(开拓天际）无线公网地震应急救援响应技术服务系统

1、.中国地震局无线公网救援应急响应技术服务系统建设方案二八年五月北京开拓天际目录1项目概述11.1项目背景11.2建设目标31.3建设内容41.4项目意义41.5系统定位52需求分析52.1地震灾害的识别区域性52.1.1灾害等级分析52.1.2受灾区域识别62.2受灾区域人员实现随时随地联络62.2.1区域信息发布（直接影响）62.2.2区域信息互动（实时信息源获取）62.2.3历史数据的统计分析（受困人员名单）62.3资源共享、快速响应72.3.1第一时间获取有效信息72.3.2利用公网共享资源、节约成本73无线公网应用的现状与展望83.1无线公网应急的优势83.1.1覆盖范围广83.1.2

2、支持能力强83.1.3统一掌控83.1.4深度应用83.2无线公网应急技术基础83.2.1关键技术83.2.2系统可检测的手机动作：93.3无线公网应急案例103.3.1城市应急指挥辅助支撑系统103.3.2政府区域信息服务系统103.3.3北京2008奥运会综合信息服务系统104系统架构104.1系统整体框架104.2系统功能架构124.3系统功能介绍134.3.1地震灾区范围监控134.3.2地震灾区周边互动134.3.3人口流量监测134.3.4现场搜救定位134.3.5地震预警发布144.3.6紧急疏散指挥144.3.7重点区域监控144.3.8无线信息源灾情分析145系统运营模式14

3、5.1系统建设成本预算145.2系统运营成本预算156结论与建议156.1结论156.2建议15.1 项目概述1.1 项目背景l 我国的地震灾害应急指挥体系和地震灾害紧急救援力量建设已初具规模为提高我国整体的地震应急水平，最大限度地减轻地震灾害造成的伤亡和损失，截至到目前我国建立了1套国家级地震应急指挥技术系统、31个省级应急指挥技术系统、60个重点城市地震应急决策反应系统和17套地震现场流动应急指挥技术系统，形成一套多层次的、服务于地震应急与抗震救灾指挥的、分布于全国并能协同工作的地震应急指挥技术体系。一旦破坏性地震发生，根据国家地震应急预案规定的响应等级启动相应级别的技术指挥系统。2001

4、年以来，我国组建了国家地震灾害紧急救援队（中国国际救援队）、26支省级地震灾害紧急救援队和1支国家级地震现场科学考察应急工作队。2003年以来，中国国际救援队出色完成了5次7批国际救援和4次国内救援任务，得到国际社会和国内各界的高度评价。印尼的苏亚哈托总统、巴基斯坦的穆萨拉夫总统都对我救援队予以高度评价。外交部领导称赞中国国际救援队开创了“救援外交”。精干高效、准军事化的国家级地震现场工作队则主要承担我国国内地震监测和趋势判断、灾害损失评估、科学考察、房屋安全鉴定、防震减灾知识宣传等现场工作任务。2004年，中国地震应急搜救中心成立，中心不仅是国家地震现场工作队联系会议办公室所在地，还负责全国

5、地震现场应急和救援工作的牵头和技术指导，承担全国地震应急救援的技术、信息、装备的保障和人员的培训工作，负责指导救援志愿人员，承担国际救援的信息和物资装备保障工作。搜救中心成立以来，建立了地震紧急救援的信息保障机制和装备保障机制，为中国国际救援队出色完成5次6批国际国内救援任务和地震现场工作队40余次的国内应急任务提供了良好的信息和技术保障服务。2007年底，新建的搜救中心办公大楼正式投入使用。l 灾情信息快速获取与处理、信息决策支持、信息服务等方面还不能够满足政府、专业机构、救援队伍和公众等对信息的需求1、灾后信息快速获取和处理能力不足国家地震应急预案规定，在收到特别重大、重大地震信息后，应在

