地震应急通系统在尼泊尔8.1级地震应急中的应用

吴建超 蔡永建 雷东宁 郑水明

1 中国地震局地震研究所（地震预警湖北省重点实验室），武汉市洪山侧路40号，430071

以往的地震应急工作通常采用国家、省、市、县逐级管理的指挥调度模式，没有形成统一的指挥调度管理模式，信息传递效率较低［1］。一旦发生突发事件，很难快速调度全部力量，有序地开展应急工作。另外，参与应急的各个专业组，功能都偏向各自的专业领域，不能将地震应急工作的各个环节快速连接、有效应用，以满足应急工作快速响应、沟通互动和信息共享等需要。

地震应急通系统采用移动通信网络、卫星通信网络、数据采集技术、地理信息技术、视频直播技术、移动智能终端和智能指挥中心等先进技术，通过智能多级云服务、专业系统对接和应用、专业信息分析和计算以及专业卫星设备适配等方式，解决应急系统的功能设计。该系统在尼泊尔8.1级地震应急中效果良好，取得了大量灾情信息并及时上报后方指挥中心，使湖北省地震局工作队圆满完成了现场调查工作。

1 地震应急通系统概述

地震应急通系统是基于2G／3G／4G 移动通信网络、车载无线视频服务器、智能手机、平板、PC和应急指挥管理平台，采用实时音视频传输、GIS位置管理、多媒体信息分享和信息推送等先进技术，实现快速清晰的现场视频传输、准确便捷的应急指挥调度的一种高效地震应急指挥新模式［2］。它可以帮助地震部门建立一套功能全面、反应灵敏、运转高效的地震应急指挥体系，提高地震部门应对地震事件的能力。

1.1 系统组成

地震应急通系统以地震现场应急工作为核心，建立从现场工作队到前、后方指挥部一体化的协同工作机制。系统主要由3个部分组成（图1）。

1）数据采集。现场工作队第一时间采集信息，包括地震灾情调查、地震烈度调查和其他工作调查等，并上报前、后方指挥部进行汇总和分析。

2）信息分享。指挥部建立完善的信息分享平台，将汇总、过滤、分类、加工、审核后的信息，区别性地分享给地震系统单位、政府相关部门和社会大众等不同群体。

图1 地震应急通系统组成Fig.1 Composition of the earthquake emergency system

3）视频直播。通过视频直播、语音视频通话和图片直播，实现后方指挥部、前方指挥部和现场工作队成员之间的远程视频沟通。

1.2 系统描述

1）系统可同时提供视频、语音和拍照等传输机制，帮助指挥中心快速获得准确的灾情和救援信息，掌握更多的灾情发展状况和现场救援进展情况。

2）通过该系统的事件定位、视频调用、周边可调用人员显示和预案库自动匹配等功能，可以实现可视化、点对点指挥调度，增强指挥中心的快速反应能力和实效。

3）系统具有完备的跟踪考核和指令快速下达机制，可以通过远程视频查看、实地考勤和GPS系统查勤等形式督导处置情况的落实，高效监管、指挥现场人员的工作。

4）系统具有多方式实时互动交流功能，可以语音和视频信息同步交流，做到一次上报、多方同步参与处置，实现救援现场与后方救援专家的交互讨论，进而准确评估事件情况，提高处置效率。

5）现场人员携带的设备体积小、重量轻、功耗低、设备少、随身携带、安装快速，可以使用智能手机实现现场的多媒体信息采集上报和实时视频直播、接收调度指令等功能，保证现场人员具有良好的机动性。

1.3 系统架构

地震应急通系统采用平台分层设计原则，包括用户、终端应用、业务平台和基础平台4层架构模式［3］（图2）。其中，按照不同的权限级别和使用领域，用户平台分为终端用户、管理用户和其他用户。终端应用平台包含移动端应用和指挥管理应用，前者由地震应急现场工作队员随身携带，后者则布设在后方指挥中心。业务平台主要实现实时视频直播、信息录入、信息分享和信息推送等业务功能，业务管理模式灵活、易于扩展。基础平台包括多级用户管理系统、消息中间件、数据库管理系统和业务基础平台等。该平台稳定、灵活、高效，能满足地震应急工作中的数据交换和共享需要。

图2 地震应急通系统架构Fig.2 Architecture of the earthquake emergency system

2 在尼泊尔地震应急中的应用

尼泊尔8.1级地震发生后，中国地震局地震研究所立即组成地震应急工作队，携带地震应急通等设备赶赴西藏震区，协助开展地震现场应急工作。工作队于04－26 晚抵达定日县，并于04－27、04－28前往西藏仲巴县、萨嘎县、昂仁县、拉孜县和定结县等地开展地震灾害评估和烈度调查等工作。通过地震应急通系统，工作队将调查资料第一时间传回后方指挥中心。截至04－28 20：00，共获得有效调查点45个，震害照片95张。运用地震应急通系统，前后方应急工作队员快捷准确地完成了应急工作，并绘制烈度图（图3），及时为指挥部提供了全面准确的资料。

图3 烈度调查点和拟合烈度图Fig.3 The intensity survey points and fitting intensity map

3 应用总结和研发探讨

3.1 地震应急通系统应用总结

通过在尼泊尔8.1级地震灾区中的应用，地震应急通系统帮助湖北省地震局现场工作队圆满完成了地震应急工作，工作成果得到中国地震局和西藏自治区地震局的认可和肯定。然而，该系统在实际应用中也发现一些问题和不足，具体有以下几个方面。

1）地震应急综合信息欠缺共享。地震现场应急综合信息可分为5大类：基础地理信息、震情信息、灾情信息、应急响应信息和评估信息，概括了地震应急响应工作中现场调查人员可能涉及到的各种信息类型［4］，可以归纳为地震背景信息和救援业务信息两种。在震后应急现场，调查人员不仅需要知道自己所处的经纬度信息，更希望了解附近的地震地质信息、网络舆情信息和最新的地震应急产品信息等。

