基于一网统管的上海市防汛防台风指挥系统建设
Jun.2021NO.6VOL.31
2021年6月第6期第31卷
信息化建设
INFORMATIZATION CONSTRUCTION
0引言上海市强调政务服务“一网通办”、城市运行“一网统管”是城市治理的“牛鼻子”工作，牵动着改革发展稳定全局，牵动着长远发展大局。
上海市在统筹做好新型冠状病毒性肺炎疫情防控和经济社会发展工作中，加快推进“一网通办”“一网统管”两张网建设。“一网通办”在更高效、更便捷、更精准上下功夫；“一网统管”坚持“一屏观天下、一网管全城”，强化“应用为要、管用为王”，建强3级平台、5级应用，为实现“两手抓、两手硬、两手赢”提供强大支撑，为提高超大城市治理现代化水平作出更大贡献。2020年3月25日，上海市政府专题会议明确将上海市防汛防台风指挥系统列入2021年上海市“一网统管”十大重点系统，并纳入上海市“一网统管”3年计划。市领导多次召开会议，要求从“大”防汛的角度，保障城市安全的方面，做好功能挖掘，支撑预判、处置。
1系统建设思路
按照防汛工作“横向到边、纵向到底、智能指挥、应急处置”的总体要求，结合大屏、PC （Personal Computer ）、移动等多终端一体化应用，从“广度、深度、精度”进行了拓展：一是扩展系统的信息覆盖范围，将以“水”为主的防汛调度提升为全社会防汛指挥；二是以“观”为主提升到“观、管、防”，系统信息展示与实战应用相结合；三是实现业务流程再造，推动基层数据直报和业务处置的联勤联动。重点强化“洪涝灾情数据直报全覆盖、积水处置智能应用全闭环、街（镇）防汛防台风指挥系统全贯通、历史汛情数据分析全回溯、防汛指令智能覆盖全社会”五大功能，逐步达到防汛信息“全面、实时、精准”和防汛处置“快速、联动、闭环”的目标。
2系统设计
2.1总体架构
防汛防台风指挥系统作为上海“一网统管”城运系统
基于一网统管的上海市防汛防台风指挥系统建设
沈建刚
（上海市防汛信息中心，上海200050）
摘
要：随着新型智慧城市建设不断发展，上海市也打造了自己的智慧城市管理模式——“一网统管”的防汛防台风指挥系统。结
合上海市防汛防台风工作实际，从建设思路、系统设计、系统功能等方面介绍了该系统设计与实现的过程，阐述了系统的应用特和在实际应用中的效果，体现了上海市防汛抗灾和应急处置的现代化、精细化水平，为各省（自治区、直辖市）开展防汛抗灾工作提供参考。
关键词：一网统管；防汛防台风；系统建设；智慧城市；上海市中图法分类号：TV877
上海台风什么时候来
文献标识码：B
文章编号：1673-9264（2021）06-21-06
DOI:10.16867/j.issn.1673-9264.2021049
沈建刚.基于一网统管的上海市防汛防台风指挥系统建设[J].中国防汛抗旱，2020，31（6）：21-26.SHEN Jiangang.Shanghai flood control and typhoon control command system based on one network management[J].China Flood &Drought Management ，2021，31（6）：21-26.（in Chinese ）
收稿日期：2021-02-02作者信息：沈建刚，男，高级工程师，E-mail：***************。基金项目：上海市水务局（市海洋局）课题项目（沪海科2020-02）。
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重要组成部分，遵循上海市政务信息系统整合要求，依托上海市水务局1个网络安全枢纽、1个大数据中心、1套地图服务、1个公共信息平台、1个协同门户和1个平台信息
化服务管理体系，充分利用了数据全面、资源整合、业务协同、技术先进的系统框架，图1为上海市防汛防台风指挥系统总体框架示意图。
视频AI 机器智能遥感AI
知识图谱时空分析时空地图
协同门户
公共信息平台地图服务
数据中心网络安全枢纽
图1上海市防汛防台风指挥系统总体框架示意图
2.2应用设计
系统采用B/S 架构，数据统一交换共享，采用分层架构，包括感知层、传输层、数据层、知识层、支撑平台层和应用层。
