于慶云，張蒙蒙

(1.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)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(shù)重點實驗室 青島 266033)

全國海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

于慶云1,2，張蒙蒙1,2

(1.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)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(shù)重點實驗室 青島 266033)

全國海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理系統(tǒng)是全國海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)利用XML技術(shù)整合現(xiàn)有應(yīng)急業(yè)務(wù)工作流程，實現(xiàn)對赤潮、綠潮、溢油、化學品泄漏和核輻射等應(yīng)急事件的定位、敏感區(qū)分析、應(yīng)急監(jiān)視監(jiān)測、模擬預(yù)測、應(yīng)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(yīng)急響應(yīng)能力。

海洋突發(fā)事件；應(yīng)急管理；信息化；管理系統(tǒng)

近年來包括溢油、綠潮(赤潮)、?；沸孤?、核泄漏在內(nèi)的海洋突發(fā)事件接連發(fā)生，蓬萊19-3溢油、黃島11.22、 日本福島核電站泄漏、天津8.12?；沸孤?、黃海綠潮連續(xù)多年大規(guī)模暴發(fā)等，這些海洋突發(fā)事件對水產(chǎn)養(yǎng)殖、水上運動、濱海旅游、海上交通運輸?shù)认嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的影響尤為嚴重，這些產(chǎn)業(yè)在海洋經(jīng)濟中具有舉足輕重的地位[1]。傳統(tǒng)應(yīng)急處置業(yè)務(wù)流程涉及多單位、多部門、且時效性差，數(shù)據(jù)、產(chǎn)品分散，應(yīng)急響應(yīng)能力較差。近年來，國內(nèi)外海洋機構(gòu)為提升應(yīng)急響應(yīng)能力，分別開發(fā)了自己的海洋應(yīng)急業(yè)務(wù)和管理系統(tǒng)[2-7]，比較典型的有國家海洋信息中心通過將預(yù)報結(jié)果與GIS平臺相結(jié)合，建立的可視化的溢油預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)渤海海域溢油應(yīng)急預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)[8-9]，以及國家海洋局北海預(yù)報中心的黃海綠潮應(yīng)急預(yù)測系統(tǒng)[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(yīng)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(yīng)急輔助決策系統(tǒng)[7]，該系統(tǒng)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(tǒng)一指揮平臺下跨部門聯(lián)動、集成多種海洋突發(fā)事件的綜合性海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理系統(tǒng)應(yīng)運而生。

1 需求分析

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

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

(2)完善各級應(yīng)急管理部門的協(xié)調(diào)機制，提升應(yīng)急響應(yīng)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(yè)的應(yīng)急協(xié)調(diào)機制，通過系統(tǒng)開發(fā)及部署，實現(xiàn)應(yīng)急業(yè)務(wù)管理、決策支持、應(yīng)急指揮調(diào)度的多層信息化需求，提高應(yīng)急指揮效率。

(3)加強海洋突發(fā)事件應(yīng)急模擬演習，提高應(yīng)對突發(fā)事件風險意識，檢驗應(yīng)急預(yù)案效果的可操作性，提高海洋突發(fā)事件應(yīng)急反應(yīng)能力，實現(xiàn)虛擬海洋突發(fā)事件的模擬，調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)及虛擬資源，模擬海洋突發(fā)事件發(fā)生、發(fā)展的過程，實現(xiàn)對特定海洋突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)過程的模擬推演。

(4)加強應(yīng)急管理工作的信息整合能力，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為應(yīng)急管理工作提供數(shù)據(jù)支持和保障，提升應(yīng)急管理部門決策指揮效率。綜合所有應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)單位提供的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)應(yīng)急決策需求，整合有效信息，短時間內(nèi)全面簡練地在系統(tǒng)底圖上進行統(tǒng)一展示，并將關(guān)鍵風險源、應(yīng)急力量列表存儲，實現(xiàn)“一張圖”上的綜合輔助決策信息動態(tài)展示，“一張表”內(nèi)的應(yīng)急響應(yīng)關(guān)鍵信息存儲。

