厦门市地震应急现场指挥所方案*
2012-12-18卓群
卓 群
(厦门市地震遥测中心,厦门 361003)
引言
地震灾害是一种严重的自然灾害,具有突发性和破坏性的特点。中国是世界上地震灾害最为严重的国家之一。2008年四川汶川8.0级特大地震和2010年青海玉树7.1级大地震的震后应急救援表明,高效的地震现场应急指挥系统可大大提高政府对破坏性地震的应急反应能力,实现震区政府靠前指挥、现场指挥的要求。通过地震现场应急指挥所,可面对面地有序组织来自各方的救援力量,在最短时间内积极有效地组织实施抢险救灾。
1 概述
地震现场是需要实施地震应急、救援并开展工作的地区。高效有序地开展地震现场工作是维护地震灾区社会稳定和开展抗震救灾工作的重要保证。
地震应急现场指挥所系统是开展地震应
急指挥相关工作内容的技术支撑和后勤保障,是抗震救灾指挥部技术系统在地震现场的延伸。破坏性地震发生后,该系统能够迅速到达地震现场,开展应急救援工作。其主要功能是加强地震现场震情、灾情信息的收集与整理能力,承担灾害现场的地震灾害调查、损失评估、地震科学考察、地震流动监测、地震趋势预报、建筑物安全鉴定和地震知识宣传等抗震救灾工作,提供现场应急指挥技术支撑,并向后方传送所收集的地震现场灾情信息和图像。
2 厦门市地震应急现场指挥所方案简介
针对中国国家地震现场应急指挥系统的构成和5·12汶川特大地震以及4·14玉树大地震应急救援的总结和反思,厦门市地震局提出了地震应急现场指挥所的概念并进行了初步界定,即地震应急现场指挥所是震区政府地震应急指挥中心在地震现场的空间延伸,由现场通讯网络、现场灾情采集与传输系统、现场办公指挥系统、现场指挥软件和现场后勤保障系统5个部分组成。
2.1 现场通讯网络
为满足地震现场工作组成员之间的数据交流需要,建立地震现场工作局域网是一项十分必要的工作[1]。无线局域网技术的发展和成熟为地震应急现场工作的快速信息传递提供了新的可选平台[2-3]。
2.1.1 现场局域网
现场局域网由网线、小型无线路由器(具备3G上网功能)、一台24口交换机、笔记本电脑和不间断电源(UPS)组成。无线路由器选用Billion BiPAC 7402GX,符合ADSL、ADSL2、ADSL2+标准,支持IEEE 802.11bg/b,有4个10/100 Mbps LAN,1个10/100 Mbps WAN,支持3G功能、内置防火墙。
2.1.2 与指挥中心的远距离网络组建
(1)移动互联网接入方案。利用现场局域网Billion BiPAC 7402GX无线路由器的3G上网功能,最高可为应急现场提供54 Mbps的高速信道,另外配备一台CDMA路由器,在不具有3G网络覆盖的区域使用。
(2)卫星宽带传输。当移动互联网遭受破坏,无法进行通信时,应考虑卫星通信方式。厦门市地震局采用海事卫星通信系统,终端设备采用BGAN700。Inmarsat-BGAN系统属于海事卫星通信系统,是目前世界上最先进的移动卫星通信设备。该系统与其他卫星通信系统最大的区别在于,它具有宽带业务,能够与陆地IP数据交换网络结合起来,充分利用IP网络组建一个用户自己的独立的局域网络进行通信。
2.1.3 移动视频传输系统
采用海事卫星图像传输方式。主要设备选型:① 海事卫星终端设备采用BGAN700。② 视频服务器选用玛雅可视电话。支持H.264等多种视频压缩标准;帧速率:25帧/s(PAL制式),30帧/s(NTSC制式);最高支持704×576像素视频分辨率。
海事卫星图像传输方式分为2个部分。①现场有线图像传输。工作人员携带轻便的图像拍摄系统进入现场,通过网线将图像传送到现场指挥车上的视频服务器,同时也将实时行动录像以固件(硬盘)形式存储;②数传图像(车台至指挥中心)传输。指挥车上视频服务器与海事卫星设备BGAN700连接,通过海事卫星传到指挥中心,供更高一层次的决策人员参考。
2.1.4 无线通讯终端
