劉海洲，張志誠(chéng)，王寧揚(yáng)

（甘肅省森林防火預(yù)警監(jiān)測(cè)信息中心，甘肅 蘭州 730030）

森林、草原火災(zāi)發(fā)生面廣，突發(fā)性強(qiáng)，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(cái)產(chǎn)安全，還會(huì)影響氣候、植被及環(huán)境等，甚至影響到當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定和事業(yè)發(fā)展[1]。林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)指在林區(qū)、草場(chǎng)建立火險(xiǎn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，實(shí)時(shí)采集大氣溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水、植被物候、可燃物含水量和火源等要素信息，利用網(wǎng)絡(luò)、信息和無(wú)人機(jī)等手段實(shí)時(shí)評(píng)估火險(xiǎn)等級(jí)，發(fā)布火險(xiǎn)預(yù)警，目的是消除火險(xiǎn)隱患，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，遏制森林、草原火災(zāi)的蔓延。甘肅省林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)工作起步較晚，未能完全滿足森林、草原防火的需要，面對(duì)不斷擴(kuò)大的森林面積和氣候變暖現(xiàn)狀，薄弱環(huán)節(jié)更加明顯。為此，分析甘肅省林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，揭示問(wèn)題根源，提出對(duì)策，以期推進(jìn)工作。

1 現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，甘肅省林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)體系基本成型，初步建成林草防火信息指揮、預(yù)警監(jiān)測(cè)和無(wú)人機(jī)等3套應(yīng)用系統(tǒng)，依托公共網(wǎng)絡(luò)連接市（州）林草防火部門及相關(guān)單位，融合火險(xiǎn)預(yù)警、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、地理信息系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)為一體，構(gòu)成綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)工作智能化轉(zhuǎn)變[2]，能夠基本滿足工作需要。

1）防火信息指揮系統(tǒng)

甘肅省林草防火指揮系統(tǒng)由防火信息管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和視頻會(huì)議系統(tǒng)等組成。防火信息管理系統(tǒng)包括林草火情管理、值班信息管理、報(bào)表及火災(zāi)檔案管理等功能。地理信息系統(tǒng)結(jié)合二類資源數(shù)據(jù)能夠精準(zhǔn)定位熱點(diǎn)，查詢熱點(diǎn)歸屬信息、火場(chǎng)植被類型、提供專題數(shù)據(jù)等，在重點(diǎn)防火期使用頻率較高。視頻會(huì)議系統(tǒng)連接上下級(jí)，用于指揮調(diào)度火情前期處置和明火撲救等工作。

2）火險(xiǎn)預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

目前草原火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)站尚未并入系統(tǒng)，火險(xiǎn)預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要利用145個(gè)森林火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)站和27個(gè)火險(xiǎn)因子采集站收集數(shù)據(jù)，通過(guò)本地化的火險(xiǎn)預(yù)報(bào)模型，生成全省各市（州）、重點(diǎn)林區(qū)的火險(xiǎn)實(shí)況和預(yù)報(bào)信息。建立全省森林火險(xiǎn)氣象信息數(shù)據(jù)庫(kù)、可燃物信息數(shù)據(jù)庫(kù)、火災(zāi)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)等專題數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)不同時(shí)間、不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)和植被特點(diǎn)，進(jìn)行火險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)和火險(xiǎn)預(yù)警發(fā)布。各級(jí)防火部門根據(jù)火險(xiǎn)預(yù)警制定響應(yīng)預(yù)案；定期或根據(jù)需要隨時(shí)分析特定地區(qū)的森林火險(xiǎn)形勢(shì)，及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)和預(yù)警，以有效預(yù)防森林火災(zāi)，提升應(yīng)急響應(yīng)效率。

3）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)

林草防火無(wú)人機(jī)系統(tǒng)以森林、草原防火為主，突出資源保護(hù)與調(diào)查，兼顧森林、草原病蟲(chóng)害防治和林區(qū)禁毒等工作，構(gòu)成一體化的巡護(hù)監(jiān)測(cè)防控體系，以彌補(bǔ)人工巡護(hù)的不足，提升林草火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)效率，充實(shí)工作任務(wù)。2018年，甘肅省重點(diǎn)林區(qū)、草場(chǎng)配備中高端多旋翼無(wú)人機(jī)及掛載設(shè)備50臺(tái)（套），培訓(xùn)專業(yè)無(wú)人機(jī)操作員100名。