6、4小时内将灾情汇总、社会影响等情况报送国务院办公厅并及时续报。根据这一规定，最迟灾后2个小时内也要获取到有效的灾情信息，经过汇总分析并上报。受限于当前的信息技术手段，目前只有建立基层地震灾情信息员和地方地震机构的信息上报体系才可能满足其需求。但目前我国尚缺乏灾情信息的这种上报渠道和上报机制。同时，承担国家地震紧急救援行动信息保障任务的中国地震应急搜救中心在信息保障基础建设方面基本处于空白状态。2、毁灭性地震灾害的处置能力不足对于毁灭性大地震如唐山地震，重灾区面积通常达到几万平方公里，在这个区域内根本无法利用当地的基础设施进行灾情的快速获取和灾害紧急处置，必须依靠外来力量立即重构一套面积达上万平

7、方公里的重灾区灾害紧急处置的基础设施，尤其是交通、通讯等生命线系统，以保证灾害救助的有效开展。同时毁灭性灾害情况下的灾情现场快速调查手段也是急需解决的难题。3、各救援队伍间缺乏有效的信息沟通截至到目前，包括国家地震灾害紧急救援队在内，我国已经建立了27支地震灾害专业队伍。每支队伍都是由多家成员单位组成，但国家地震灾害紧急救援队成员单位和省级救援队之间还没有建成救援信息快速联络渠道，缺乏多支救援队伍有效的信息交流系统，在大震救援中还不能进行有效的信息通讯和数据交换。4、灾情的社会服务能力不足目前在地震灾害应对中，地震专业部门主要致力于向各级政府提供地震信息支持服务，对公众的服务能力尤其是灾害的解

8、读和应采取的应对措施薄弱许多。但国家地震应急预案明确规定要及时向公众公布震情和灾情信息，而有效的灾情通告也能避免人为因素加剧灾害损失和灾害影响。l 具体到实际操作层面，存在一些不足1、信息发布范围不可控缺乏针对地震区域发布特定信息的应急指挥支撑系统，现有的信息发布支撑系统信息发布范围不可控，不能对人群进行分类，在事件发生时，难以第一时间向事件现场和附近的特定市民发布政府公告避免恐慌和混乱；信息发布即时性差、第一时间到达率不高。2、事件现场相关的数据采集不充分、不及时没有利用已有的无线通信网络作为无线传感器数据采集网络，事件现场相关的数据采集不充分、不及时。3、没有充分利用现场及周边群众的采集能

9、力现场及周边群众的信息采集能力没有被充分利用，并且难以实现与市民的良性互动4、不能有效地利用现有资源缺乏信息资源共享、互联互操作，存在分头建设、多头管理、信息资源分散的现状5、不具备实时的人口流量分析不具备完善的事件区域人口流量实时统计分析手段，缺乏辅助决策支持功能6、缺乏地震区域人口历史数据分析缺乏有效的手段进行地震区域内的人口流动情况历史数据统计分析1.2 建设目标通过无线公网技术整合手段改善现状，提高我国对地震灾害的预警、监控、信息收集、救援处置能力。l 使灾情预警信息能够在第一时间传递给广泛人群l 在快速判断灾情的发生，并在极短时间内勾勒出灾区范围l 迅速采集灾区及周边情况，为救援指挥

10、提供决策辅助l 掌控灾害发生瞬间灾区人口分布状况，为救援力量及救援物资的合理分配提供支持l 强化救援队对受困群众的定位能力，为拯救生命争取宝贵时间l 为救援队建立高效的信息联络渠道，使救援工作在统一指挥下富有效率的展开1.3 建设内容l 地震预警信息发布系统l 地震灾区范围监控系统l 地震灾区周边互动系统l 人口流量监测系统l 现场搜救定位系统l 紧急疏散和指挥系统l 重点区域监控系统l 无线信息源灾情分析系统1.4 项目意义提高我国整体的地震应急水平，最大限度地减轻地震灾害造成的伤亡和损失。探索一条通过高新技术应对突发性自然灾害的新路。l 震前：1、使地震灾害预警能在短时间内传达给广大群众，

