呼之欲出的国家防汛指挥系统

富曾慈

(国家防汛抗旱总指挥部办公室总工)

    中国大陆受季风和热带气旋的影响及特定的地理条件，水旱灾害频繁。为减少灾害损失，在加强工程措施的同时，采取非工程措施，建设和强化国家防汛指挥系统，是关系到国民经济持续发展和人民生命财产安全的一项战略性任务。

    国家防汛指挥系统，是在全国防洪调度系统研究的基础上，根据我国防汛工作的迫切需要，由信息采集、通信、计算机网络、决策支持系统等组成，包括淮河、黄河流域暴雨洪水监测预报系统。它是一项多学科、高技术、跨地区、跨部门、投资大、建设周期长的决策指挥系统工程，能高效、可靠地为我国各级防汛指挥机构及时、准确地监测和收集所管辖区域内的雨情、水情、工情、灾情，对当前防洪形势做出正确分析，对其发展趋势作出预测和预报，根据防洪工程现状和调度规则快速提供调度方案集，为决策者提供全面支持，使之做出正确决策，达到最有效运用防洪工程体系，将洪涝灾害损失减到最低的目的。

    一、系统建设的重点及规模

    国家防汛指挥系统建设的主要方面是防汛指挥系统，建设的重点是信息采集和决策支持分系统。防汛通信、计算机网络两个分系统已具有一定规模和基础，应充分利用已有设施，填平补齐，改造完善，发挥效能。

    项目建设包括：7个流域机构及16个部、委直管工程单位和31个省、自治区、直辖市，31个防洪重点城市；水情、工情、旱情分中心；中央水雨情报汛站，工情、旱情、灾情信息采集站(点)；国家防总调度的蓄滞洪工程和100个大中型水库。

    二、项目建设的原则与目标

    1．建设的原则

    (1)国家防汛指挥系统是一项规模庞大、结构复杂的工程，它功能齐全、涉及面广、建设周期长，覆盖全国的大江大河，涉及到中央及有关部委，省、自治区、直辖市政府和有关部门，必须坚持“统一领导、统一规划、统一标准、统一组织实施”的原则，由中央以及地方项目领导小组分级负责，确保工程质量。根据缓急程度和现有基础分期实施，边建设边受益。工程实行项目法人责任制、项目建设和设备采购招投标制、工程建设监理制。

    (2)充分利用现有技术设施，针对薄弱环节，明确建设重点，进行完善、充实、提高，确保先进实用、高效可靠、实时准确。

    (3)项目建设立足于汛期，尤其是遇到特大洪水抢险救灾的紧急时刻，能够提供调度决策所必需的信息，充分发挥系统的作用。

    (4)防汛通信建设应以“公网专网结合，汛期互为并用”的原则，确保国家防总在半小时内全部掌握全国中央报汛站的水情等汛情信息，做到万无一失。在充分利用现有的通信资源、网络资源、信息资源的情况下，避免重复建设，节约投资。

    2．建设的目标

    系统建设的总目标是用5年的时间，建成一个以信息采集系统为基础，通信、计算机网络为手段，以决策支持系统为核心的国家防汛抗旱指挥系统。

    系统建成后，全国中央报汛站将具有测报设站以来最大洪水的能力，将实现半小时之内向国家防总报汛的要求。防洪工程、干旱及洪涝灾害信息的采集将实现规范化、标准化、数字化。对七大江河流域重点河段和重点防洪地区的水雨情、工险情、灾情进行实时或准实时监测、提高对洪水或旱情的预测精度和预报的正确性，为防洪抗旱调度决策和指挥抢险救灾提供有力的技术支持和科学依据。

    三、系统的总体结构与功能

    1．系统的总体结构

    国家防汛指挥系统是一个覆盖全国的多层次的分布系统，它的总体结构与防汛抗旱的组织体系的层次相对应，按各级防汛抗旱机构职责和隶属关系可分为四个层次，即国家防办(部)级，流域级，重点防洪省、自治区、直辖市级，地(市)级，四级之间由通信系统和计算机网络相互连接。国家防汛指挥系统是为各级防汛抗旱部门的领导提供决策支持的，用户和该系统的界面是决策支持系统；信息采集系统、通信系统为各级决策支持系统提供快速可靠的信息资源；广域网则保证各级决策支持系统工作的协调和配合，部门网为各级决策支持系统提供运行环境。

    国家防汛指挥系统的四个分系统的设计界面，根据信息流程及其完整性和系统功能来划分。系统总体结构有三类物理界面，即通信系统和计算机网络系统之间的界面，物理界面在路由器的通信系统一侧；决策支持系统和计算机网络系统之间的界面，划分在物理网段上工作的计算机的网卡。网卡及其互联的缆线、联网设备和网络服务器属部门网，计算机硬件、软件平台及其上的数据库和各种应用系统，均属决策支持系统；信息采集系统和计算机网络系统、决策支持系统之间的界面，计算机网络系统和信息采集系统之间的界面与采集系统星形网的中心机(若在网上)的网卡；信息采集系统和决策支持系统间的界面存在于临时信库。

    2．系统功能

    国家防汛指挥系统建成后，系统主要功能如下：

    (1)完成水情、工情、旱情、灾情信息采集和报送。3002个中央报汛站的测洪能力应接近或达到建站以来最大洪水水平，中央可在半小时收齐雨水情信息，初步实现防洪工程险情、实时旱情信息、洪涝旱灾情统计信息的格式化和计算机网络传送和处理。

