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数字化战场与“三断”解决方案|2023中国应急展关键词回顾(四)

2023-12-04

2020年,应急管理部科技和信息化司提出了“应急救援数字化战场”理念。2022年,应急管理部下发了应急救援数字化战场体系建设任务书,目的就是解决大震巨灾、“三断”(断路、断网、断电)等极端条件,多队伍协同救援、统一指挥难题,构建高效融合的现场指挥系统和通信体系。

数字化战场体系是指,综合运用各类通信手段、物联感知以及边缘计算技术,以智能化指挥调度为核心、应急战术互联网为骨干、现场感知网为神经,实现前方信息采集与立体监测、各级各类救援人员综合研判、数据共享和作战指令精准下达。

数字化战场体系具有以下功能特点:一是基于航空器搭载多种类型终端,完成现场立体侦测;二是现场快速三维测绘,高精度实时建模;三是现场情况实时感知,多源信息可视化;四是信息融合智能分析,灾情态势实时研判;五是融合各类通信手段,一键指挥调度;六是融入EGIS一张图,实时迭代辅助指挥。

应急管理部大数据中心副主任房玉东在2023中国国际应急管理展览会同期活动“中国应急展专场活动——智慧应急技术产业高质量发展”上介绍,应急管理部大数据中心践行应急管理部科技和信息化司创新提出的数字化战场理念,研发了以“实时感知、数字孪生、智能研判、图上指挥、协同救援”为主要特征的数字战场实战指控平台。平台依托战术互联网,融合对接各类现场感知网络和信息化系统,快速搭建灾害事故现场的“信息中枢”和“指挥中枢”,提升灾害事故救援现场实时态势感知、应急通信保障、智能研判分析与协调指挥调度等实战能力。

1.无人机快速三维建模

基于无人机的快速三维建模技术已经获得4项发明专利,特点是精度高、智能化,可以边飞行边建模,属于国内首创,3分钟就能完成1平方公里三维重建,其他同类产品至少要3到5小时才能完成,这项技术能够为前后方指挥部快速提供现场三维作战沙盘。这套系统参加了今年2月22号内蒙古阿拉善露天矿滑坡事故救援,半小时就完成了三维重建,提供第一张事故救援高精度三维地图,准确估算了滑坡土方量,智能识别发现了滑坡区周边的16条大裂缝,现场指挥部在得知这个险情后立即更换了指挥部驻地。现场指挥部领导主要利用这套三维模型开展研判会商、态势标绘和救援作业指导。

2.无人机生命目标搜救

采用无线通信终端的信号感知定位技术,搜救和定位被埋压人员,准确率达93%。

3.融合通信调度主机

救援现场一个突出的问题,就是各队伍的通信装备复杂多样,队伍之间互联互通困难。其他厂家的融合通信设备兼容协议少、调试周期长、操作复杂,不能快速联网。应急管理部大数据中心研发了基于万能协议栈的融合通信主机,解决了上述问题,属于国内首创,目前内蒙古、河南、山东等地应急管理机构和专业救援队伍已经纳入采购计划。

4.全要素物联感知

为了实现救援现场全要素物联感知,应急管理部大数据中心基于自研的超融合物联网关,融合各类感知技术与本地边缘处理技术,实现现场音视频、人员、装备、气象、水文、地质等全要素感知,动态监控灾情,打通救援现场的信息获取渠道,精准掌握现场态势,打造现场三维数字化底座。

5.“战鸿”应急指挥机

应急管理部大数据中心牵头研发改装的“战鸿”应急指挥机,在2022年完成了试飞,填补了国内载人固定翼应急指挥机空白,主要适用于森林火灾、地震、洪涝等长时间、大范围灾害救援的通信中继、灾情侦察和三维建模等任务。

6.可视化辅助决策

搭建救援现场三维数字化底座后,可视化辅助决策系统能够提供现场目标识别、实景三维量测、空间量算分析、模型多期对比、智能标绘等功能,基于灾害推演分析模型,辅助现场指挥部迅速研判灾情发展态势,作出快速、安全及合理的指挥决策。

7.融合指挥调度

为了解决大规模多源异构通信终端现场组网难、接入协议不兼容等难题,应急管理部大数据中心研制了分布式组网部署架构与万能协议栈,能够快速融合多源异构终端,破除各类终端设备的通信壁垒,实现了一体化融合通信网络,快速实现音视频及数据交互、远程沟通会商、协同指挥调度。

8.协同指挥作战终端

协同指挥作战终端,将平台的主要能力延伸到前线救援人员手中,具备离线地图下载、人员装备定位、协同标绘、即时通信等模块,可兼容多种网络接入方式,实现与现场指挥部、各救援班组及单兵进行可视化交互,提高协同作战能力。

应急管理部大数据中心研发的应急救援数字化战场,具有单兵数字化、战场网络化、指挥可视化、救援智慧化等特点,自研发成功以来,多次参与重大事故救援和各省市地区大型实战化演习。

在2023中国国际应急管理展览会同期活动“中国应急展专场活动——智慧应急技术产业高质量发展”上,中国移动通信集团首席专家郭毅峰博士介绍,数字化战场产品是为应急现场救援队伍提供的便携式音视频融合指挥通信装备,满足应急管理部数字战场的建设要求,在断网、断路、断电情况下,可以在现场移动部署,即开即用,解决应急指挥“最后一公里”的现场信息“连不上、看不见、听不到”的问题。