11、尽量在震前避险，降低人民生命财产损失；2、对群众进行有效疏导，维持社会秩序，降低恐慌情绪；l 灾难发生：1、在最短时间内判断震灾发生、确定灾情烈度和影响范围；2、收集灾区第一手资料，为抗震救灾指挥提供决策依据；3、对重点区域和单位进行实时监控，对次生灾害进行预警；l 灾后：1、使救援队具备对受困群众的精确定位能力，提高被困人员存活几率；2、提供灾难发生瞬间的人口分布情况，使救援力量分配更加合理；3、加强各救援力量间的联络和协同能力1.5 系统定位本系统是基于移动公网建立的一套应急系统。通过与其他系统（如：卫星遥感）的有机配合，将显著提高我国应对各类自然灾害的能力。由于地震应急救援具有突发性、复

12、杂性、严重性、实时性、协同性、专业性等特点。因此，本系统着重解决快速大范围获取信息源、掌握灾害瞬间人口分布、被困人员精确定位、提高救援队协同工作能力等问题。力求以最迅速、最有效、最广泛、最贴近灾区现场、成本最低的方式为灾难应急指挥提供实质性的支持。同时，本系统的应用可实现“平战结合”。在没有地震灾情发生时，可以应用于其他灾害和突发事件的监控、处理；在灾情发生时，可以立即投入抗震救灾。这样，系统和其中承载的数据可实现多方共享，在避免重复建设的同时实现数据信息集中，从而提高灾害应对效率。2 需求分析2.1 地震灾害的识别区域性2.1.1 灾害等级分析在地震发生后的最短时间之内迅速判断其危害程度。由

13、于地震灾害的影响范围较大，同时与震中距离不同的地区灾情程度不同，所以在之后的救援工作中需要区分轻重缓急。根据震区基站受损程度与区域手机用户数的变化情况综合分析，再结合群众上传的各种一手资料，可以在短时间内大致勾勒出轻重灾区的轮廓，并对灾情危害程度有一个大体的判断，从而为救灾工作提供基础依据。2.1.2 受灾区域识别受灾区域的识别对于灾情上报和救灾力量配置有重大意义。对全国或全省（依据客户具体需求确定）基站信号进行监测，一旦在某地出现大面积通讯中断，则可初步判断出受灾区域范围。在一些距震中较远的受灾区域，基站信号可能仍然存在，但通过和地震发生时刻的历史记录比对发现该地手机用户数较正常值有明显下降

14、，则说明该区域已经受到了地震的影响。2.2 受灾区域人员实现随时随地联络2.2.1 区域信息发布（直接影响）在有地震谣言（地震局认为不会有地震发生）在社会上广泛流传的情况下，通过向公众发布辟谣信息降低恐慌情绪，稳定社会秩序。在预测将有地震发生时，迅速向社会公众发布告警信息，尽量让人民群众采取预防措施，尽量降低灾害损失。通过信息发布，疏导群众进入应急避难场所，并维持秩序。在地震发生后，向灾区群众发布救援信息，稳定人心，组织群众做好自救工作。向周边地区发布信息，避免恐慌情绪的传播。2.2.2 区域信息互动（实时信息源获取）目前我国尚缺乏灾情信息的上报渠道和上报机制，但实时信息源的获取对于抗震救灾工

15、作又极其重要，只有充分、实时地了解灾区情况才能有效展开救援。由于地震发生后，灾区基础设施基本处于瘫痪状态，所以无线网络是此时最为有效的信息。而一旦在灾区建立起临时通讯网络，基于移动公网建立的通讯系统能够和灾区群众的手机实现广泛互动，利用收集最广泛的第一手资料。通过区域信息互动，可在短时间内收集到文字、图片、视频等大量灾区现场资料。而由于上传信息与位置相关联，所以又可以对各区域的资料进行清晰归类，避免大量信息掺杂不清。指挥中心可根据需要随时调用任何指定区域的资料。2.2.3 历史数据的统计分析（受困人员名单）地震发生后，最紧急也是最重要的工作就是人员抢救。但在大震之后，城市被毁，现场情况变得极其

