地质调查数据实时传输示范系统建设与运行维护

2015-08-21

地质灾害预警、预报与应急指挥系统建设是“十一五”期间国土资源信息化建设的重点工作之一，国土资源部、中国地质调查局启动了“国土资源远程会商与应急指挥”、“地质调查数据实时传输示范系统建设”等多个系统的建设工作。为了支撑这一目标，其中一项基础性的工作就是要构建地质灾害重点区域、地质灾害突发现场的应急调查数据的快速传输环境，实时掌握地质灾害发生、发展和变化过程，为地质灾害预防和应急决策提供支持。2006年中国地质环境监测院承担了“地质调查数据实时传输示范系统建设”项目，通过项目实施建立了基于宽带IP卫星通信技术，支持常规数据传输及实时多媒体信息传输的多级网络系统，研制了多种应用配置的能够快速部署的传输系统，解决了地质灾害突发现场与省部级节点的多媒体数据传输问题，实现了国土范围内突发地质灾害的应急会商和数据实时传输能力建设的重大突破。

为了更好地管理运行与推广应用地质调查数据实时传输示范系统建设成果，中国地质环境监测院于2011年启动实施了“地质调查数据实时传输系统运行维护”项目，该项目依托部局网络，旨在完善基于卫星的多级网络体系，搭建地质调查数据实时传输系统运行维护平台，解决下一代互联网、物联网等新技术与系统结合问题，优化系统设备，制订相关技术规范，在地质灾害应急处置及野外地质调查等工作中应用推广地质调查数据实时传输示范系统。

一、地质调查数据实时传输示范系统的建设

中国地质环境监测院从2006年开始承担地质调查实时传输示范系统建设项目工作，根据项目总体目标及年度工作任务安排，项目组按时保量完成了任务书规定的工作任务，构建了适用于地质调查数据实时传输的卫星网络体系，实现了卫星网络资源调度管理，研制了移动地质调查数据实时传输系统，形成了一套在全国进行推广的技术标准体系，实现了对突发地质灾害应急处置及野外地质调查管理服务与应急救援工作的技术支撑与系统推广。

地质调查数据实时传输系统是一套由野外设备、多级网络和业务系统等组成的能够解决现场数据快速传输的基础网络传输系统，系统结构如图1所示。项目开展过程中通过多次的实地演习和模拟测试，保证野外的数据节点可以方便地连接到不同的专业网络系统中，可以达到在国土范围内对地质灾害处置的快速部署和数据传输。

“5.12”汶川地震发生后，国土资源部门的应急组第一时间赶赴灾区，通过地质调查数据实时传输系统搭建远程会商环境，与在京部领导及专家进行“汶川震灾引发次生地质灾害应急会商”，将获取的第一手震灾现场信息和分析论证结论及时传回北京，协助现场的部、局领导专家与北京会场进行会商，为在京的部领导和专家了解灾情、分析论证、做出决策以及国家有关部门提出震灾引发地质灾害和防范堰塞湖的紧急建议提供了支撑，取得了良好的应用效果。2010年8月，连续强降雨使汶川境内出现险情，包括绵竹、汶川、都江堰等地震极重灾区市（县）在内的全省大部分地区出现了大规模群发性山洪泥石流灾害，应急组迅速赶到现场，通过系统将现场情况实时传输至主管部门会商室，顺利完成“8·13特大山洪泥石流灾害险情会商”数据传输保障工作。

地质调查数据实时传输示范系统多次应用于各级地质灾害应急处置以及野外地质工作管理服务与安全保障工作，取得了良好的试点示范效果。截至2012年10月，已在河北、辽宁、内蒙、青海、陕西、河南、四川、湖北、江西、江苏、浙江、广西、重庆等省（市、自治区）依据示范系统标准规范开始试点建设，同时支撑野外地质工作管理服务与安全保障的“轻型地质调查数据实时传输系统”也完成多次试点示范任务。

二、地质调查数据实时传输系统的运行维护

“地质调查数据实时传输系统运行维护”项目主要任务是搭建地质调查数据实时传输系统运维平台，完成国土资源IP卫星通信网调度与管理，制订相关技术规范，重点在地质灾害应急处置及野外地质调查等工作中进行应用推广。2011年以来，通过项目实施完善了基于卫星的多级网络体系，初步完成了地质调查实时传输系统运行维护平台和技术服务网站的开发与部署。截至2014年底，“地质调查数据实时传输系统运行维护”项目在野外传输系统完善、系统应用推广、基于卫星的多级网络体系建设、卫星数据传输能力提升、地质调查数据实时传输系统运行维护体系构建等方面取得重要进展。