（1）感知层。包括视频监控、雨量监测、水文监测、卫星遥感、移动泵车、气象监测、河道水质、积水监测、圩区监测和水闸泵站监测等监测设备。
（2）传输层。包括计算资源类（数据库服务器、视频引接代理服务器、国标平台服务器、应用服务器、机器学习服务器、模型计算服务器、数据存储服务器和Web 服务器）、网络资源类（水之云、电
子政务云、防火墙、防汛海洋专网、全市政务外网）和安全资源类（入侵检测、备份一体机、堡垒机、WAF （Web Application Firewall ）防火墙）等。
（3）数据层。包括基础空间数据（电子地图、影像数据、高程数据）、基础要素数据（河湖水系、一江一河、千里海塘江堤、供水设施、排水设施等数据）、运行监测数据（汛情、水雨情、工情、给排水、防汛泵车等数据）、管理评价数据（河湖水面率、河湖水质、供水水量及负荷率、污水处理量等）、外部数据（气象、公安、路政、应急、海洋、海事、绿容、民防、房管、住建、交通、农业、网信等部门数据）。
（4）知识层。包括统计指标（防汛应急响应、设施统计量等）、专业分析模型（道路积水智能图像识别技术、管网爆管模式等）、评价模型（水务运行指标三级体系等）、预测
模型（地面亚网格尺度道路与管网河网除涝排水系统联合的数值预报模型等、长江口咸潮入侵预测模型）等。
（5）支撑平台层。包括基础平台（二三维一体化技术、WebGL 渲染引擎、GIS 可视化引擎）、应用支撑（数据可视化、空间分析、空间查询）、GIS 应用（空间信息可视化、图文对比、统计分析、辅助决策）、数据管理（规整检测、质检入库、数据更新、版本管理）、服务管理（服务注册、服务授权、服务代理、服务监控）、和运维管理（系统管理、资源管理、用户管理、权限管理）等。
（6）应用层。防汛防台风指挥系统包括了大屏端、PC 端和移动端三大部分。其中大屏端包括了建设防汛防台风场景、积水处置智能化应用和日常值守场景；PC 端则为8个业务模块，包括移动泵车调度、防汛物资调配、防汛值班值守、预警信息发布、洪涝灾情直报、积水应急处置、历史汛情回溯、视频会商指挥等；移动端包括推广应用政务、汛情服务政务轻运用、防汛防台风应急响应政务推送、栏目权限和用户设置。
3系统功能
3.1大屏端功能
由市领导、市防汛指挥部、市城运中心领导直接决策指挥调度，支撑市、区、街（镇）3级业务协同。包括台风防御
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实战场景和道路积水处置场景。3.1.1台风防御实战场景
台风防御实战场景（图2）主要分为值班值守、汛情灾情舆情、综合展示地图、视频监控指挥、防御准备、重点风险6个版块。
（1）值班值守。强化基层单位的值班值守管理，落实各级防汛责任制，直观检查市、区、街（镇）3级值班人员签到值守情况，系统可直接连线值班人员，了解基层情况。
（2）汛情灾情舆情。①汛情态势：重点聚焦对上海防汛影响较大的台风、暴雨、潮位、洪水四大要素，特征指标简洁明了、“面上”趋势全面把控、“点上”信息直观精准。基于大数据技术，将上海实时汛情态势进行数据治理后汇聚呈现，并集成多年历史数据可供实时回溯，便于全面掌握当前汛情态势。②灾情直报：实时反映居民进水、高空坠物、电力中断、设施损坏等各类灾情信息。其中交通路况信息、景区关闭信息分别由市交通委、市文旅局实时接入。③热线灾报：集成“110”“12345”“12319”、网格化平台等不同来源的数据，实时反映市民报灾信息，系统及时派单处置。④舆情监控：通过接入市网信办舆情监控信息，聚焦网络
上有关“道路积水”“家里进水”“看海”等18个关键词、敏感词，实时掌握与防汛相关的舆情。
（3）综合展示地图。各类防汛数据在“一张图”上直观显示，包括空间分布及其属性信息；台风期间显示台风路径，通过空间地图+时间轴的“时空联动”形式呈现防汛防台风各类信息的变化全过程。
（4）视频监控指挥。集成了1000多路全市不同部门视频图像，并可以通过外部链接接入“雪亮工程”14万路视频数据。视频指挥可以实现国家、市、区、街（镇）4级防汛指挥部门视频会商。
（5）防御准备。展示防汛预案准备和落实情况，包括人员转移安置、船只进港避风，防汛队伍、移动泵车、防汛物资的调度五大类情况。
（6）重点风险。针对上海防汛工作中的六大重点风险（重点区域暴雨积水、高空坠物伤人毁物、建筑工地度汛安
