部現(xiàn)場動態(tài)跟蹤管理系統(tǒng)

后方指揮部要實時地震現(xiàn)場傳輸?shù)降男畔?，現(xiàn)場地震信息的收集、傳輸是一個動態(tài)過程，因此指揮中心要不斷跟蹤這些信息（人員傷亡、建筑物破壞、生命線及重大工程破壞、烈度異常區(qū)等），同時根據(jù)應(yīng)急指揮的需求分門別類整理、入庫，供在指揮決策時提供可視化的統(tǒng)計、查詢圖表[3]。

地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)技術(shù)系統(tǒng)運至地震現(xiàn)場，接收存儲來自地震現(xiàn)場的視頻信息，并通過視頻廣播服務(wù)器向指揮中心點播服務(wù)器廣播視頻信息，指揮中心的點播服務(wù)器可以實時向指揮中心大屏顯示系統(tǒng)提供視頻信號源，使指揮部能獲得地震現(xiàn)場情況的實時動態(tài)圖像，也可以存儲成視頻文件，以便于現(xiàn)場視頻資料的歸檔、保存和管理。配置針對視頻文件的相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，可將經(jīng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)的視頻文件轉(zhuǎn)存為公用視頻格式文件，以便能隨時回放有關(guān)圖像。

3.地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)在消防中的應(yīng)用

3.1 汶川地震中應(yīng)急指揮技術(shù)的應(yīng)用

消防部隊作為“滅火救援的戰(zhàn)斗隊、搶險救援的突擊隊、處置突發(fā)事件的機動隊”的專業(yè)隊伍，在汶川地震搶險救援工作中發(fā)揮了尖刀作用。2008年5月12日14時28分，汶川發(fā)生8.0級強烈地震，地震波及16個省、市、自治區(qū)，這是新中國成立以來我國遭受最嚴(yán)重的地震災(zāi)害。成都消防迅速、準(zhǔn)確、有序、科學(xué)、高效地開展救災(zāi)工作，在一線成功疏散群眾13252人，營救高樓圍困和被埋壓人員2766人，生還者981名，運送救援物資3167噸，送水15453噸。其中，應(yīng)急指揮技術(shù)在搶險救災(zāi)中發(fā)揮了巨大的作用。

3.1.1 迅速啟動處突預(yù)案，成立抗震救災(zāi)指揮部

地震發(fā)生后，立即調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫啟動《抗震救災(zāi)預(yù)案》，并成立抗震救災(zāi)指揮部，由支隊長、政委任總指揮，下設(shè)作戰(zhàn)指揮組、通信保障組、戰(zhàn)勤保障組、宣傳鼓動組和機動組，各部門在指揮部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)指揮下，為救援工作的快速展開奠定了基礎(chǔ)。

3.1.2 采取各種技術(shù)，保障通信暢通

地震發(fā)生后，所有通信瞬間中斷，固定電話中斷半個小時左右，市應(yīng)急聯(lián)動中心接警系統(tǒng)癱瘓，手機、小靈通等移動通信無法撥通，沒有通信就掌握不了災(zāi)情，就無法實施力量調(diào)度和組織指揮，在抗震救災(zāi)現(xiàn)場，采取了以下技術(shù)措施以保障現(xiàn)場通信通暢：

3.1.2.1 利用通訊指揮車在前沿指揮部架設(shè)350MHz無線應(yīng)急通信網(wǎng)，使無線應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋了震區(qū)現(xiàn)場，話音質(zhì)量清晰，有效、可靠地保障了現(xiàn)場指揮部與各救援點之間的通信聯(lián)絡(luò)場通。

3.1.2.2 與電信協(xié)調(diào)3部固定電話和2部電信無繩電話解決前線指揮部與支隊指揮部、支隊指揮中心的通信聯(lián)絡(luò)。

3.1.2.3 為現(xiàn)場指揮部提供1部車載衛(wèi)星電話，以解決同成都市外的通信聯(lián)絡(luò)暢通。

3.1.2.3 24小時輪流值班，對各車載通信設(shè)備進行巡檢，同時擔(dān)負起接聽報警電話、協(xié)調(diào)救援現(xiàn)場所需車輛、收發(fā)傳真、值守電臺、為手機和手持臺電池提供不間斷充電及更換電池的工作，通信指揮車同時還為現(xiàn)場指揮部提供外接電源，在抗震救災(zāi)期間，提供了穩(wěn)定可靠不間斷的通信和電力保障。