16、复杂。通过常规手段很难判断出受困人员的分布，这就对救援力量的合理分配形成了巨大的挑战。同时，由于大量建筑坍塌，很多群众被掩埋在废墟之下，所以救援队很难判断出被困人员的具体位置；而每一秒的延误都可能失去本能挽救的生命。随着社会的发展，绝大多数人已经拥有了手机，而这就为地震救援提供了非常有利的基础。通过对移动公网的监测，可以清楚了解到地震发生瞬间人口在各区域的分布情况，根据这个数据就可以最合理的分配各区域救援力量，尽可能多的挽救生命。而如果地震发生在夜间，由于很多群众手机处于关机状态，所以地震瞬间的手机用户分布统计可能与实际人口分布有所偏差。在这种情况下，系统可根据日常各时段的人口分布状况以及各时

17、段的人群流动规律的历史统计数据来判断人口分布，为搜救力量分配提供更多参考。在震后的灾区，到处都是废墟，大量群众被困在其中无法判断其准确位置，单兵搜救难度较大。但是，一旦建立起临时无线通讯网络，通过各基站与同一个手机信号间的相位差就可以精确判断出被困人员的具体位置（其原理类似于卫星定位），这样将大大提高搜救效率。在已判断出被困者位置并对其进行救援的同时，还可以与其进行互动。告知其在被困阶段如何维持生命、给被困者心理安慰，都将提高被困者的生还几率。此外，在搜救工作进行了一段时间之后，可通过区域流量数据判断还有多少人没有获救，这也将为设定合理的搜救结束时间点提供依据。2.3 资源共享、快速响应2.3

18、.1 第一时间获取有效信息国家地震应急预案规定，在收到特别重大、重大地震信息后，应在4小时内将灾情汇总、社会影响等情况报送国务院办公厅并及时续报。根据这一规定，最迟灾后2个小时内也要获取到有效的灾情信息，经过汇总分析并上报。而基于移动公网的应急系统具有覆盖范围广、信息收集能力强、反应迅速等特点，非常适合于灾情收集工作。2.3.2 利用公网共享资源、节约成本基于移动公网建立的应急系统覆盖范围广泛，而且利用运营商现有网络，不需要独立建设，可以有效节约建设和维护成本。同时，系统在没有地震灾害发生时还可以应用于其他领域、其他部门。而一旦地震灾难发生，其他应用形成的历史数据又可应用于抗震救灾，真正做到多

19、方协同，资源共享。3 无线公网应用的现状与展望3.1 无线公网应急的优势3.1.1 覆盖范围广目前应急能力覆盖全国包括：北京、上海、天津、福建、江苏、广西、浙江、贵州、河北、四川、黑龙江、吉林、辽宁、广西、安徽、湖北、云南、广东、山东等近20个省。覆盖手机用户达到2亿3千万。在这些省市如果发生自然灾害可以迅速的进行应急预警信息的发布。3.1.2 支持能力强在全国近20个省市建立本地化的办事处，并配置了包括工程、技术、运维等完善的人员及岗位。可以针对应急业务进行7x24小时的全天候的本地支撑服务。并通过完善的系统保障机制，时刻保障系统的稳定可靠运行。3.1.3 统一掌控目前各省市的系统，在应急信

20、息发布的过程中，进行统一的管理和严格的审核，能够完全满足各省应急体系的预警发布流程。通过简单的系统整合，能够迅速的建立起全国19个省的联动网络，并实现全国应急应用的统一管理、统一监控。3.1.4 深度应用在除应急预警信息发布方面的能力外，其潜在巨大的价值是建立在移动数据采集与分析基础上的人口流动监控与人口流动分析，该部分无论是对应急指挥与应急管理及决策，都有着巨大的应用潜力。通过手机进行流动人口的监控是目前国际上精确度最高最具有价值的人口监控技术。3.2 无线公网应急技术基础3.2.1 关键技术l 小区短信系统工作原理“小区短信系统”是利用手机进出特定区域需与交换机交换位置信息的特性，结合目前

21、移动通信网络和短消息发布平台，实现在特定区域、特定时间对特定用户群提供特定频次的个性化短信的增值服务系统。l 实时大容量多协议信令采集/分析/交换技术l 自适应信令网短消息流量控制技术l Web Service技术l 功能模块关系和数据流l 数字地图技术l 区域人口流量监测l 区域客源统计分析l 常驻（住）人口定义和统计分析技术l 发送控制3.2.2 系统可检测的手机动作：l 1：周期性位置更新l 2：IMSI分离l 3：IMSI附着l 4：位置更新请求l 5：电话寻呼响应l 6：发短信l 7：电话主叫l 8：短信寻呼响应l 9：小区切换l 10：进入MSCl 11：离开MSCl 12：开关机