全、地下空间雨水倒灌、险工险段渗水破堤、危棚简屋坍塌伤人），全面梳理管理对象的基础数据，并逐月更新隐患问题、对策措施和影响范围。针对发生的风险事故，及时动态跟踪，转入处置环节。
图2
台风防御实战场景示意图
3.1.2道路积水处置场景
在上海市气象局发布暴雨4预警后，实现预报预警、感知发现、联勤联动、抢险处置、反馈解除等5个阶段闭环管理，高效处置道路积水。道路积水处置场景示意图见图3。
（1）预报预警。根据降雨预报，通过城市内涝数学模型计算预测未来6h 内可能发生积水的道路和小区，并结合窨井液位监测和易积水区域排查信息，向有关部门推送相关预报信息，提前部署做好准备。
（2）感知发现。通过图像智能识别、积水在线监测（下
立交443处、道路334条、小区32个）、热线灾报3种方式发现积水事件，系统同步将信息推送给相关处置部门。
（3）联勤联动。相关部门接报后，根据预案运用政务随时随事随地建立跨部门应急处置，实现联勤联动应急处置。
（4）抢险处置。处置情况可通过道路视频、泵车监控和手机移动端，直接传送至指挥大屏。积水较重的灾情，可实时调度移动泵车和抢险队伍、抢险物资等参与抢险。
（5）反馈解除。积水处置完成后，可将相关信息推送至各级防汛机构、公安部门、市容绿化等部门，并推送给高德地
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图、市民云、上海发布、交通广播等社会媒体，向市民发布。3.2PC 端功能
由市防汛相关部门开展行业管理、调配相关资源、信息采集等，各部门分工协作，数据共享。
（1）灾情直报。按照“分类管理、分级负责、条块结合、属地为主”的原则，通过政务建立灾情统计直报体系，明确21种灾情和7类防御措施的信息报送人员网络，其中市、区、街（镇）、村居4级信息员共6000多名、行业联络信息员200多名，7类防御准备信息中5类以块为主，21类灾情动态信息中14类以块为主，相关信息与市、区、街（镇）3级城运平台共享共用。
（2）积水发现。通过图像智能识别（接入300多路视频）
同步叠加内涝数据模型预测、窨井液位预警（220处）、积水在线监测（下立交443处、道路334条、小区32个）、热线报灾等方面的信息，实现对易积水的下立交、重要路段和居住小区的积水信息及时发现、动态把控。
（3）汛情回溯。收集、整理从1921年起对上海造成较重影响的台风数据，重点分析近20年上海的主要灾害事件（台风、暴雨等）及其关联的气象、雨情、水情、灾情等要素，构建历史汛情智能回溯数据集。在防汛指挥期间，可将实时汛情与历史数据进行相似性智能比对分析，模拟汛情可能发展的趋势和灾害影响程度，为防汛决策提供科学依据。
（4）泵车调度。建立移动泵车调度平台，实现对全市现有泵车（102台）的智能指挥。实时整合积水预报预警和积水发生信息，实现泵车的事前部署和机动调度、调度指令实时下达、现场音视频接入大屏，提升泵车利用效率。
（5）物资调配。采集防汛储备物资信息，优化最短路径算法，智能推送调度方案，实现防汛物资网上监管、物资需求优化调配和调度指令网上流转。
（6）预警信息发布。市防汛指挥部利用该平台发布预警和应急响应，实现同步短信、传真、、微博、网站等多渠道分层次向各级防汛工作人员和社会公众发布。分区预警和响应信息同步展示。
（7）值班值守。在原有日常防汛值班系统的基础上，强化基层单位的值班值守管理，以利于应急联络和快速反应。
（8）视频指挥。通过硬件更新和分级部署，实现35个2级分会场（2个市委、16个区、9个市防汛成员单位、8个市水务局下属单位）、272个3级分会场（225个街（镇）和工业
区、47个区下属成员单位）的汛期实时指挥。3.3移动端功能
相关行业处置人员通过手机接收信息和开展现场事件处置沟通协调和信息反馈等，实现部门间的联勤联动。
（1）汛情服务信息推送。开发政务的API （Applica⁃tion Programming Interface ）接口，实现汛情服务与政务权限接口打通，在政务中建设防汛指挥等栏目，完善开发汛情服务、中国国际进口博览会防汛保障、台风路径、卫星云图、雷达云图、实时水位、防汛知识等轻应用，升级优化各模块功能，兼容Andriod 、IOS 等不同操作系统和不同浏览器，实现汛情服务移动应用。