1．野外传输系统日趋完善

地质调查数据实时传输系统项目开展以来，为支撑地质灾害应急会商及野外地质调查工作，根据各项工作对设备使用环境、数据传输能力、网络安全等级及业务应用模式等需求异同，先后研制了“便携式地质调查数据实时传输系统”、“车载型地质调查数据实时传输系统”、“车载/便携两用地质调查数据实时传输系统”及“轻型地质调查数据实时传输系统”，编制了各系统的配置方案及使用手册。

2．系统应用推广成效显著

截至2014年12月，地质调查数据实时传输系统已建成国土资源IP卫星通信网（主站及主站备份站位于北京），目前主站常租卫星带宽4Mbps，覆盖近20个省、自治区和直辖市，各地固定、移动通信节点60余个。数据通信能力方面，可进行各省级固定站及小站（车载/便携式卫星站）与北京主站间的高清多方视频会商与数据传输业务，支持12个卫星站点同时在网传输音频/视频/数据等综合信息。

3．基本建成基于卫星的多级网络体系

通过调研、试验及认真分析，建立了基于卫星通信的连接国土资源主管部门、中国地质调查局、地质灾害多发区（三峡、四川雅安等）和突发地质灾害现场的多级网络体系。

4．稳步提升卫星数据传输能力

针对应急数据实时传输需求及为现有固定网络链路提供备份能力，加强了卫星数据通信能力建设，完善了已有卫星通信系统，实现了链路稳定、延时小、带宽稳定，可以满足高速率大带宽需求的卫星数据通信传输。

5．初步建成地质调查实时传输系统运维平台

开发完成地质调查实时传输系统运维平台和综合移动服务台，对地质灾害应急会商、野外地质调查安全保障等数据传输应用的智能监控管理，通信前保证各节点链路畅通，通信过程中对各网络节点进实时监控，通信过程中节点故障快速检测与排除。

6．提升了单兵无线图传能力

单兵中继系统的研发和使用，有效解决了灾害现场复杂的地形环境对无线图传的影响问题，有效地扩大了灾害现场单兵有效活动范围，提升了音视频传能力，提升了实时传输系统野外工作的效率。

7．有效增强了野外安全保障能力

近年来突发地质灾害频发，为保障应急工作人员现场工作安全，迫切需要研发适合地质灾害应急人员的野外安全保障系统。“野外应急传输配套系统”建设是为野外地质科考人员研发的一套卫星定位数据回传系统，具有自定位和双向信息通信功能，可在恶劣环境下全天候、快速可靠地将人员、设备的位置信息回传至实时传输便携站，并可由便携站经专用通信卫星链路将现场采集的复合数据信息回传至远端监控中心或其他实时传输网络节点，实现数据资源共享，从而实现现场实时协调、调度，并能最大限度地保证走失人员或紧急遇险人员在第一时间得到及时有效的救援。

8．逐步提升了实时传输系统野外应急能力

地质调查数据实时传输系统在实践应用中不断改进完善，在5.12汶川地震、4.20芦山地震次生地质灾害排查、天津蓟县采石场崩塌、四川汉源万工乡滑坡、陕西安康大型泥石流等地质灾害应急救援以及全国多次大型地灾应急演练中发挥了重要作用，成为地质灾害应急与地质灾害避险演练中不可或缺的技术手段。

我国是世界上地质灾害严重、受威胁人口多的国家之一，地质条件复杂，构造活动频繁，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等灾害隐患多，分布广，且隐蔽性、突发性和破坏性强，防范难度大。特别是近年来受极端天气、地震、工程建设等因素影响，地质灾害多发频发，给人民群众生命财产造成严重损失。经过几年的推广和发展，地质调查实时传输系统网络已在全国覆盖近20个省、自治区和直辖市，各地固定、移动通信节点60余个，随着国家国土资源系统地质灾害应急防治工作的持续推进，地质调查数据实时传输系统将在突发地质灾害应急处置及野外地质调查管理服务与应急救援领域发挥越来越重要的作用。