22、3.3 无线公网应急案例3.3.1 城市应急指挥辅助支撑系统城市应急指挥辅助支撑系统是一套基于移动公网和数字地图技术实现的用于城市应急指挥的应用软件系统，可以实现针对事件区域附近的公众手机用户进行应急信息发布、区域人口流量监测统计分析和辅助决策支持等功能，帮助政府提高在应对突发公共事件的快速反映、指挥调度和防范处理等方面的能力。3.3.2 政府区域信息服务系统政府区域信息化综合服务系统是一套基于移动公网和数字地图技术实现的电子政务系统，可以针对特定区域内的公众手机用户进行定向的政务信息发布、公众意见征集以及区域人口流量监测和统计分析等功能，在政府与公众之间建立了一个直接沟通的途径，增强政府部门

23、在政务公开、公共服务、公众参与、城市管理等方面的管理和服务水平。3.3.3 北京2008奥运会综合信息服务系统北京2008奥运会综合信息服务系统是一套基于小区短信技术平台实现的奥运会综合移动信息服务系统，可以针对奥运场馆内的公众手机用户进行定向信息发布、信息互动、观众意见征集以及区域人口流量监测和统计分析等功能，为奥运会等大型体育赛事活动提供高效的综合的移动通信服务支持。4 系统架构4.1 系统整体框架系统以覆盖北京、上海、天津、福建、江苏、广西、浙江、贵州、河北、四川、黑龙江、吉林、辽宁、广西、安徽、湖北、云南、广东、山东各省的小区短信为基础。构建上层的中国地震局无线公网应急救援响应技术服务

24、系统。其中包括中国地震搜救中心为核心平台的应用系统，以各省分别建设的地震救援响应系统的标准引擎层与数据层为基础。与地震搜救中心整体的地震应急救援响应技术服务系统进行无缝对接。利用无线公网为地震的应急救援响应提供强有力的辅助支撑作用。整体的系统架构图如下：整体的系统架构图共分为以下几个部分：1、各省地震应急救援响应底层业务处理部分 该部分主要包括以信令采集信令分析为基础的kaitone应急信息采集处理系统与信令分析处理系统；用以衔接系统应用层与底层数据层的系统处理引擎部分，主要包括应急预案工作流引擎、应急实时消息所需处理引擎、kaitone应急GIS平台、kaitone服务驱动引擎等组成。2、中

25、国地震搜救中心平台的无线公网地震应急救援响应应用系统该部分主要分为两个部分；一部分是位于系统应用之上的各区域调度引擎，该部分的功能主要是服务在系统进行各省应用时的数据的调度处理功能，可以实时的在各省各重点区域间进行及时地切换与数据的调度。另一部分就是位于搜救中心的无线公网地震应急救援响应技术服务系统的核心应用层，其中包括地震灾区范围监控、地震灾区周边互动、人口流量监测、现场搜救定位、地震预警发布、重点区域监控、无线信息源灾情分析、紧急疏散指挥等应用功能以及支撑系统运行的底层核心数据库及系统管理及基数数据配置等功能。3、分布在各省的重点区域监控系统该部分主要是根据地震灾害的特点，结合无线网络的覆

26、盖范围，在全国各省对地震灾害重点监控的区域，进行实时的监控，为该区域发生地震灾害后，能够迅速的根据历史数据进行分析和处理，以达到快速反应的目的。重点区域可以是核电站、大坝、水库等重点设施。也可以是重点地高楼及标志性建筑等。4、整体系统的网络通过政务外网或专线进行互联因整个系统是覆盖全国的一套无线公网地震应急救援响应技术服务系统。整个系统以中国地震局搜救中心为核心节点，进行整个系统全面覆盖的互联互通。各区域可以通过政府的政务外网与专线进行互联。4.2 系统功能架构整个系统得功能架构分为两个部分，一个部署在各省运营商侧的中国地震无线公网应急救援响应技术服务系统的底层处理系统，该部分整合系统的数据中

