信息时代军地联动应急指挥技术体系构建*

2018-12-03禹明刚吴春晓许元云

指挥控制与仿真 2018年6期

禹明刚,吴春晓,刘斌,许元云,杨铖

(中国人民解放军陆军工程大学,江苏南京 210007)

我国是世界上遭受自然灾害比较多的国家之一,抢险救灾等应急任务非常繁重。履行新时期国家赋予的应对突发事件的任务是人民军队重要的历史使命。近年来,军队和地方政府之间深入对接,积极探索有效应对自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全和综合应急等突发事件的协调联动机制,协商建立信息共享、态势会商、预案协商、联合指控、联合演练对接等应急指挥机制,多次承担并出色完成各类急难险重任务,为人民生命财产安全及经济社会发展提供了坚实保障。

技术是机制得以落地的基本支撑,近年来随着物联网、大数据、人工智能等新技术的发展成熟以及在各领域的广泛应用,如何打破传统技术的束缚构建信息时代军地联动应急指挥技术体系成为应急指挥领域一个全新而急迫的课题[1-3]。

1 军地联动应急指挥概念及信息时代的特点

1.1 军地联动应急指挥

作为我军新世纪新阶段一项重要的历史使命,非战争军事行动逐渐成为部队建设发展方向的一个重要牵引。应急指挥作为非战争军事行动的重要组成部分，一般具备以下几个特点，如图1。一是突发性强。抢险救灾、处突、反恐、维稳等非战争军事行动具备较强的突发性,行动的时间、地点、方式具备高度的不确定性。二是指挥协同关系复杂。参加人员跨越领域广、指控关系复杂、组织协调工作繁重。三是时间紧迫。非战争军事行动的突发性决定了其时效性,必须以最快速度遂行任务。需军地相关力量迅速出动、迅速到达现场,第一时间进行情况处置。因此,军地间应建立完善信息共享、情报对接、行动监控与效果评估等互操作机制,为最终的应急决策及应急行动提供有力支撑。

图1 应急指挥工作特点

军队在参与地方应急救援工作时,可以发挥其人员、队伍、装备等特色优势,与地方力量互为补充、强强联合,实现应急救援的高效化。21世纪初,军队构建了面向突发事件处置的应急指挥机制,分别在总部、军区、军兵种各级设立了处置突发事件的领导小组,同时在总参谋部设立了应急办公室,陆续颁布了《军队处置突发事件应急指挥规定》、《军队参加抢险救灾条例》等一系列法律法规,组建了国家级9类共5万余人的专业应急力量,大大强化了对应急工作的组织领导和管理能力。

1.2 信息时代应急指挥技术体系的特点

军地联动应急指挥技术体系指在应急指挥领域,相关技术之间相互作用、相互联系,服务于应急指挥,按一定结构方法组成的技术整体。我们从对信息时代应急指挥网络的分析作为出发点,梳理网络构建的各个环节,在此基础上分析信息时代应急指挥技术体系的特点。应急指挥网络如图2所示。

图2 应急指挥网络

应急指挥网络是以突发事件、承灾载体、应急管理等核心研究对象及其关联关系为核心构成的纵横互联、虚实结合的大规模复杂网络。需要通过科技手段揭示对象的自身发展规律和对象之间的内在关联,通过管理机制实现组织有序的网络运行,以解决应急指挥领域的突出风险和突发事件的辨识、准备、监测、评估、判定、决策、预警、处置、救援等重大问题。

应急指挥技术与应急指挥网络各环节紧密结合,为各个环节的顺利开展提供技术支撑。应急指挥技术体系应包含几大类关键技术:环境感知、通信组网、数据处理分析、推演决策、应急处置与救援。

2 军地联动应急指挥技术体系设计

2.1 设计目标

军地联动应急指挥技术体系的设计过程是对军地联动应急指挥中所涉及各类技术的系统化梳理和可视化刻画。通过图、表等形式对各类技术及技术之间的相互关联进行描述。通过构建军地联动应急指挥技术体系,实现对相关技术系统、清晰、完整地描述,技术体系是应急机制构建、应急装备研发的基础与保障。

构建技术体系的基本目的是支持军地联动应急指挥体制机制的规划、论证、设计、评估、优化、管理与决策。设计目标可归结为三方面:一是为制定应急装备及应急指挥机制发展战略、规划计划、项目建设提供决策支撑;二是为建立和完善应急装备领域技术体系提供顶层设计指导;三是为应急装备技术领域研究的立项、研发、检验、评估等流程提供支持。

2.2 指导原则

军地联动应急指挥技术体系设计的指导原则属于高层概念,可为技术体系设计提供方向性思路和规则约束[4]。军地联动应急指挥技术体系设计应遵循下列原则。

1)科学性和先进性原则

技术体系应当建立在一定的科学理论基础之上,应当选择具有代表性和独立性较强的技术参与构建过程,以提高技术的准确性和典型性。

2)全面性和系统性原则

合理的技术体系应能全面地反映军地联动应急指挥领域所涉及的各方面技术,且各技术并非孤立存在,技术之间存在关联,从而形成技术“体系”。

3)前瞻性原则

前瞻性原则强调随着能力需求的不断演化,同时考虑技术的发展以及技术领域的变化,在技术体系的设计与可视化描述方面也应相应地做出变更,在恰当的时间节点对技术体系做出调整与优化。