配备有无线对讲系统及海事、铱星卫星电话。海事卫星电话部署丹麦TT公司生产的海事卫星Explorer700型终端。铱星卫星电话则部署Iridium9555设备,铱星9555是铱卫星通讯系统下的一个用户终端,具有网络信号稳定、能够实现全球无盲点覆盖的特点,并能够适应恶劣环境的使用要求。
2.2 现场灾情采集与传输系统
厦门市地震局现场灾情采集与传输系统主要完成现场灾情获取功能。
(1)主要配备的设备包括:便携式笔记本电脑、数码照相机、数码硬盘摄像机、GPS定位仪、移动式多功能电源、对讲机、海事卫星BGAN终端、移动无线视频传输终端。
(2)应用模式:现场工作组工作人员在灾情点通过数码相机、数码摄像机、GPS定位仪获取现场灾情图像、视频、文字和数据,并通过以下方式与现场指挥部进行联系:①利用BGAN终端建立现场通讯网络,实现数据传输和资源共享;② 利用BGAN终端和无线视频传输终端将视频传回现场指挥部,并进行录制;③ 利用BGAN终端提供的语音功能及对讲机实现语言通讯联络。
2.3 现场指挥软件
厦门市防震减灾应急指挥系统建立在GIS平台上,主要包括两个子系统,分别是厦门市防震减灾信息数据库子系统和防震减灾应急指挥子系统(图1)。
2.3.1 厦门市防震减灾信息数据库子系统
厦门市防震减灾信息数据库子系统包括地震地质背景、历史地震分布和厦门市基础资料情况。
图1 应急指挥软件系统
(1)地震地质背景。对于福建省范围内,包括福建省新构造运动分区图、厦门区域地震构造图、福建省及中国台湾地区46个震源机制解分布图和福建省厦门地区及邻近构造单元分区图。对于厦门市范围内,包括厦门市区断裂构造分布图、厦门市基岩水平峰值加速度分布示意图、厦门市区地震动分布图、厦门地区卫星影像解释图、厦门市第四纪活动断裂分布图、厦门市及邻近地区近场地震构筑图、厦门市地区主要地貌类型分布图、厦门市场地类别分区图、厦门市工程地质分区图、厦门市地震滑坡、崩塌预测图、厦门市地震地质灾害小区划图等。
(2)历史地震分布。主要包括历史地震目录管理及震中分布图显示。历史地震属性信息包括:发震时刻、震中位置、参考地名、震级、震中烈度、震源深度和资料来源,属性信息可进行修改。地震目录可逐条输入,也支持excel格式、txt格式、wkf格式文件的直接导入。
(3)厦门市基础资料情况。有厦门市街道办级行政区划图、厦门市水系分布图、厦门市避震场地分布图、厦门市各个街道办机构分布图、厦门市各个街道办建筑分布图、厦门市各个街道办人口分布图、厦门市供电设施分布图、厦门市供水主干管线分布图、厦门市桥梁分布图、厦门市通讯设施分布图、厦门市海堤分布图、厦门市加油站、液化气站和油库分布图、厦门市危险品仓库分布图、厦门市放射性污染源分布图、厦门市水库及堤坝设施分布图、厦门市码头(大型)分布图、厦门市交通网络现状分布图等。厦门市避震场地分布图主要是以宽阔地为对象进行组织数据,可以是学校操场、公园、绿地、广场等。
2.3.2 防震减灾应急指挥子系统
防震减灾应急指挥子系统包括4个功能模块:灾情在线填报功能模块、应急预案管理功能模块、震灾分析预估功能模块和辅助决策功能模块。
(1)灾情填报主要是在实际发生地震时,将现场流动工作人员获得的信息进行快速处理及入库。
(2)应急预案管理功能模块对不同级别地震下的各类预案文本进行管理。主要功能包括应急预案的录入,各相关部门及厦门各行政区地震应急预案查询,预案内容管理(包括负责人员名单、联系方式等经常需要变动信息的维护)。
(3)震灾分析预估功能是按照建筑易损预估数据模型,生成建筑易损预估数据;按照生命线震害预估数据模型,生成生命线震害预估数据;按照人员伤亡预估数据模型,生成人员伤亡预估数据;按照经济损失预估数据模型,生成经济损失预估数据。
(4)辅助决策功能包括应急信息和应急对策两个部分。应急信息利用信息数据库及震害分析预估模块产生的数据,通过统计分析,按照不同维度对数据进行全方位分析及展示。应急对策部分对救灾物资和人员需求进行判断,对人员疏散路径及救援路径选择进行了简单的尝试,并以空间显示和属性信息相结合的方式对可能产生次生灾害的位置进行提醒。
2.4 现场后勤保障系统