27、间件（标准引擎层）与数据层，以系统应用功能为模块为系统功能提供标准的数据支撑接口和数据处理接口。该部分主要分布在全国各省的移动运营商侧，以达到利用移动公网进行应急数据采集与分析的目的。另一部分就是部署在地震搜救中心的应用系统。通过此对全国各省数据进行调度利用。以达到统一指挥、统一掌控的目的。具体系统功能图如下所示：4.3 系统功能介绍4.3.1 地震灾区范围监控在地震发生时、通过对无线公网基站等网络设施的监控，根据人口流量的变化迅速的判断出地震灾害的破坏范围。并在地震发生后实时的监控灾区人口流量的变化。为受灾地区信息源的获取确定基本的周边范围。4.3.2 地震灾区周边互动根据地震灾区范围的监控

28、，对灾区及灾区周边进行互动，及时地与受灾群周取得联系，并进行第一手地震破坏程度的获取。并根据获取的视频、图像、信息等资料进行汇总。并通过视频系统及时的显示到救援指挥大厅。为地震的搜救工作提供第一手资料。4.3.3 人口流量监测该部分提供各省及重点区域在地震灾害发生前、发生后的人口流量统计数据，为地震灾害的预防、救援、疏散等提供科学的依据。4.3.4 现场搜救定位系统根据地震救援现场搭建的临时通信设备，利用这些临时的移动通讯车等设备，收集被困群众的手机信号，并进行实时的定位，为地震的救援工作提供辅助的支撑。4.3.5 地震预警发布该部分是地震发生前、发生时、发生后。根据不同的地震区域的等级不同和

29、迫害程度不同，发布不同信息内容的地震预警等信息。为稳定受灾群众心里；统一调度指挥提供有力的帮助，极大程度的减少地震灾害带来的直接经济损失。4.3.6 紧急疏散指挥系统根据预先设计好的紧急疏散预案，通过无线公网，按照特定的区域及特定的人群统一的进行紧急的疏散指挥工作。4.3.7 重点区域监控通过系统可以根据地震应急的需要，对重点监控区域进行维护，并提供重点区域的人口流量的实时监控，和重点区域目标人群的及时通信。并时刻监控重点区域在地震发生时所能造成的次生灾害，并提供及时的预警信息的播报。4.3.8 无线信息源灾情分析通过无线公网获取的地震灾情数据，主要包括几个方面的数据。地震灾区周边互动收集到的

30、短信灾情数据、视频灾情数据、图片灾情数据、人口流动情况数据、地震灾害迫害区域数据等部分，通过地震灾情分析模型进行统计分析。给地震的救援响应提供辅助的决策支撑体系。是地震应急救援响应统一指挥的科学依据。5 系统运营模式5.1 系统建设成本预算整个系统建设采用N+1模式的分布式建设。全国各省进行无线公网地震应急的底层建设；北京市搜救中心进行整体各省数据统一分析、汇总、上报、调度的中心建设。形成一套以中国地震搜救中心系统为核心、以各省无线公网地震应急数据处理为基础的分布式建设结构。系统建设预算表：序号系统逻辑层功能模块价格（万元）1应用层地震灾区范围监控2地震灾区周边互动3人口流量监测4现场搜救定位

31、5地震预警发布6重点区域监控7无线信息源灾情分析8紧急疏散指挥9引擎（中间件）应急预案工作流引擎10应急实时消息随需处理引擎11Kaitone应急GIS平台12开拓信息采集调度引擎13Kaitone服务驱动引擎14数据层专业级应急预警数据合成处理15专业级应急预警数据分析处理合计10005.2 系统运营成本预算因该系统在建设完成后，是一个覆盖多个省的全国性项目，其在各省的公网资源的使用成本和系统日常运营成本并没有一个统一的全国的标准。所以其在建设后的运营费用需要对每个覆盖的省市进行具体的协商。6 结论与建议6.1 结论国家国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要指出要加强公共安全建设，强调要建立健全应急管理体系，健全重特大自然灾害发生后