2 問(wèn)題

隨著林草火災(zāi)撲救及相關(guān)職責(zé)劃歸應(yīng)急管理部門，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，甘肅省林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)體系也暴露處一些薄弱環(huán)節(jié)和問(wèn)題：頂層設(shè)計(jì)不夠完善，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)各自為政，網(wǎng)絡(luò)互通和系統(tǒng)兼容性相對(duì)較差，信息孤島大量存在，資源共享程度低；數(shù)據(jù)挖掘和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)不夠深入，信息化潛力沒(méi)有發(fā)揮；區(qū)域發(fā)展不平衡，重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象明顯；保障措施不健全，機(jī)制不健全，人才隊(duì)伍薄弱；資金投入嚴(yán)重不足，建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)資金得不到保證等，總體上處于初級(jí)發(fā)展階段，低水平運(yùn)行，與新時(shí)代對(duì)林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)管理的現(xiàn)代化要求不相適應(yīng)。

1）防火信息指揮系統(tǒng)急需升級(jí)完善

一是綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)無(wú)法使用?！案拭C森林防火網(wǎng)”網(wǎng)站因機(jī)構(gòu)改革原因已暫停使用，綜合業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)作為該網(wǎng)站子系統(tǒng)隨之暫停。二是地理信息指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新滯后。甘肅省森林防火地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)包括衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)、森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)、林業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、森林防火專題數(shù)據(jù)庫(kù)、森林防火非空間數(shù)據(jù)庫(kù)、各類專題數(shù)據(jù)庫(kù)等。該系統(tǒng)建成后至今沒(méi)有更新數(shù)據(jù)，對(duì)一些重要設(shè)施、區(qū)域等信息記錄不夠全面，信息陳舊甚至缺失。機(jī)構(gòu)改革后新增草原火災(zāi)預(yù)防職能，草原相關(guān)數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)行疊加和錄入，對(duì)林草火災(zāi)預(yù)防、應(yīng)急調(diào)度和撲救決策影響極大。

2）火險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)暫時(shí)無(wú)法運(yùn)行

一是監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸鏈路故障。甘肅省森林火險(xiǎn)預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成后，由于移動(dòng)通信要求實(shí)名制登記，導(dǎo)致145個(gè)森林火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)傳輸SIM卡（subscriber identity module，用戶識(shí)別卡）失效，系統(tǒng)無(wú)法正常工作。二是林區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)年久失修。現(xiàn)有的林區(qū)火險(xiǎn)預(yù)警設(shè)備建成已久，自然老化和缺乏維護(hù)等原因?qū)е略O(shè)備不同程度的損毀。三是火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)密度不夠。規(guī)范要求，每5萬(wàn)hm2林業(yè)用地至少建設(shè)1個(gè)火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)[3]。甘肅省林業(yè)用地面積1 000萬(wàn)hm2，平均每個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)控制面積6.89萬(wàn)hm2，密度尚未達(dá)到規(guī)范要求。四是火險(xiǎn)因子采集站信息傳輸設(shè)備故障?；痣U(xiǎn)因子采集站數(shù)據(jù)需經(jīng)火險(xiǎn)信息管理終端上傳至預(yù)警系統(tǒng)服務(wù)器，調(diào)研發(fā)現(xiàn)火險(xiǎn)信息管理終端已經(jīng)損壞無(wú)法使用，數(shù)據(jù)上傳因此中斷。

3）防火視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)滯后

一是未建成森林防火視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。全省現(xiàn)有前端視頻監(jiān)控點(diǎn)600多個(gè)，目前沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)互聯(lián)對(duì)接，省級(jí)指揮中心無(wú)法遠(yuǎn)程查看基層單位的視頻圖像，也無(wú)法進(jìn)行調(diào)度和控制，信息指揮能力缺失。二是現(xiàn)有視頻監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)困難?，F(xiàn)有視頻監(jiān)控設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，兼容性、端口開(kāi)放存在一定困難；由于建設(shè)時(shí)間不同，設(shè)備制式不同，前期建設(shè)的模擬信號(hào)終端無(wú)法與現(xiàn)有數(shù)字信號(hào)終端進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)對(duì)接。三是部分基層單位尚未建成森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)省、市、縣三級(jí)視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)造成一定影響。