(5)服務(wù)公眾。以提升海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理服務(wù)效能為目標，面向政府、公眾、企業(yè)和內(nèi)部職責部門的信息服務(wù)需求，通過信息發(fā)布平臺，及時發(fā)布海洋突發(fā)事件預(yù)警預(yù)報信息及應(yīng)急處置信息，從而為政府、企業(yè)在海洋突發(fā)應(yīng)急事件處置工作中提供技術(shù)依據(jù)，同時保障公眾的環(huán)境知情權(quán)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計架構(gòu)

全國海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理系統(tǒng)作為全國性的海洋信息化業(yè)務(wù)平臺，秉承了整合資源、統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計、分步實施的設(shè)計原則[10]，實現(xiàn)了對赤潮(綠潮)、溢油/化學品泄漏和核輻射等應(yīng)急事件的業(yè)務(wù)工作通過信息化平臺實現(xiàn)快速流轉(zhuǎn)。

根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)目標，本系統(tǒng)服務(wù)對象為各級海洋行政主管部門及其技術(shù)支撐單位、海洋勘探開發(fā)企業(yè)、沿海危險化學品企業(yè)、公眾等。系統(tǒng)在統(tǒng)一應(yīng)急管理指揮平臺下，將海洋突發(fā)應(yīng)急事件涉及的組織部門納入統(tǒng)一指揮調(diào)度系統(tǒng)，為海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理提供有力保障。系統(tǒng)總體架構(gòu)分為7層：采集層、基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應(yīng)用層和門戶層。

2.1 采集層

系統(tǒng)的信息源，包括應(yīng)急管理工作中各種監(jiān)視監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)報信息，采集層的信息通過專網(wǎng)傳遞到系統(tǒng)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)庫中。

2.2 基礎(chǔ)層

由網(wǎng)絡(luò)體系、硬件設(shè)備、系統(tǒng)軟件組成，為整個系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)平臺、硬件平臺和系統(tǒng)操作平臺，負責系統(tǒng)的信息傳遞、模塊集成、功能展示等。

2.3 數(shù)據(jù)層

應(yīng)急管理工作中涉及的各類應(yīng)急基礎(chǔ)信息、應(yīng)急監(jiān)視監(jiān)測、模擬預(yù)測、損害評估、信息發(fā)布等方面的資料、數(shù)據(jù)、信息的存儲、維護和優(yōu)化。包括數(shù)據(jù)資源目錄、各部門業(yè)務(wù)信息資源和共享信息資源。

2.4 平臺層

根據(jù)現(xiàn)有的組織指揮體系和應(yīng)急業(yè)務(wù)流程，全面協(xié)調(diào)和設(shè)計應(yīng)急指揮平臺，根據(jù)系統(tǒng)用戶類別設(shè)置總局、分局、省級3級應(yīng)急指揮平臺[11]。

2.5 應(yīng)用層

系統(tǒng)的主要功能模塊，實現(xiàn)應(yīng)急管理業(yè)務(wù)流程的功能，主要包括綜合信息查詢子系統(tǒng)、環(huán)境影響應(yīng)急監(jiān)視監(jiān)測子系統(tǒng)、應(yīng)急模擬預(yù)測子系統(tǒng)、應(yīng)急決策支撐子系統(tǒng)、應(yīng)急處置子系統(tǒng)、環(huán)境影響與災(zāi)害損失評估子系統(tǒng)和應(yīng)急發(fā)布平臺子系統(tǒng)共7個子系統(tǒng)。

2.6 門戶層

為系統(tǒng)內(nèi)使用用戶和系統(tǒng)對外服務(wù)對象提供信息交流和信息發(fā)布服務(wù)，根據(jù)用戶對象和服務(wù)對象的類別分別設(shè)置專網(wǎng)和外網(wǎng)門戶，支持用戶管理、單點登錄、個性化服務(wù)、信息交流與發(fā)布等。

3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)主要依托海域動管專網(wǎng)，充分利用海洋局現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，采用地面專線與無線通信相結(jié)合方式，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的基礎(chǔ)上延伸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，建成覆蓋國家海洋局、國家相關(guān)業(yè)務(wù)中心、海區(qū)分局及下屬機構(gòu)和環(huán)境監(jiān)測站、海洋站，以及沿海省市海洋行政主管部門、各級海洋環(huán)境監(jiān)測中心及監(jiān)測站、國家自然保護區(qū)及其管理機構(gòu)、海洋環(huán)保執(zhí)法部門的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