（2）防汛信息推送。防汛防台风应急响应信号、潮位预报、高潮位预警、水情通报、海浪预报、海洋环境预报、积水处置等政务接口开发、
消息推送。
图3道路积水处置场景示意图
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（3）政务联勤联动。在全市统一的政务平台上，建立防汛工作即时联络体系、应用模块统一入口和信息采集发布网络。设置上海市和各区防汛办分级管理员，录入市级、各区相关防汛工作人员的通讯录；做好与公安、住建、交通、绿化市容、房管等部门相关人员政务联通的技术支撑。
4系统应用特
系统由防汛信息辅助决策平台向防汛智能指挥调度平台转换，通过网上操作、网上指挥，实现防汛指挥的“一网统管”，态势全面掌握、趋势智能预判、资源统一调配、指挥人机互动。
（1）智能感知更加全面。从全社会参与、服务全社会的角度，将与防汛关联的汛情、灾情、舆情、处置信息全部整合到防汛大屏，共涉及中央部委、有关委（办、局）、区属有关部门和水务专业机构等35家单位63类数据。目前已汇聚神经元5492个点，并持续推进相关神经元的建设和接入工作。防汛基础设施、应急预案和管理体系基于“一张图”也全面实现数字化。
（2）风险管控更加精细。聚焦上海防汛工作中的六大重点风险，全面梳理基础数据，定期开展风险排查，动态跟踪隐患整改，逐月滚动问题销项。按照防汛责任分工，对于积水处置和堤防破损等水务领域的风险，开展管控智能化应用开发；其他行业的风险，根据管理单位的信息化程度，通过应用系统或数据接入的方式能接尽接。
（3）预警预报更加精准。预报类型由风暴潮预报扩展到道路积水预报，水情预报从大江大河潮位预报扩展到内河水位预报，预报方式从数值模型扩展到大数据应用，发现手段从仪器监测扩展到视频图像智能识别，通过多样化的预报方式，智能预报预警水平不断提升，实现灾情提前预判、主动响应部署。
（4）灾情获取更加及时。基于政务建立了条块结合、以块为主、街（镇）为主体的灾情直报体系，将居民进水、树木倒伏、高空坠物等基层第一手信息（7种防御类信息中4种以块为主，21种灾情类信息中14种以块为主），通过系统进行实时报送和逐级审核，灾情报送更加及时、准确、规范。同时通过网络舆情监控和市民热线报灾等方式，多渠道及时获取防汛相关信息。
（5）指挥调度更加高效。强化基层单位应急值守管理，实现市、区、街（镇）3级防汛责任可控可查，利于应急联络和快速反应。全网动态更新防汛预警响应指令，实现抢险人员、移动泵车和防汛物资实时、智能调度。在暴雨积水处置中，基于政务一键建，实现排水、路政、公安联勤联动。
（6）服务基层更加便捷。将所有防汛指挥系统功能化，按指挥调度、监测监控、预报预警、应急管理、专题模块等五大类，模块化开发可适应多场景、多终端和多层级应用，也便于系统的功能优化和升级改造。出台了针对区、街（镇）“一网统管”的防汛防台风指挥系统建设指导意见，建设覆盖16个区的防汛大屏基本版，同时将市级20多个功能模块、数据服务封装为插件，服务支撑区、街（镇）各级防汛大屏功能部署。
5实际应用效果
系统于2020年6月1日上线值守运行。从台风防御实战场景出发，以GIS地图和台风过程时间轴时空联动呈现，将防汛相关功能模块集成在系统后台打造可视化大屏；围绕高效处置积水，实现道路积水处
置闭环管理。按照“一网统管”理念，优化了“观”的全面及时，强化了“管”的协同高效，提升了“防”的预警研判。
2020年汛期，在超长梅雨期和防御202004号台风“黑格比”的10余场暴雨中，通过防汛防台风、积水处置系统的应用，交警、路政、排水、房管等跨部门联勤联动应急处置初见成效，大大提高了积水事件的发现率、处置率和缩短了信息传达时间，提升道路积水处置的效率，保证了城市正常运转和人民生命财产安全。
“一网统管筑就魔都风雨结界——上海防汛中的超大城市治理智慧”获评首届“上海城市治理最佳实践案例”。
6结语
通过防汛防台风指挥系统的建设，充分运用互联网、大数据、人工智能等信息技术手段，优化业务流程，整合跨部门资源，强化防御监管联动“条、块”跨部门的高效协同，为确保城市运行平稳有序和人民生命财产安全发挥了积极作用。系统积极赋能市、区、街（镇）3级防汛和水务
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