4）防火無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用處于起步階段

一是無(wú)人機(jī)數(shù)量無(wú)法完全滿足日常防火需求。由于前期建設(shè)資金有限，森林、草原防火無(wú)人機(jī)系統(tǒng)僅配備到市（州）級(jí)，無(wú)法滿足縣（區(qū)）和場(chǎng)站林草防火需要。二是無(wú)人機(jī)監(jiān)控管理平臺(tái)沒(méi)有資金投入。全省共配備50套防火無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，部分單位自行采購(gòu)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)品牌不一，在飛行管理、日常保養(yǎng)、空域申請(qǐng)、運(yùn)行管理等方面無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一指揮和調(diào)度，對(duì)防火無(wú)人機(jī)和其它航空器的運(yùn)行造成巨大安全隱患。為有效加強(qiáng)全省林草防火無(wú)人機(jī)管理，通過(guò)不斷調(diào)研、平臺(tái)研發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，初步建成全省林草防火無(wú)人機(jī)監(jiān)控管理平臺(tái)，但由于沒(méi)有資金投入，僅利用現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法滿足需要。三是無(wú)人機(jī)空域申請(qǐng)程序較為復(fù)雜。我國(guó)空域由軍隊(duì)和地方部門聯(lián)合管理，無(wú)人機(jī)在日常應(yīng)用中容易出現(xiàn)空域入侵等安全事故，空域申請(qǐng)優(yōu)先度最低，經(jīng)常出現(xiàn)申請(qǐng)?jiān)饩艿葐?wèn)題。

3 對(duì)策

1）完善林草防火信息指揮系統(tǒng)建設(shè)

全面提升森林草原防火信息指揮能力，主要從整合現(xiàn)有系統(tǒng)和完善系統(tǒng)功能方面入手。努力實(shí)現(xiàn)上下級(jí)林草防火機(jī)構(gòu)和林草業(yè)主管部門的互聯(lián)互通、資源共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式和接口的兼容，確保工作界面友好，操作簡(jiǎn)單方便，可擴(kuò)展性良好，實(shí)現(xiàn)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(tái)的融合，實(shí)現(xiàn)多方數(shù)據(jù)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(shí)，結(jié)合信息指揮系統(tǒng)建設(shè)，提出切實(shí)可行的林草防火視頻監(jiān)控互聯(lián)互通方案，完成視頻信號(hào)向各級(jí)指揮中心的對(duì)接工作，研究開(kāi)發(fā)防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)向地理信息系統(tǒng)和信息指揮系統(tǒng)的有機(jī)融合，解決聯(lián)網(wǎng)后只能看和簡(jiǎn)單控制等功能單一問(wèn)題。

2）構(gòu)建全省林草防火北斗巡護(hù)系統(tǒng)

依托林業(yè)生態(tài)建設(shè)和保護(hù)北斗應(yīng)用示范系統(tǒng)工程，在白龍江林區(qū)、小隴山林區(qū)、祁連山林區(qū)、子午嶺林區(qū)和甘南草原等重點(diǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)基于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)和北斗定位、短報(bào)文功能等林草管理信息回傳，提高信息網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，縮短林火巡護(hù)、保護(hù)區(qū)巡護(hù)和林政執(zhí)法等信息報(bào)送時(shí)間，提升林草消防隊(duì)員、護(hù)林員、火災(zāi)撲救資源等的定位和通訊保障能力。

3）修復(fù)升級(jí)林草火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

對(duì)現(xiàn)有的林草火險(xiǎn)預(yù)警監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行摸底，提出升級(jí)和改造方案，恢復(fù)現(xiàn)有設(shè)備功能，盡快使設(shè)備上線運(yùn)行，并對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)，按照規(guī)范要求[3]，增加監(jiān)測(cè)站點(diǎn)部署密度，全面提升火險(xiǎn)預(yù)警能力。一是更換物聯(lián)網(wǎng)卡。物聯(lián)網(wǎng)卡不需要實(shí)名登記，為了站點(diǎn)的正常使用和今后的升級(jí)，可全部更換為物聯(lián)網(wǎng)卡。二是站點(diǎn)巡檢。145個(gè)森林火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)站、27個(gè)森林火險(xiǎn)因子采集站進(jìn)行巡檢，維護(hù)設(shè)備，包括清潔雨量桶、檢查采集器和傳感器工作狀態(tài)情況等，并出具巡檢報(bào)告單，如果站點(diǎn)設(shè)備全部正常則直接更換SIM卡為物聯(lián)網(wǎng)卡，進(jìn)行設(shè)備綁定。三是損壞設(shè)備維修。根據(jù)巡檢報(bào)告，列出所有站點(diǎn)需維修、更換的設(shè)備和報(bào)價(jià)清單。四是硬件設(shè)備升級(jí)和日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)。由于應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及終端電腦已超負(fù)荷運(yùn)行，需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行更新，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)、物聯(lián)網(wǎng)卡流量費(fèi)、定期巡檢費(fèi)等納入預(yù)算管理，統(tǒng)一支付。