海洋突發(fā)應(yīng)急事件中隸屬海事局外網(wǎng)的船舶信息網(wǎng)中的船舶定位，海洋石油開發(fā)企業(yè)、沿?；て髽I(yè)等擁有的應(yīng)急處置力量，都是應(yīng)急工作所需的重要數(shù)據(jù)，海域網(wǎng)中的應(yīng)急系統(tǒng)希望訪問互聯(lián)網(wǎng)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(jié)果較為認可的解決方式是利用基于虛擬路由器冗余協(xié)議(VRRP)等方式的物理隔離網(wǎng)閘實現(xiàn)涉密網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的物理隔離，通過網(wǎng)閘技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)間數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)可信互聯(lián)模型，將可信計算中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于模型中的認證單元，從量化角度實現(xiàn)對接入者的可信認證，保證兩網(wǎng)間安全的信息交互[15]。

通過簡便快捷的方式將海域網(wǎng)外的重要數(shù)據(jù)納入系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程成為我們二期建設(shè)中考慮的重點工作?？紤]到現(xiàn)有規(guī)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(yè)納入專網(wǎng)節(jié)點，另一方面正在規(guī)劃通過組建一套由網(wǎng)閘及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備構(gòu)成的背靠背對接安全域，對內(nèi)連接海域網(wǎng)對外連接企業(yè)應(yīng)急專網(wǎng)，通過光盤介質(zhì)的形式將企業(yè)應(yīng)急系統(tǒng)中的應(yīng)急力量配置、風險源分布等快速導入海域網(wǎng)。

4 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

根據(jù)海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理的業(yè)務(wù)需求，以海洋生態(tài)環(huán)境保護信息分類與代碼為基礎(chǔ)，設(shè)計和建設(shè)海洋突發(fā)事件監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急輔助數(shù)據(jù)庫、海洋突發(fā)事件應(yīng)急處置數(shù)據(jù)庫和用戶管理數(shù)據(jù)庫等，為海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理子系統(tǒng)和綜合信息平臺運行提供數(shù)據(jù)支撐，研制開發(fā)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，通過標準數(shù)據(jù)交換格式和質(zhì)量控制手段，實現(xiàn)動態(tài)的海洋突發(fā)事件應(yīng)急管理數(shù)據(jù)交換機制。

4.1 海洋突發(fā)事件監(jiān)測數(shù)據(jù)庫

主要存儲赤潮(綠潮)應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)、溢油/化學品泄漏應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)和核輻射應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)。

赤潮(綠潮)應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：赤潮(綠潮)事件情況、應(yīng)急空間數(shù)據(jù)、分布圖、事件簡報文檔。

溢油應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)包括:溢油事件情況、溢油應(yīng)急空間數(shù)據(jù)、溢油分布圖、溢油陸岸監(jiān)測情況、油品鑒定、溢油擴散預(yù)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(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：海上化學品的泄漏事件情況、鑒定報告、擴散預(yù)測、粒子運動軌跡、泄漏溯源、運動軌跡回推、泄漏應(yīng)急空間數(shù)據(jù)泄漏分布圖、泄漏事件簡報文檔。

核輻射應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：核輻射事件情況、應(yīng)急空間數(shù)據(jù)、分布圖、事件簡報文檔。

4.2 應(yīng)急輔助數(shù)據(jù)庫

主要存儲應(yīng)急監(jiān)視監(jiān)測輔助、應(yīng)急資源輔助、應(yīng)急技術(shù)輔助、應(yīng)急背景信息輔助。

應(yīng)急監(jiān)視監(jiān)測輔助包括：應(yīng)急監(jiān)視報告、應(yīng)急事件現(xiàn)場照片視頻、應(yīng)急遙感影像、應(yīng)急遙感解譯結(jié)果、監(jiān)視飛機飛行軌跡。