在地震发生后,地震现场应急指挥系统需要在地震灾区持续工作5~30天不等,另外在地震发生的初期,灾区可能缺少响应的后勤支援。因此,地震现场指挥部及地震现场工作队须配备一定数量的、必要的野外后勤装备[4]。厦门市地震局现场后勤保障系统包括电源设备、工作环境保障及运输设备。
2.4.1 电源设备
(1)发电机:选用日本雅马哈EF2800i发电机,功率为3.3 k W;(2)移动式多功能电源:选用上海纽福克斯多功能应急电源,该应急电源轻巧、便于携带,提供200 W/220 V交流电源输出及12 V直流电源,并具有紧急照明及辅助引擎启动功能;(3)UPS:配备10 k VA山特C10KS在线式UPS,为重要设备提供最佳的电源保护。
2.4.2 现场工作环境保障设备
主要包括帐篷和办公桌椅。
(1)帐篷:配备大小不同的3顶帐篷。其中,大帐篷的规格为4 m×6 m,使用面积约24 m2;小帐篷规格为3 m×4 m,使用面积约12 m2。并具有以下特点:① 易于折叠和搭建;② 轻便装运(骨架的材料为铝合金,3个帐篷合计重约100 kg);③ 造型美观大方(屋顶型并设有门、窗和地钉、可贯通性连接);④ 经久耐用(防水、防晒、防风、密封性好、不易褪色)。
(2)办公桌椅:配备中国军需所生产的系列便携桌椅,便于支撑、稳定性好,到达现场后可迅速展开。
2.4.3 运输设备
配备一辆金龙加长面包和一辆三菱越野吉普车。
3 几点思考
2009年5月10日,厦门市在海沧区消防训练基地开展了“厦门市民防空、防震、防灾疏散演练”。演练以厦门市周边地区发生里氏4.8级地震,地震波及厦门市海沧区,市区内震感强烈,部分房屋遭到不同程度的破坏,并造成次生灾害为背景拉开序幕,厦门市地震局在1小时内赶到“震中”,快速组建厦门市地震应急现场指挥所。通过模拟地震“灾害”应急救援演练,使厦门市地震应急现场指挥所的快速搭建及其作用得到有效检验,同时也暴露出一些问题。
(1)系统总体结构不够紧凑,现场安装、部署不够快速。针对系统主要应用于厦门及周边地区,今后应考虑设备主要采用车载安装,将系统主要设备集成在地震应急指挥车内,便于在地震现场机动灵活开展应急工作。
(2)应急指挥软件已不能很好满足应急指挥即时性要求。该软件应急指挥的可操作性略显不足,例如无法根据具体位置在电子地图上直观显示受灾情况、当地各种救援力量情况及出动情况,无法根据应急指挥过程中不断变化的情况直观地在电子地图上标注相应信息。此外,如何保证基础数据库更新的及时性也有待进一步研究。
(3)系统中某些关键设备缺乏或者性能不足。例如,无现场气动升降照明灯,无法为现场提供泛光照明;移动视频传输中视频服务器选用的玛雅可视电话在分辨率等性能上略显不足。
(4)系统可靠性尚需在实战中检验。虽然系统关键硬件设备均具有可靠的工作能力,但在初始设计时,没有对关键软硬件和通讯链路考虑适当的冗余,一旦关键环节出现问题,系统将无法正常运作。
(5)系统在地震科学考察、建筑物安全鉴定及地震灾害损失评估方面功能较弱。今后应在硬件设备及软件支持上给予加强。
4 结语
由于地震发生的地点、时间及其造成的破坏程度具有很大的不确定性,这就对地震应急快速响应和现场救援工作提出更高要求。厦门市地震应急现场指挥所集政府地震应急快速响应和应急救援指挥于一体,将震情监测分析、灾情调查处理、应急救援指挥以及各种信息汇总和发布等功能整合成为机动高效的地震应急现场指挥平台,形成地震应急救援的“尖兵”。
厦门市地震应急现场指挥所建成以来,开展了多次地震应急演练,使大家熟练了指挥所的装运和快速搭建,明确了岗位、任务和职责,实现了平时与实战的结合。
[1]马莹,吴楠楠.地震应急现场网络传输方案的选择.国际地震动态,2007(12):10-14
[2]哈斯高娃,兰陵.无线局域网在地震应急现场中的应用.地震地磁观测与研究,2007,28(4):80-84
[3]许云廷,肖建华,熊志强.无线局域网在地震应急现场中的应用.华南地震,2002,22(4):60-65
[4]帅向华,杨天青,马朝晖,等.国家地震应急指挥技术系统.北京:地震出版社,2009