问题与对策：甘肃省林草火灾预警监测

刘海洲，张志诚，王宁扬

（甘肃省森林防火预警监测信息中心，甘肃 兰州 730030）

森林、草原火灾发生面广，突发性强，破坏性大，处置极为困难，不仅直接危害林草资源和人民生命财产安全，还会影响气候、植被及环境等，甚至影响到当地社会稳定和事业发展[1]。林草火灾预警监测指在林区、草场建立火险自动监测站，实时采集大气温度、湿度、风向、风速、降水、植被物候、可燃物含水量和火源等要素信息，利用网络、信息和无人机等手段实时评估火险等级，发布火险预警，目的是消除火险隐患，将火灾消灭在萌芽状态，遏制森林、草原火灾的蔓延。甘肃省林草火灾预警监测工作起步较晚，未能完全满足森林、草原防火的需要，面对不断扩大的森林面积和气候变暖现状，薄弱环节更加明显。为此，分析甘肃省林草火灾预警监测现状，揭示问题根源，提出对策，以期推进工作。

1 现状

经过多年发展，甘肃省林草火灾预警监测体系基本成型，初步建成林草防火信息指挥、预警监测和无人机等3套应用系统，依托公共网络连接市（州）林草防火部门及相关单位，融合火险预警、卫星监测、地理信息系统、信息网络系统、应急通信系统为一体，构成综合调度指挥系统，初步实现了林草火灾预警监测工作智能化转变[2]，能够基本满足工作需要。

1）防火信息指挥系统

甘肃省林草防火指挥系统由防火信息管理系统、地理信息系统和视频会议系统等组成。防火信息管理系统包括林草火情管理、值班信息管理、报表及火灾档案管理等功能。地理信息系统结合二类资源数据能够精准定位热点，查询热点归属信息、火场植被类型、提供专题数据等，在重点防火期使用频率较高。视频会议系统连接上下级，用于指挥调度火情前期处置和明火扑救等工作。

2）火险预警监测系统

目前草原火险监测站尚未并入系统，火险预警监测系统主要利用145个森林火险监测站和27个火险因子采集站收集数据，通过本地化的火险预报模型，生成全省各市（州）、重点林区的火险实况和预报信息。建立全省森林火险气象信息数据库、可燃物信息数据库、火灾档案数据库等专题数据库，针对不同时间、不同地区的气候特点和植被特点，进行火险等级评价和火险预警发布。各级防火部门根据火险预警制定响应预案；定期或根据需要随时分析特定地区的森林火险形势，及时发布预报和预警，以有效预防森林火灾，提升应急响应效率。

3）无人机系统

林草防火无人机系统以森林、草原防火为主，突出资源保护与调查，兼顾森林、草原病虫害防治和林区禁毒等工作，构成一体化的巡护监测防控体系，以弥补人工巡护的不足，提升林草火险监测效率，充实工作任务。2018年，甘肃省重点林区、草场配备中高端多旋翼无人机及挂载设备50台（套），培训专业无人机操作员100名。

2 问题

随着林草火灾扑救及相关职责划归应急管理部门，随着科学技术的发展，甘肃省林草火灾预警监测体系也暴露处一些薄弱环节和问题：顶层设计不够完善，缺乏统一标准，网络建设和系统开发各自为政，网络互通和系统兼容性相对较差，信息孤岛大量存在，资源共享程度低；数据挖掘和系统开发不够深入，信息化潜力没有发挥；区域发展不平衡，重复建设现象明显；保障措施不健全，机制不健全，人才队伍薄弱；资金投入严重不足，建设投资和运行维护资金得不到保证等，总体上处于初级发展阶段，低水平运行，与新时代对林草火灾预警监测管理的现代化要求不相适应。

