地震现场应急指挥调度系统的建设与应用

郑立夫，谭庆全，康现栋，罗桂纯

(北京市地震局，北京 100080)

0 引言

北京地处华北平原、山西和张家口-渤海三大地震带交汇处，活动断裂发育，一旦发生大地震，将会引发严重的灾害。如果有迅速可靠的地震现场调查和通讯手段来及时掌握震情灾情,就可在最短时间内积极组织、实施抢险救灾行动，这是有效减轻地震灾害损失的一种重要途径[1-3]。

目前，地震现场的应急通讯保障措施、灾情信息的快速获取与上报方式是制约应急工作效率的主要因素。虽然，地震应急现场通讯系统已配置了多种方案[4-5]，但同时满足语音、数据和视频传输条件的系统都存在着成本高，装卸、移动不方便、操作复杂、智能化程度低等缺陷，未形成统一的调度管理模式，信息传递效率低下[6-7]。基于此，搭建一套集“实时视频、指挥调度、GIS地理信息、多媒体信息采集、灾情统计分析”于一体，系统、专业地解决地震应急指挥调度与灾情快速收集评估的平台具有重要的现实意义。地震现场应急指挥调度系统是地震应急工作中的一个重要支撑平台，前方的灾情信息和后方的救灾决策都需以此为平台进行交换，从而保障地震应急处置的有序进行。

1 系统介绍

地震现场应急指挥调度系统是一套充分运用云端服务来进行应急指挥调度与灾情快速收集评估的实用化系统。其基于移动智能终端设备，采用3G/4G移动通信网络、Wi-Fi无线通信网络或便携式海事卫星通信网络，融合实时音视频传输、GIS地理信息、MM多媒体信息采集、IM即时信息互动、Push信息推送等先进技术，为地震应急部门建立起功能全面、反应灵敏、运转高效的地震应急指挥体系，有效提高对地震事件的应对能力。

该系统可实现前方现场工作队实时的情况反馈、调查结果的即时展示、人员的点对点指挥等功能。同时，还能为后方指挥部迅速提供地震现场烈度、房屋破坏、生命线损失等调查信息，并可对信息进行浏览、删改、汇总和导出。现场工作终端内置集成了灾情上报、地震灾害调查、互联网地图、即时沟通等工具，可即时生成相应调查点的报告，减少调查人员的工作量。该系统在2017-2018年完成研发与部署，目前已投入稳定的在线运行，开发出一套直观的现场视频通讯、准确高效的指挥调度、专业立体的调查汇总、灵活多变的沟通互动的地震应急工作新模式。

2 系统设计与组成

北京市地震局从震后开展的应急工作出发，建立了一套涵盖前方现场工作队与后方指挥中心交互协同的工作机制，由现场终端、指挥调度平台和指挥管理平台3部分组成。同时，与已有的其他系统相互衔接，实现了硬件和数据流的互访共享。(见第42页图1)。

(1) 地震现场移动终端。

包括手持设备(专用终端、智能手机、平板电脑)和安装在设备上的应急通讯软件。地震发生后，现场工作人员需携带移动终端抵达现场，开展调查工作。应用终端即可填写灾情急报、房屋调查、地震灾害调查等表格，自动获取调查点经纬度及附带拍摄的图片、录像和录音数据，实时上传至指挥调度平台服务器，使应急指挥中心快速清晰地了解现场灾情。应急指挥中心评估人员再根据回传的调查点数据绘制地震烈度图，基于地理信息系统(GIS)实时显示已完成的现场灾害损失调查点分布位置，绘制灾情分布图及救灾进展态势图，供指挥部决策使用。

图1 地震现场应急指挥调度系统组成Fig.1 Composition of emergency command and dispatch system at earthquake site

(2) 地震现场应急指挥调度平台。

系统采用分层设计原则，包括用户、应用、业务、数据和支撑层五层架构模式。其中，按照不同的权限级别和使用领域，分为终端、管理和其他用户。业务层主要实现实时视频直播、灾情录入、信息分享和信息推送等业务功能，管理模式灵活、易于扩展。数据和支撑层包括消息中间件、数据库管理系统和业务基础平台等软硬件模块，以保障平台稳定、高效地运行，满足地震应急工作中的数据交换和共享。系统的架构模式如图2所示。

(3) 指挥管理平台。

平台与指挥中心的音视频、辅助决策和数据可视化系统进行衔接，一方面将现场返回的信息进行表达与展示，另一方面向现场终端推送相关指挥决策信息。通过指挥调度、发布公告和文件推送的功能，指挥中心对现场工作队员的现场应急工作进行指挥和传达命令。指挥调度，即指挥中心通过视频直播、位置定位和轨迹回放实时查看现场视频、应急工作人员和车辆的当前位置和历史行进路线，辅助指挥人员决策；发布公告是指挥中心根据查看到的现场情况，通过音频通话、视频通话、公告通知等形式实现向现场终端一对一、一对多的命令下达，调度现场应急处置工作；文件推送是应急指挥中心实时向现场终端一对一、一对多的推送文档、图片、视频和录音文件，包括行政区图、交通图、历史地震分布图、生命线工程分布图、震情趋势意见、余震信息、烈度初判图的震区基础工作资料和应急指挥中心抗震救灾工作文件。

图2 地震现场应急指挥调度系统架构图Fig.2 Structure of emergency command and dispatching system at earthquake site

3 地震实例与应用

2019年4月14日，北京市怀柔区发生3.0级地震。北京市地震局立即派出地震现场工作队开展应急工作，现场灾评组携带移动终端赶赴震中。由于地震发生在海拔较高、地形复杂的怀柔山区，导致现场调查工作开展较难。按照传统的工作方式，指挥中心无法在第一时间获得灾情数据，需要等待全部队员返回后才能进行现场调查资料的汇总分析,无法及时下达现场工作指令。

在此次灾情调查过程中，工作队在到达现场后，利用移动终端上的软件向应急指挥调度平台服务器传回了调查点的位置(地理经纬度+行政村)、震害情况(文字描述+现场照片)、初判烈度等内容。随着调查的深入，调查点及震害情况均实时显示在指挥平台上；同时，移动端的视频通话功能将现场工作组与当地政府部门领导讨论地震灾害评估调查方案的声音、画面传输至后方指挥中心(见第43页图3)，再通过指挥管理平台集成的音视频、辅助决策等系统完成了前后方意见资料的交互和指挥长的指挥调度；最终，此次地震应急工作进展迅速，取得圆满成功。

4 结语

北京市地震局的地震现场应急指挥调度系统，是一套集成了地震应急指挥调度、通讯保障、灾情快速收集与汇总等功能的系统，具有设备便携、功能齐全、工作高效等特点。其建立了前后方信息传输与数据共享的统一平台，实现了震后灾情调查快速汇总上报、烈度图分析与产出、灾害评估数据处理、视频直播、通讯保障等功能的统一管理，在地震事件应急处置中具有较重要的应用价值。实践证明，该系统在北京海拔高、地形复杂、信号弱的山区中进行地震灾害调查、地震烈度调查时，仍然可以发挥较大作用。在后续的工作中，还需要在灾情信息自动汇总与可视化表达、救灾进展态势图自动绘制等方面继续优化和完善，以进一步提高系统的实用价值。

图3 现场与指挥中心视频连线画面Fig.3 Video connection screen between the site and the command center