3.2 地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)在消防中的探討

3.2.1 地震現(xiàn)場應(yīng)急指揮技術(shù)要求

地震發(fā)生后，僅具備完善的后方應(yīng)急指揮中心是不夠的，現(xiàn)場指揮仍然需要強大并可獨立指揮的臨時指揮中心。消防部隊可依托應(yīng)急指揮車作為應(yīng)急指揮中心派駐現(xiàn)場應(yīng)急救援的最高指揮場所。根據(jù)地震現(xiàn)場情況，應(yīng)使消防應(yīng)急指揮技術(shù)達到以下要求：

（1）發(fā)射信號繞射能力強，可采用300--800MHz頻段，具有更強的繞射能力，用于在非視距環(huán)境下工作。適應(yīng)地震學(xué)愛海下應(yīng)急通信的各種復(fù)雜環(huán)境要求。

（2）輻射范圍廣，采用高性能的糾錯編碼和高性能的抗多徑技術(shù)，在移動環(huán)境下具有較高高的靈敏度。這意味著有更大的覆蓋范圍。

（3）抗干擾能力強，保障在復(fù)雜的電磁環(huán)境下仍然保持優(yōu)良的通信質(zhì)量。

（4）發(fā)射機輻射小，可在比較小的發(fā)射功率下就可以達到相當(dāng)理想的覆蓋性能。

（5）圖像聲音清晰，靈活可調(diào)，分辨率較高，可得到高清晰視頻圖像。

（6）移動性能良好，使得指揮車在高速移動下應(yīng)急指揮系統(tǒng)仍能正常工作。

（7）支持多點會議和點對點通訊，利用衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)可支持點對點通訊，又可以支持多個移動終端的多點通訊。

（8）衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)可結(jié)合衛(wèi)星視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)指揮車現(xiàn)場指揮，且具有強大的會議控制能力。

（9）裝置GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，便于跟蹤可以車輛，使指揮中心實時掌握車輛行駛位置。

3.2.2 消防指揮車系統(tǒng)組成

根據(jù)以上要求，消防應(yīng)急指揮車應(yīng)配備以下技術(shù)系統(tǒng)：超短波通信系統(tǒng)、多通道圖像傳輸系統(tǒng)、無線會議系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、遠程視頻會議系統(tǒng)、投影顯示系統(tǒng)、信號存儲系統(tǒng)、衛(wèi)星控制終端、單兵發(fā)射前端、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、衛(wèi)星主席控制端、及其他車載輔助系統(tǒng)（車載衛(wèi)星通信子系統(tǒng)，供電、照明等）。

3.2.3 注意事項

3.2.3.1 提高整體反應(yīng)能力

地震事件的突發(fā)性決定了指揮技術(shù)的要求有較高的快速反應(yīng)能力。應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)系統(tǒng)在處理信息時的整體反應(yīng)速度、準(zhǔn)確率和失敗頻率。

3.2.3.2 加強可靠性技術(shù)

對于應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，可靠性是非常重要的指標(biāo)。MTBF（平均故障間隔時間）、MTBM（平均維修間隔時間） 是系統(tǒng)可靠性的主要參數(shù)。在初始設(shè)計時，應(yīng)對軟硬件和通訊鏈路，考慮適當(dāng)?shù)娜哂?，以滿足系統(tǒng)的要求，保證指揮系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)在任何時間都處在正常運行狀態(tài)。

3.2.3.3 提高安全性

為保證系統(tǒng)正常運行和國家基本地理信息等有關(guān)數(shù)據(jù)的保密，必須充分考慮系統(tǒng)的安全性（防泄密、防惡意入侵），設(shè)備本身的易損程度以及對操作、維護人員造成傷害的可能性。

3.2.3.4 系統(tǒng)有效性

系統(tǒng)的有效性是指，可運行時間與規(guī)定時間之比，系統(tǒng)是否處于可觸發(fā)、可運行狀態(tài)。有效性對于不間斷運行系統(tǒng)同樣是一個重要的指標(biāo)。

3.2.3.5 設(shè)備可維修性

可維護性是指系統(tǒng)發(fā)生故障時恢復(fù)運行的能力。一個好的系統(tǒng)在故障發(fā)生時，工作人員能夠通過設(shè)備自檢、利用適當(dāng)?shù)膬x器、個人經(jīng)驗的判斷、熟練的操作，對故障部位進行定位，損壞的部件能夠快速得到更換，在盡可能短的時間內(nèi)迅速恢復(fù)正常運行。

參考文獻

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