2）移动终端运算性能不足。从广义上理解，移动终端是将移动互联网这一新技术引入计算机、手机等数据终端，使其成为发布、获取和处理信息的网络终端［5］。而地震应急通系统目前的移动终端是Android系统的手机，很难实现在地震应急通信系统中对海量信息的空间查询、分析以及提供高级的信息处理服务。

3）移动GIS 应急救援指挥系统不够完善。目前，地震应急通系统无法实现在GIS环境下导入各种专题应急图件，导致现场调查人员在给出定位信息后，还要到各种专题图件上查找和校对，十分繁琐。而采用移动GIS工具，能够自动将定位点与GIS现场应急信息结合，并显示在移动平台上，使调查人员对该调查点的各类信息有更为全面和深刻的了解［6］。

3.2 下一步研发探讨

1）在地震应急通系统2.0的基础上，通过对移动GIS的深入研究，结合地震应急现场工作的实际需求和WebGIS的系统设计经验，设计开发基于ArcGIS Mobile技术的移动GIS 地震现场应急工作系统［7－8］作为应急指挥系统的移动平台，满足应急救援工作的地理信息需求。

2）将移动终端与云计算、移动互联网相结合，为地震应急救援系统的发展提供新的方向和模式［9］。

3）建立国家级地震基础数据、人口经济数据、重点目标数据、生命线工程、现场灾害评估数据和科学考察数据等的地震应急救援综合信息平台［10］，不仅可以满足前方调查队员对于各种应急产品、灾情信息和背景信息的查询和获取，而且可以帮助后方指挥中心及时预估震区灾情等。

4 结 语

地震应急通系统在地震灾害现场与应急指挥中心之间建立起完整的指挥与信息反馈平台，实现了第一时间进行灾害调查、快速评估、接收指令、团队协作、文件传输和指挥调度，确保地震现场应急工作的顺利开展，提高了应急工作效率。

地震应急通系统在系统便宜、维护费用低、设备组装灵活、后期扩展性好、易于改进升级和操作简单等优点的基础之上，还具有以下特点：1）具有国家、省、市、县多级系统，工作模式灵活、权限控制明晰；2）智能对接专业台网系统，实现突发事件快速响应、信息有序管理；3）专业信息快速分析和应用，快速生成应急工作成果；4）专业海事卫星适配，更小、易携带、应急传输效率高；5）引入专题地图服务引擎，快速制作和显示专题地图；6）进一步整合指挥中心、移动终端和移动车载视频，使用各种运营商网络、卫星传输网络，确保应急信息的有效传输。

［1］中国地震局震灾应急救援司.地震应急［M］.北京：地震出版社，2004（Earthquake Emergency Rescue Division，CEA.Earthquake Emergency［M］.Beijing：Earthquake Press，2004）

［2］厦门创智无限软件技术开发有限公司.地震应急指挥调度系统方案［R］.厦门，2014（Xiamen Chuangzhiwuxian Software Technology Development Co.，Ltd.Earthquake Emergency Command and Control System Program［R］.Xiamen，2014）

［3］厦门创智无限软件技术开发有限公司.应急通2.0云平台建设方案［R］.厦门，2014（Xiamen Chuangzhiwuxian Software Technology Development Co.，Ltd.Earthquake Emergency 2.0 Cloud Platform Construction Scheme［R］.Xiamen，2014）

［4］丁香，王晓青，窦爱霞.基于GIS的地震现场应急指挥管理信息系统研制［J］.地震，2014（3）：161－168（Ding Xiang，Wang Xiaoqing，Dou Aixia.Development of an Earthquake Field Emergency Management Information System Based on GIS［J］.Earthquake，2014（3）：161－168）

［5］罗艳，龙波，钟威，等.基于云计算的移动终端服务模式分析［C］.广西计算机学会2013年学术年会，柳州，2013（Luo Yan，Long Bo，Zhong Wei，et al.Analysis of the Mobile Terminal Service Model Based on Cloud Computing［C］.Guangxi Computer Society 2013 Annual Conference，Liuzhou，2013）

［6］张二钢.基于移动GIS技术的数据采集系统的研究与实现［D］.淮南：安徽理工大学，2013（Zhang Ergang.Research and Implementation of Data Acquisition System Based on Mobile GIS Technology［D］.Huainan：Anhui University of Science and Technology，2013）

［7］刘伟.基于移动GIS 的应急救援指挥系统的设计与实现［D］.北京：中国科学院研究生院，2012（Liu Wei.Design and Implementaion of the Emergency Rescue and Command System Based on Mobile GIS［D］.Beijing：Graduate University of Chinese Academy of Sciences，2012）

［8］姜代红，沈洁.嵌入式移动GIS开发运行平台的设计与实现［J］.计 算 机 工 程 与 设 计，2007（20）：4 984－4 986（Jiang Daihong，Shen Jie.Design and Implementation of Embedded GIS for Developing and Running［J］.Computer Engineering and Design，2007（20）：4 984－4 986）

［9］仲霄.GIS在地震应急系统及地震信息共享中的应用研究［D］.北京：中国地震局地震预测研究所，2006（Zhong Xiao.The GIS Application in Earthquake Emergency System and Information Sharing［D］.Beijing：Institute of Earthquake，CEA，2006）

［10］姜立新，吴天安，刘在涛，等.地震现场应急指挥技术系统的结构与设计［J］.地震，2004（3）：38－40（Jiang Lixin，Wu Tianan，Liu Zaitao，et al.Structure and Design of Emergency Command System in Earthquake Site［J］.Earthquake，2004（3）：38－40）