應(yīng)急資源輔助：監(jiān)視飛機資源分布、監(jiān)視船舶、監(jiān)視船舶資源分布、清污船空間分布、應(yīng)急車輛、監(jiān)視機構(gòu)空間分布、監(jiān)測機構(gòu)空間分布、應(yīng)急隊伍、應(yīng)急相關(guān)專家。

應(yīng)急技術(shù)輔助：應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急監(jiān)測方案、應(yīng)急監(jiān)視方法、應(yīng)急處置技術(shù)。

應(yīng)急背景信息輔助：濱海?；凤L險源和空間數(shù)據(jù)、海上船舶風險源和空間數(shù)據(jù)、濱海核電站空間數(shù)據(jù)、環(huán)境敏感區(qū)分布空間數(shù)據(jù)、國內(nèi)外應(yīng)急案例情況、海洋環(huán)境風險區(qū)劃、海洋環(huán)境風險區(qū)劃圖件、物理環(huán)境實況再分析場、物理環(huán)境預(yù)報場、航道信息空間數(shù)據(jù)、錨地信息空間數(shù)據(jù)。

4.3 海洋突發(fā)事件應(yīng)急處置數(shù)據(jù)庫

包括應(yīng)急處置基本情況、應(yīng)急處置信息、應(yīng)急處置報告。

應(yīng)急處置基本情況包括：應(yīng)急處置機構(gòu)、應(yīng)急處置方案。

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

4.4 用戶管理庫

主要是對用戶信息和系統(tǒng)權(quán)限的管理，實現(xiàn)系統(tǒng)的安全信息化管理。

5 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能設(shè)計基于應(yīng)急管理工作業(yè)務(wù)流程設(shè)計，由不同功能模塊實現(xiàn)應(yīng)急管理的信息化。根據(jù)海洋突發(fā)事件應(yīng)急業(yè)務(wù)流程和主要工作內(nèi)容，設(shè)計系統(tǒng)總體功能主要實現(xiàn)包括環(huán)境影響監(jiān)視監(jiān)測、應(yīng)急決策、應(yīng)急模擬預(yù)測、災(zāi)害損失評估、應(yīng)急信息發(fā)布、應(yīng)急基礎(chǔ)地理信息展示、應(yīng)急監(jiān)視監(jiān)測信息展示、應(yīng)急模擬預(yù)測展示、應(yīng)急指揮調(diào)度、視頻會商等功能。

圖1 系統(tǒng)功能列表

6 特點及展望

系統(tǒng)通過集成觀測數(shù)據(jù)、預(yù)報數(shù)據(jù)、漂移擴散數(shù)據(jù)等多種方式，將這些數(shù)據(jù)通過產(chǎn)品的形式發(fā)布在系統(tǒng)底圖[16]，通過這種方式，可以將多種信息形成綜合產(chǎn)品發(fā)布于系統(tǒng)平臺上，極大地增強了決策指揮和應(yīng)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(tǒng)的“2015渤海海洋石油勘探開發(fā)溢油應(yīng)急桌面演習”，系統(tǒng)在演習中得到了檢驗，演習過程中各單位、部門響應(yīng)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(huán)保司、東海分局、南海分局、國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心、國家海洋信息中心在內(nèi)的各單位的認可，同時各單位結(jié)合自身在海洋石油勘探開發(fā)溢油應(yīng)急響應(yīng)工作中的職責提出了相關(guān)建議。

在今后一段時間內(nèi)，我們重點關(guān)注移動端的定制開發(fā)，以及系統(tǒng)在全國范圍內(nèi)尤其是在省市級海洋主管部門以及相關(guān)企業(yè)的推廣使用。同時，我們認識到信息化系統(tǒng)的建設(shè)是為業(yè)務(wù)體系服務(wù)，海洋突發(fā)事件應(yīng)急處置不可能僅通過一個信息化系統(tǒng)就能完全應(yīng)對，挑戰(zhàn)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(yīng)急合作，提升應(yīng)急快速反應(yīng)能力，并改善相關(guān)的研究和開發(fā)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(fā)計劃：海洋環(huán)境安全保障專項(2016YFC1402307)；山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室(201601).

于慶云，工程師，博士，研究方向為海洋環(huán)境監(jiān)測與評價

P736.22

A

1005-9857(2017)09-0054-05