4）深入探索林草防火無(wú)人機(jī)應(yīng)用模式

一是探索復(fù)合翼無(wú)人機(jī)和中小型固定翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用方案。調(diào)研現(xiàn)有無(wú)人機(jī)使用情況，掌握各地各單位實(shí)際使用現(xiàn)狀、存在問(wèn)題和需求，結(jié)合全省重點(diǎn)林區(qū)、草場(chǎng)地形地貌和氣候特點(diǎn)，選取重點(diǎn)區(qū)域和單位進(jìn)行無(wú)人機(jī)大面積巡護(hù)項(xiàng)目試點(diǎn)工作，進(jìn)一步完善優(yōu)化應(yīng)用方案，為深入開(kāi)展無(wú)人機(jī)項(xiàng)目建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)。二是研究探索長(zhǎng)航時(shí)、長(zhǎng)航程衛(wèi)星通信大型無(wú)人機(jī)應(yīng)用方案。目前部分發(fā)達(dá)省份已經(jīng)把超長(zhǎng)航時(shí)、超長(zhǎng)航程、依靠衛(wèi)星通信的大型無(wú)人機(jī)應(yīng)用于林草火災(zāi)預(yù)防工作，部分大型無(wú)人機(jī)最大航時(shí)可達(dá)40 h，最大航程可達(dá)7 500 km。積極培養(yǎng)專業(yè)人才，通過(guò)學(xué)習(xí)調(diào)研，掌握大型無(wú)人機(jī)在林草業(yè)中應(yīng)用技術(shù)，探索大型衛(wèi)星通訊無(wú)人機(jī)在林草防火中的應(yīng)用模式。三是推動(dòng)空域?qū)徟ぷ鞲咚俑咝瓿伞８鶕?jù)國(guó)家無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理?xiàng)l例，積極銜接空域管理部門，制定林草業(yè)無(wú)人機(jī)管理辦法，以便快速高效完成林草無(wú)人機(jī)空域?qū)徟马?xiàng)。四是構(gòu)建林草無(wú)人機(jī)調(diào)度管理平臺(tái)。加強(qiáng)無(wú)人機(jī)航空運(yùn)行頂層設(shè)計(jì)，推進(jìn)調(diào)度管理平臺(tái)建設(shè)；加強(qiáng)無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全管理，建立健全行業(yè)無(wú)人機(jī)管理模式，多方咨詢、學(xué)習(xí)和探索無(wú)人機(jī)調(diào)度管理平臺(tái)的成功應(yīng)用案例，把握無(wú)人機(jī)航空運(yùn)行特點(diǎn)，努力打造甘肅省林草防火無(wú)人機(jī)應(yīng)用體系，構(gòu)建防火無(wú)人機(jī)應(yīng)用新格局。

5）構(gòu)建林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)綜合業(yè)務(wù)管控平臺(tái)

全省林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，應(yīng)當(dāng)緊緊抓住“十四五”重大戰(zhàn)略機(jī)遇期，加速推進(jìn)并充分利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)符合甘肅實(shí)際的林草防火空天地一體化預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信保障系統(tǒng)、信息指揮系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)共享支撐系統(tǒng)和智能化業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，逐步建成集監(jiān)測(cè)、預(yù)警、指揮，火情信息采集、傳輸、分析、應(yīng)用于一體的林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)綜合業(yè)務(wù)管控平臺(tái)，全面提升甘肅省林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)綜合能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

林草火災(zāi)預(yù)防，預(yù)警監(jiān)測(cè)為科技先行，結(jié)合甘肅省林草行業(yè)預(yù)警監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，提出以下對(duì)策：一是升級(jí)完善現(xiàn)有林草防火信息指揮系統(tǒng)和林草火險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；二是深入探索林草防火無(wú)人機(jī)應(yīng)用模式；三是構(gòu)建林草防火北斗巡護(hù)系統(tǒng)和林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)綜合業(yè)務(wù)管控平臺(tái)。以提高林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)綜合能力水平，做到預(yù)警監(jiān)測(cè)信息現(xiàn)代化、技術(shù)科技化和應(yīng)用新型化。為林草火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)發(fā)展提供有力依據(jù)，為火災(zāi)預(yù)防的技術(shù)提升奠定基礎(chǔ)。