矿山应急管理与救援指挥决策信息化技术的研究与应用

陈益能 苟忠 周方年

随着我国煤炭开采的不断发展，大批煤矿已开始进行深部开采，水压、地压、地温、瓦斯压力不断增加，井下生产作业条件不断恶化，煤与瓦斯突出、冲击地压等灾害的复杂性和治理的难度不断加大。煤矿事故应急救援是一项庞大的系统工程，救援过程中涉及种类、数量繁多的救援资源和救援单位。现有应急预案在实施过程中往往会由于灾区状况、救援设备、救援队伍、救援专家、救援路线等信息不能快速准确发布共享，造成时间延迟、决策困难、信息沟通不畅、协同救援困难，致使救援资源得不到很好的整合利用。2016年，全国煤矿发生事故249起，死亡538人，其中重大事故8起，特别重大事故2起。煤矿与矿山应急救援形势依然不容乐观，矿山救护队救援能力依然需要不断提高。

信息化应用分析

主要问题。矿山应急救援工作制约因素多，情况复杂多变，具有突发性、灾变性、灾难性等特点，与其他应急救援工作相比，具有更强的技术性、时效性和更大的危险性。要实现事故灾区高效救援行动，不仅要依靠先进救援设备与丰富救援经验，更需要事故发生时对灾区现场、应急需求、救援资源等综合全面的信息掌握，科学合理的判断分析，才能实现灾害应急处理的运筹帷幄与科学决策。数字化、信息化是加强救护队管理和战斗力水平的关键，现有装备、物资管理模式下信息碎片化、孤岛化，管理者难以实时有效掌握装备、人员、物资等的实时信息；为满足质量标准化要求等规范，小队长等基层干部每天花费几个小时填报各种工作业务表格，浪费大量人力，表格档案纸质化管理难以形成有效管理查询，救护队相关领导及州县等管理部门无法实时快捷获取救护队日常运行信息，难以了解基层装备、人员及训练考核等日常细节，不能实现精细化管理，极大制约了救护队的日常管理水平，特别是对于州县等需要管理多支救援队伍的情况下，由于信息通道不畅，队伍布局分散，很难实现队伍、装备、人员、物资等管理信息汇总，不便开展有效管理，救援时更是难以获得实时有效的救援资源信息和灾区现场信息，影响指挥决策效率。

解决思路。我国现有救护队的日常与应急管理主要依靠领导决策，缺乏救护队日常业务与应急业务的管理信息系统。管理信息系统在强调“管理”和“信息”双层理念的增值意义上，在基本上摆脱人工操作模式管理体系的同时，优化救护队管理模式，优化救护队内部各部门、各办事机构的业务流程，再造业务规范，对训练学习、培训、质量标准化等重点业务实行全面质量监控，使计算机充分发挥其作用，减少繁杂无谓的人力财力，满足救护队不同业务方面的需求和管理要求。地理信息系统是一种利用计算机对空间信息进行存储、分析、处理和显示的综合信息系统，通过对地理信息系统中的空间信息与应急救援其他各类信息的有效管理，将各种资源、设备的信息，包括属性信息以及资源位置信息进行可视化显示，并通过系统下达救援指挥调度方案，提高应急救援过程中的信息化水平，为救援赢取宝贵的时间。此外，通过互联网实现全天候实时服务，充分满足救护队的业务管理需求，全面提高管理水平，有效提高救护队的战斗能力。为解决救护队科学、信息化管理与数字化高效应急救援的需要，需要将信息化技术应用至矿山应急管理形成综合平台，综合应用管理信息系统和地理信息系统等相关技术，服务于平时救护队装备、物资、人员、专家等数据管理，实现日常业务监管，更立足于应急救援时信息全面高效实时化共享，辅以有效决策手段，提高应急救援能力。

矿山应急管理信息化

主要内容。建设矿山应急管理信息化平台，必须考虑救护队管理和救援指挥调度两大部分。前者主要用户为救护队、救护队管理部门等，针对救援人员、装备、物资、预案、专家和主要业务内容的管理，提高救护队日常管理水平和训练水平。后者主要用户为救援指挥中心、集团公司等需对多支救援队伍、救援机构等进行管的部门，实现救援过程指挥调度和数字化救援，提升应急救援能力，二者须实现互联互通。