1）防火信息指挥系统急需升级完善

一是综合业务管理系统无法使用。“甘肃森林防火网”网站因机构改革原因已暂停使用，综合业务信息管理系统作为该网站子系统随之暂停。二是地理信息指挥系统数据更新滞后。甘肃省森林防火地理信息系统数据库包括卫星遥感影像数据库、基础地理数据库、森林资源数据库、林业社会经济数据库、森林防火专题数据库、森林防火非空间数据库、各类专题数据库等。该系统建成后至今没有更新数据，对一些重要设施、区域等信息记录不够全面，信息陈旧甚至缺失。机构改革后新增草原火灾预防职能，草原相关数据没有进行叠加和录入，对林草火灾预防、应急调度和扑救决策影响极大。

2）火险预警系统暂时无法运行

一是监测站点数据传输链路故障。甘肃省森林火险预警监测系统建成后，由于移动通信要求实名制登记，导致145个森林火险监测站数据传输SIM卡（subscriber identity module，用户识别卡）失效，系统无法正常工作。二是林区监测站点年久失修。现有的林区火险预警设备建成已久，自然老化和缺乏维护等原因导致设备不同程度的损毁。三是火险监测站点密度不够。规范要求，每5万hm2林业用地至少建设1个火险监测站点[3]。甘肃省林业用地面积1 000万hm2，平均每个监测站点控制面积6.89万hm2，密度尚未达到规范要求。四是火险因子采集站信息传输设备故障。火险因子采集站数据需经火险信息管理终端上传至预警系统服务器，调研发现火险信息管理终端已经损坏无法使用，数据上传因此中断。

3）防火视频监控联网系统建设滞后

一是未建成森林防火视频监控联网系统。全省现有前端视频监控点600多个，目前没有进行系统互联对接，省级指挥中心无法远程查看基层单位的视频图像，也无法进行调度和控制，信息指挥能力缺失。二是现有视频监控设备互联困难。现有视频监控设备建设标准不统一，兼容性、端口开放存在一定困难；由于建设时间不同，设备制式不同，前期建设的模拟信号终端无法与现有数字信号终端进行联网对接。三是部分基层单位尚未建成森林防火视频监控系统，对省、市、县三级视频监控联网造成一定影响。

4）防火无人机系统应用处于起步阶段

一是无人机数量无法完全满足日常防火需求。由于前期建设资金有限，森林、草原防火无人机系统仅配备到市（州）级，无法满足县（区）和场站林草防火需要。二是无人机监控管理平台没有资金投入。全省共配备50套防火无人机系统，部分单位自行采购的无人机系统品牌不一，在飞行管理、日常保养、空域申请、运行管理等方面无法进行统一指挥和调度，对防火无人机和其它航空器的运行造成巨大安全隐患。为有效加强全省林草防火无人机管理，通过不断调研、平台研发和现场测试，初步建成全省林草防火无人机监控管理平台，但由于没有资金投入，仅利用现有设备无法满足需要。三是无人机空域申请程序较为复杂。我国空域由军队和地方部门联合管理，无人机在日常应用中容易出现空域入侵等安全事故，空域申请优先度最低，经常出现申请遭拒等问题。

3 对策

1）完善林草防火信息指挥系统建设

全面提升森林草原防火信息指挥能力，主要从整合现有系统和完善系统功能方面入手。努力实现上下级林草防火机构和林草业主管部门的互联互通、资源共享，实现数据格式和接口的兼容，确保工作界面友好，操作简单方便，可扩展性良好，实现林草防火日常管理、扑救指挥、火情处置的信息处理与通信平台的融合，实现多方数据与信息的采集、传输、分析和显示，满足日常工作和决策需求[4]。同时，结合信息指挥系统建设，提出切实可行的林草防火视频监控互联互通方案，完成视频信号向各级指挥中心的对接工作，研究开发防火视频监控系统向地理信息系统和信息指挥系统的有机融合，解决联网后只能看和简单控制等功能单一问题。