4)通用性原则

技术体系设计中的概念应采用领域通用术语进行描述和定义,以方便本领域内人员快速理解和掌握,避免不相关的信息和二义性信息,另外,技术概念的描述还要符合用户的思维方式。

2.3 军地联动应急指挥技术体系

基于1.2节应急指挥网络,在设计目标牵引以及指导原则约束下,构建军地联动应急指挥技术体系如图3所示。

图3 军地联动应急指挥技术体系

军地联动应急指挥技术体系分为基础支撑层和应用技术层两层。其中,基础支撑层又分为基础理论和支撑技术，如图4所示。

图4 基础支撑层

图5 应用技术层

基础理论主要包括以下几类典型理论。应急指挥控制理论模型：应急指挥控制与决策业务活动必须有科学、合理的应急指挥控制理论模型提供支撑。应急指挥系统需求与体系结构技术：正确完整地获取应急指挥的需求是构建和完善应急指挥体系的根本和前提,需求涵盖了应急指挥的业务、系统和技术三个层面。事件演化机理分析与应急决策体系构建：目前还缺乏对自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全等事件的内在诱因、外在影响、演化规律与机理的系统化研究与揭示。总的来看,目前应急决策及行动的基础理论研究有待加强。

支撑技术主要是一些基础性、通用性、支撑性的技术。主要包括物联网、大数据、人工智能等。

应用技术层主要包括环境感知、通信组网、数据处理分析、推演决策、应急处置与救援等五类关键技术，如图5。

环境感知技术[5]主要包括应急监测与检测技术、定位与遥感技术等。应急监测与检测是应急事件处理的重要组成部分,对污染源进行实时监测,快速检测污染物的种类、浓度、范围、扩散速度、危害程度,为决策提供科学依据,争取时间,有效控制污染范围,缩短事故持续时间,使事故造成的损失降到最低程度,为善后处理处罚提供科学依据;定位与遥感技术包括地理信息系统、全球定位系统和遥感技术这三类。

通信组网技术[6]主要包括应急通信技术和自适应组网技术。应急通信技术主要有无线电台通信,卫星通信,地面微波通信和无线集群通信;自适应组网技术具有动态变化的网络拓扑结构、无中心网络的自组性、多跳组网方式、有限无线传输带宽、移动终端的自主性和局限性、存在单向的无线信道等特点,使得许多问题变得复杂而难以实现,自适应组网技术仍然存在许多亟待解决的问题。

数据处理分析技术[7]主要包括事故调查分析技术、应急指挥系统效能评估技术等。事故调查流程一般包括事故现场勘查与取证、物证分析与鉴别、事故原因与过程分析、事故认定以及事故报告,比如,火灾的物证分析与鉴别过程中就有痕迹与物证的提取、检验过程,其中所涉及的具体技术有:化学分析鉴定,还可能需要测定物质的热稳定性、氧化温度、分解温度及发热量,闪点、自燃点,以及测定物质在什么样的温度下会发生怎样的变化等。而对于应急指挥效能评估技术，目前,针对不同类型的应急事件,尚缺乏内容全面、具备较强操作性的应急指挥效能评估体系。

推演决策技术[8-9]主要包括突发事件应急过程推演及指控分析、公众行为和心理的建模分析与仿真预测等。应急指挥过程仿真与推演技术在推演决策中至关重要,该技术涉及的研究热点包括:关键人行为模型构建,即如何对其行为倾向对公共安全的关联关系进行模拟分析;在公众行为心理建模分析与仿真预测方面,目前缺乏对应急事件的不同演化阶段公众的行为及心理特征、群体及个体行为的影响机理研究,针对大规模群体的行为建模、仿真及预测的理论及方法研究尤其需要进一步深入。

应急处置与救援技术[10]主要包括应急物流与运输技术、事故现场抢险技术等。其中,应急物流是为应对严重的自然灾害、突发性公共安全/卫生事件及军事冲突等紧急事件而针对人员、物资、资金等进行紧急输送的一种特殊物流保障。与普通物流相同,应急物流同样由载体、流体、流程、流向、流量等诸要素构成,具备时间、空间和形质等三方面效用。应急物流与普通物流不同,应急物流强调物流效率,通过物流效率实现其效益,而普通物流既重视效率且重视效益。应急物流分为两大类:军事应急物流和非军事应急物流。

针对应急事件处置中的现场监控、数据传输、信息处理、态势生成、指挥决策、效能评估等需求,需借鉴军事信息系统需求工程理论、军事信息系统指控理论、军事信息系统体系结构建模与仿真技术、大数据与物联网技术等,实现对异常突发事件的高效决策分析与指挥调度。