救护队管理的信息化。主要针对矿山救护队日常管理，业务逻辑紧密贴合矿山救护队管理实际、矿山救护规程和质量标准化考核规范等要求。管理分为基础信息管理、日常业务管理和应急救援业务管理三大业务类别。基础信息管理主要针对应急机构、救援对象、救援人员、物资、装备、专家等基础信息录入查询。日常业务主要实现救援队伍和指挥中心日常人员、装备、物资和主要业务内容的管理，提高救护队日常管理水平和战斗力。应急救援业务管理主要服务于救灾指挥调度，通过对日常业务内容的管理调度和灾区现场信息的集中管理，辅助救援队伍掌握灾区实时状况，做好后勤保障。

救援指挥调度的信息化。主要服务于省市县等需要管理多支救护队及发挥救援指挥作用的部门。主要业务涉及多支救护队装备、专家、人员、物资等信息的实时上报与统计分析、救灾时现场信息获取、救援调度方案辅助决策、救灾调度全程监控等内容。通过应急救援、应急演练和桌面预案推演等3种应急救援项目管理模式，满足救援指挥、日常演练和数字化预案多方在线推演的需要。通过对救援事故场所、救援队伍距离、救援物资数量等多条件的联合分布式查询，给出救援方案，实现装备调度与辅助救援指挥决策。通过标绘和平台中的物资、人员、装备调度方案结合，实现异地专家远程异地在线实时协同会商，救援专家异地协同标绘，制定救援建议方案。

信息平台设计

考虑到信息平台内不同应急救援指挥部门的互联互通及与其他应急专项部门应急平台的接口，为实现上下贯通、左右衔接、互联互通、资源共享的协同应急救援体系，将矿山应急救援管理指挥信息化平台设计为包括接口驱动层、数据集成层、应用服务层和界面接口层的4层架构，如图所示。

接口驱动层主要实现对数据库、GIS系统、有线/无线通信及不同硬件的驱动控制功能，用于将系统相关的多种信息与设备接入；数据集成层主要是完成多种救援相关的异构信息集中管理，通过中心数据库的管理功能，实现对地理信息、调度信息、救援资源信息和灾区信息的集中管理，为应用服务层调用不同的数据提供支撑；应用服务层主要为实现系统的主要功能，共分为救援资源管理、救援预案管理、辅助救援决策和救援指挥调度4个子系统，功能涵盖日常监管、应急响应、应急处置和应急事故统计上报等过程。

矿山应急管理信息化平台建设目标主要实现涵盖救援队伍管理、应急救援指挥部门、救灾现场等多位一体的综合信息化平台，平台可实现平战结合，通过队伍、人员、装备、物资、专家、预案、灾区等多方信息的综合管理协调和实时指挥调度，增强救援队伍日常管理信息化水平和数字化救援战斗能力。

应用试验

现今管理信息系统开发技术成熟，常见软件开发工具包括DoNET、Java等，系统架构多以3层架构为主，数据库产品在商业、开源两方面均有较多选择，而我国政府提倡的“互联网＋”行动计划已使互联网成为信息系统运行的必备条件。但地理信息系统的开发仍以集成二次开发较有优势，单纯二次开发与原生开发都具有相当大的局限性。本文以国家矿山救护大队芙蓉队为建设主体，采用与科研单位合作的方式，试验开发了信息平台。

信息平台架构

结语

信息化技术可以快速规范矿山救护队的业务及数据资源，但实现应对突发事件时做到快速反应、快速处置的目的仍需不断地探索和努力。首先是矿山应急救援装备的数字化，使其与信息平台最大限度地利用、整合已建成的数据资源；其次须加强培训队员使用信息技术参与救援训练，使其熟练掌握信息技术在作战中的应用；最后必须提高区域整体信息化水平，锻炼磨合使用信息技术协同应急救援联动，形成基于信息化技术的协同联动应急机制。