2）构建全省林草防火北斗巡护系统

依托林业生态建设和保护北斗应用示范系统工程，在白龙江林区、小陇山林区、祁连山林区、子午岭林区和甘南草原等重点区域，实现基于2G/3G/4G网络和北斗定位、短报文功能等林草管理信息回传，提高信息网络覆盖率，缩短林火巡护、保护区巡护和林政执法等信息报送时间，提升林草消防队员、护林员、火灾扑救资源等的定位和通讯保障能力。

3）修复升级林草火险监测系统

对现有的林草火险预警监测设备进行摸底，提出升级和改造方案，恢复现有设备功能，尽快使设备上线运行，并对现有设备进行维修保养，按照规范要求[3]，增加监测站点部署密度，全面提升火险预警能力。一是更换物联网卡。物联网卡不需要实名登记，为了站点的正常使用和今后的升级，可全部更换为物联网卡。二是站点巡检。145个森林火险监测站、27个森林火险因子采集站进行巡检，维护设备，包括清洁雨量桶、检查采集器和传感器工作状态情况等，并出具巡检报告单，如果站点设备全部正常则直接更换SIM卡为物联网卡，进行设备绑定。三是损坏设备维修。根据巡检报告，列出所有站点需维修、更换的设备和报价清单。四是硬件设备升级和日常运行维护费。由于应用服务器和数据库服务器及终端电脑已超负荷运行，需要对该设备进行更新，同时将网络运行费、物联网卡流量费、定期巡检费等纳入预算管理，统一支付。

4）深入探索林草防火无人机应用模式

一是探索复合翼无人机和中小型固定翼无人机应用方案。调研现有无人机使用情况，掌握各地各单位实际使用现状、存在问题和需求，结合全省重点林区、草场地形地貌和气候特点，选取重点区域和单位进行无人机大面积巡护项目试点工作，进一步完善优化应用方案，为深入开展无人机项目建设积累经验。二是研究探索长航时、长航程卫星通信大型无人机应用方案。目前部分发达省份已经把超长航时、超长航程、依靠卫星通信的大型无人机应用于林草火灾预防工作，部分大型无人机最大航时可达40 h，最大航程可达7 500 km。积极培养专业人才，通过学习调研，掌握大型无人机在林草业中应用技术，探索大型卫星通讯无人机在林草防火中的应用模式。三是推动空域审批工作高速高效完成。根据国家无人机运行管理条例，积极衔接空域管理部门，制定林草业无人机管理办法，以便快速高效完成林草无人机空域审批事项。四是构建林草无人机调度管理平台。加强无人机航空运行顶层设计，推进调度管理平台建设；加强无人机运行安全管理，建立健全行业无人机管理模式，多方咨询、学习和探索无人机调度管理平台的成功应用案例，把握无人机航空运行特点，努力打造甘肃省林草防火无人机应用体系，构建防火无人机应用新格局。

5）构建林草火灾预警监测综合业务管控平台

全省林草火灾预警监测能力建设，应当紧紧抓住“十四五”重大战略机遇期，加速推进并充分利用大数据、云计算、物联网和人工智能等先进技术，建设符合甘肃实际的林草防火空天地一体化预警监测系统、通信保障系统、信息指挥系统、大数据共享支撑系统和智能化业务应用系统，逐步建成集监测、预警、指挥，火情信息采集、传输、分析、应用于一体的林草火灾预警监测综合业务管控平台，全面提升甘肃省林草火灾预警监测综合能力。

4 结束语

林草火灾预防，预警监测为科技先行，结合甘肃省林草行业预警监测现状和存在问题，提出以下对策：一是升级完善现有林草防火信息指挥系统和林草火险监测系统；二是深入探索林草防火无人机应用模式；三是构建林草防火北斗巡护系统和林草火灾预警监测综合业务管控平台。以提高林草火灾预警监测综合能力水平，做到预警监测信息现代化、技术科技化和应用新型化。为林草火灾预警监测发展提供有力依据，为火灾预防的技术提升奠定基础。