    (2)决策支持系统根据各级防汛部门的防汛任务的需要分别建成各类数据库(遵循统一的表结构)，对防汛抗旱灾情信息进行处理和汛情分析，雨情预报，洪水预报、调度以及旱情、灾情预测等分析计算，建成防洪决策支持系统及旱情信息系统。

    (3)在计算机网络支持下，实现以国家防办为中心，各流域机构和省、自治区、直辖市防汛抗旱部门为纽带，各地信息分中心为基础，建成全国防汛抗旱计算机网络系统，实现信息的交流、共享，同时具有良好的保密和安全性能，提高办公效率和自动化水和平，保证信息畅通，提供决策服务。

    (4)通信系统可提供多种灵活的通信手段，确保系统覆盖范围内的各级防汛抗旱部门及有关单位、重点防洪地区、蓄滞洪区、报汛站的通信畅通和对突发事件的快速反应，并具有为召开全国电话会议、异地会商、图文传真、发布洪水警报等提供通信服务的能力。

    四、主要内容和关键技术

    国家防汛指挥系统的总体技术方案既要符合信息系统的特点又要满足决策指挥要求，即科学、合理、先进又重点解决关键技术问题。

    (1)信息采集分系统，要对各类重要中央报汛站观测和报汛设施进行改造、完善与新建，依据自然条件、测站特性、选用不同的通信方式和先进的水文测验仪器，提高测洪能力和测验精度，缩短测验历时。可选JDE-1型雨量数据采集仪、WFE-2型雨量、水位数据采集仪、测流综合仪、流速直读仪、全站仪、电波流速仪、多普勒流速剖面仪(ADCP)及全球卫星GPS定位系统、红外测距仪及无线传输设备或卫星数据小站设备、巡测车等。

    (2)建设覆盖工情、旱情、灾情的信息分中心、信息采集点和水库大坝安全监测体系；建立数十个工程险情实时灾情信息移动采集站，为改进完善信息采集的设施与报送手段，可选择配备计算机、传真机、数字摄像机、无损探伤仪、测墒设备、遥感技术及车载卫星地面站等多种数据通道，可迅速准确全面安全地为各级防汛抗旱部门提供有关信息。

    (3)通信分系统遵循公网、专网并用，建设集卫星通信、微波通信、集群移动通信等多种方式组成的通信网络，将建设665个卫星数据平台、82个微波基站、41个集群移动通信基站，及在充分利用亚星二号1/2ku波段转发器资源的情况下，建成覆盖全国的防汛通信网络。

    (4)计算机网络将在中央和南京建设防汛网络中心和备用中心，在7个流域机构、24个重点防洪省、自治区、直辖市及100个大中型水库建设防汛计算机骨干网络，在各省、自治区、直辖市范围内地(市)、工情分中心建设互联的地区计算机网络，在各级防汛指挥部门建设局域网或异地互联的园区网。

    决策支持分系统是国家防汛指挥系统的核心。它在数据采集、通信、计算机网络系统的支持下，对防汛抗旱指挥决策过程给予支持。中央系统包括信息接收处理、气象产品应用、洪水预报、洪水调度、灾情评估、信息服务、汛情监视、会商、防汛抗旱管理、抗旱信息处理等10个子系统，同时要建立支持上述各子系统工作的综合数据库。其关键技术包括：地理信息系统(GIS)技术在空间数据库的管理，电子地图技术在信息服务、汛情监视、防汛抗旱管理等多个系统的应用，GIS技术提供的空间分析与网络分析技术的应用，数字高程模型技术用于灾情评估系统对洪水淹没范围和淹没水深的计算，基于加Intranet的GIS技术的应用；万维网(WWW)技术的应用；多媒体技术、可重用模块技术、专家系统技术在防洪决策中的应用；航空、航天遥感技术在对旱情分析、旱情评估、洪水预报、洪涝灾害范围估算、洪涝灾害评估等方面的应用。

    五、系统集成

    国家防汛指挥系统是一个庞大的应用系统，能否实现系统总任务、总目标，系统集成是关键的一步。一般系统集成与测试的步骤如下：软件正式合格测试；分系统集成；系统集成；系统测试计划；系统测试规程；测试报告；第一单元集成与测试；最终用户测试支持。

    系统集成在四个分系统按照各自的目标、任务完成后，要进一步解决好四个分系统的协调工作。系统集成既是一门科学又是一门艺术，既有严格的一套程序又有一套专门技术来协调解决好各子系统之间的界面与接口，使之成为真正的实用系统。

    目前，国家防汛指挥系统可行性报告已经中国国际工程咨询公司评估通过，项目开始启动。但水利系统还缺乏组织实施大型电子信息、决策系统工程的经验，缺乏能组织协调上述系统工程实施的高级技术人才，项目建设还存在着技术保障、人才资源和项目建设与管理等方面的问题，我们必须严格按照工程投资、进度、质量控制的要求，实行招标承包制、合同管理制和建设监理制，需要各级项目建设领导小组给予高度重视，并有切实可行的对策措施，保障项目建设管理的顺利实施，以达到建设国家防汛指挥系统工程的预期目的。