中国移动参展2023中国国际应急管理展览会

为满足指挥现场指挥员与通信保障人员各自的应用需求,数字战场产品划分为指挥调度和地面网管两个子系统。

指挥调度系统支持现场音视频通信、多媒体通信、视频会议、对讲等融合通信手段,及时将现场信息发送给其他救援人员、专家、领导,进行态势研判及决策分析;指挥一张图支持物联网感知设备信息接入,如布控球、气体监测仪、气象监测仪、无人机、单兵手环等,实现现场信息全方位采集,辅助应急指挥决策。

地面网管子系统支持快速组建本地宽窄带网络,通过卫星、5G等多种方式,与后方指挥部建立通信链路,实现前后方指挥体系通信闭环;支持7大类通信设备信息采集,实时网络拓扑监控及故障告警提示,支撑通信保障人员实现动态网络运维。

数字战场产品具备部署简单、快速建网的优点,可满足“三断”极端条件下的信息收集、人员定位、通讯沟通、指挥调度需求。

基于融合组网、融合通信、动态网管、5G网络等技术,中国移动参与了多个部省级数字化战场建设项目,涵盖调度与地面网管两部分建设内容,全力支撑应急前线指挥体系数字化建设。

通过对5G、卫星、无人机、微波等多种网络有机融合,实现任意场景的快速组网,灵活切换,实现随灾应变,随人应变。

基于快速灵活的网络设施,汇集人员、装备、材料、救援方案、环境要素等信息,迅速组建指挥系统,通过人、物、料、法、环联动,产生最大合力,推动救援效果最佳化。

通过网络管理系统,保障数字战场网络基础设施无人化运行,实现网络资源的灵活调配,确保救援现场的数字通道安全,稳定。

在2023中国国际应急管理展览会上,中国联通展示了“5G+数字化战场”软硬件+服务一体化系统,围绕大震巨灾、“三断”情况下的现场信息获取能力不足、灾情态势发展趋势不明、辅助决策可视能力不强、指挥调度指令传达不畅等痛点,解决多队伍协同救援、统一指挥的难题。

中国联通参展2023中国国际应急管理展览会

“数字化战场”一体化系统依托中国联通在5G、卫星、北斗、物联感知、边缘计算、AI等领域的领先技术,搭建“1个平台+2张网”系统,即“一个数字化战场信息化平台、一张应急战术互联网、一张分布式救援现场物联感知网”。以智能化指挥调度系统为核心、应急战术互联网为骨干、应急物联感知网为神经,适用于重特大灾害救援的作战体系,旨在打造“单兵数字化、战场网络化、作战可视化”的新型应急救援模式,提升重特大灾害和复杂条件下应急通信保障、指挥决策、力量调度、协同救援效能。

融合5G公专网、卫星、窄带、自组网、集群多种通信手段,中国联通的应急战术实现了“国家应急救援基地核心网+省骨干网+市战术子网+无人机空中骨干节点”的互联互通。通过建立以无人机为中心的空中骨干节点、以应急车为中心的地面骨干节点、以救援队伍为中心的战术子网,形成“空天地”一体的通信链路,解决多类终端异构融合、现场情况及时获取难题,在实际救援中大幅提升建立救援通道的效率。

中国联通的“空天地”数字化战场架构,综合运用无线通信、卫星通信、融合通信,物联感知、边缘计算等创新前沿技术,以沃指挥为核心,打造数字化、网络化、可视化的应急救援体系,提升应急救援的传输保障、指挥决策效能。

中国联通的沃指挥融合指挥调度系统,通过自研网关融合应急现场多种品牌、多种制式的通信设备,实现数字化融合,保障指挥中心及前方指挥部的一体化通信指挥。

以“平战结合”“可视化应急”、综合指挥调度”“多网一中心”为设计理念,通过以计算机网络技术、通讯技术、3DGIS/BIM、大数据、云计算、融合通信为支撑,建立“应急一张图”的可视化指挥调度平台。

对于数字化战场的未来发展趋势,应急管理部大数据中心副主任房玉东在演讲时予以了展望:将来的应急救援,一定是平行战场、智慧战场、无人战场。

  (未完待续)

11月15-17日,作为2023“一带一路”自然灾害防治和应急管理国际合作部长论坛的重要配套活动,2023中国国际应急管理展览会在北京国家会议中心举办。展览会以“科技兴安,智慧应急”为主题,重点展示应急管理信息化、消防救援、防灾减灾救灾、安全生产及事故救援等领域的技术装备和应用场景。应急管理部党委书记、部长王祥喜参观展览。

应急管理部党委委员、副部长徐加爱出席开幕式并致辞,宣布展览会开幕。工业和信息化部副部长徐晓兰、北京市副市长高朋出席开幕式并致辞。应急管理部党委委员、国家消防救援局政委徐平一同观展。

2023中国国际应急管理展览会由应急管理部主办,依托“一带一路”自然灾害防治和应急管理国际合作机制,旨在发挥扩大开放、深化合作、引领创新的重要平台作用,开展互学互鉴、资源共享、供需对接、国际合作,推动政、产、学、研、用协同创新,助推应急管理科技装备创新和安全应急产业发展。

展览会面积约22000平方米,150余家中外企业参展。展览大厅内,从航空应急救援装备、海上救援装备、综合性消防救援装备、危险化学品安全技术装备,到应急管理综合应用平台、城市安全风险综合监测预警平台、超前预警预报和灾害事故高效处置系统等技术装备和应用场景,通过实物、沙盘、图文、视频等形式,生动展示了应急管理科技创新和装备发展的最新成果。展览会期间,还举办了“一带一路”自然灾害防治和应急管理国际合作部长论坛安全生产分论坛等多场专业技术交流活动。(中国政府网)