

案例简介

在全球气候变化加剧、极端天气事件频发的宏观背景下,消防救援与森林防灭火工作面临前所未有的严峻挑战。通辽市作为典型的生态过渡带与灾害敏感区,近十年来年均遭遇极端天气事件1.42次,直接经济损失高达75.66亿元,森林草原火灾年均发生4.4次,传统应急模式在“数据孤岛”与“响应滞后”两大痛点制约下,亟待通过数据要素的创新融合应用实现转型升级。
本案例以“数据驱动、融合创新、智慧应急”为核心,成功构建了“气象×消防数据融合驱动的一体化应急保障服务平台”。项目旨在深度打通气象与消防两大体系间的业务与数据壁垒,通过汇聚气象、消防、地理、遥感等26大类、15.71TB的亿量级数据资源,运用多源数据智能对齐、人工智能模型、空天地协同监测、智能靶向发布等多项关键技术,打造了一个集“灾害监测预警、风险智能评估、应急决策支持、灾后复盘分析”于一体的综合性服务平台。
平台不仅实现了对暴雨、暴雪、大风、高温、雷电等11类气象灾害的精细化监测预警,更开创性地构建了“城市火险”与“森林草原火险”双预警模型,填补了城市火灾气象风险预报的空白。同时,创新性地融合卫星遥感、雷达、热成像等多维技术,实现对火情的早发现、早定位、早研判;通过智能导航与最优路径规划,结合实时气象与路况,为救援力量调度提供科学依据。目前,平台已深度服务于通辽市消防救援支队、森林消防支队及应急管理部门,在实战中显著提升了应急响应效率与救援指挥的科学性,实现了从“被动应对”到“主动防控”、从“经验决策”到“数据决策”的根本性转变。

主要做法
一、构建“数据铁网”,夯实融合
应用基座
1.汇聚多源异构数据,形成全域数据资源池。针对气象与消防数据标准不一、格式各异、源头分散的难题,项目首先致力于构建统一、高质量的数据基座。
广泛采集:整合接入包括地面气象观测(213个国家级/省级自动站、4部雷达)、卫星遥感(风云、MODIS、高分系列)、数值预报(CMA-GFS、ECMWF等11类模式)、消防警情、消防救援力量分布、重点防护单位、地形地貌、土地利用等在内的26大类数据源。
分类存储:构建总量达15.71TB的全域数据资源池,按照数据热度分级存储,并采用加密与冗余技术保障数据安全。
2.创新数据流通与安全机制,打破“数据孤岛。为确保数据在安全合规的前提下高效流通,项目设计并实施了创新的数据治理与共享模式。
“铁网”治理模式:首创“原始数据不可见、加工数据可用不可篡改”的数据“铁网”技术。气象原始数据严格存储于内网安全区,对外服务仅提供经过标准化加工处理后的数据产品,从源头保障核心数据安全。
安全合规共享:与消防、应急等部门签订数据合作框架协议,明确数据使用范围与权责。敏感数据通过政务专线传输或采用联邦学习技术进行模型共建,在保障各方数据不出域的前提下实现价值融合。
全生命周期安全管理:建立涵盖数据采集、传输、存储、处理、共享、销毁的全生命周期安全管理体系。平台通过国家信息系统安全等级保护四级认证,实施基于角色的访问控制(RBAC)、数据加密、操作审计日志留存等安全策略,构建起“技术控险+制度定责+监督闭环”的治理框架。

二、研发核心技术引擎,驱动
智能研判与决策
1.构建“双火险”AI预警模型,实现风险精准画像。突破传统依赖人工经验的局限,基于历史灾情数据与多维度气象因子,自主研发两大核心预警模型。
城市火险预警模型:深入分析气象动力因子(如风速)、热力因子(如温度、湿度)与城市火灾接警次数的内在关联,以季节为单位建立动态阈值划分,构建城市火灾气象风险等级预报模型,实现对未来24-72小时城市火险等级的空间化、定量化预报。
森林草原火险预警模型:综合历史火灾点位、气象条件、植被类型、地形地貌、人为活动密度等多源数据,利用机器学习算法构建森林草原火险气象等级预报模型,可提前1-7天发布高风险区域预警,为野外火源管理和巡查力量部署提供科学指导。
2.打造空天地一体化协同监测体系,提升火情发现能力。集成多种遥感监测手段,构建优势互补、快速响应的立体监测网络。
无人机与高分影像现场探查:在确认火情后,快速联动无人机进行火场航拍,并结合高分二号(GF-2)1米分辨率卫星影像,清晰掌握火场周边道路、水源、建筑物及植被分布细节,为制定精细化扑救方案提供一手信息。
3.开发智能联动与指挥辅助系统,优化应急响应流程。将数据价值直接赋能于一线指挥与作战单元,形成决策闭环。
当发布高级别气象风险预警或监测到火情时,系统可根据预设规则,将预警信息秒级推送至相关区域的消防救援指挥员、执勤中队及基层责任人手机,确保关键信息直达“最后一公里”。
气象条件最优救援路径规划:集成实时气象数据(如能见度、风力、路面结冰状况)、交通路况信息及高精度电子地图,开发智能导航模块。可为奔赴救援现场的消防车辆规划出兼顾最短时间与最低气象风险的“避灾路线”,有效保障行车安全,缩短抵达时间。
救援力量与物资科学调度辅助:基于灾情点位、灾害类型、实时气象条件及周边消防救援力量、物资储备点的分布数据,通过算法模型生成初步的力量调配与物资增援建议,辅助指挥中心进行科学决策,实现资源的最优配置。

三、打造“4+12+20”立体化应急
服务产品体系
围绕用户核心需求,将技术能力封装为标准化的服务与产品。四大应用维度:从“灾害监测预警、风险智能评估、应急决策支持、灾后复盘分析”四个层面构建服务框架。十二大核心服务场景:精准覆盖暴雨内涝救援、暴雪封路救援、森林草原火灾扑救、高层建筑火灾、化工园区事故、夜间救援、偏远山区救援、大型集会安保、次生灾害应对、隧道火灾、救援人员安全防护、灾后重建评估等消防与应急全链条业务场景。二十余款标准化产品矩阵:形成包括智能监测系列(如多源融合实况监测产品、三维火点监测报告)、精准预报系列(如精细化天气要素预报、双火险等级预报、火蔓延气象条件预报)、决策支持系列(如救援现场气象专报、应急指挥辅助建议、灾损评估报告)在内的丰富产品库,满足不同层级、不同场景的个性化需求。
特色亮点
1.创建“气象×消防”深度融合模式,实现从“+”到“×”的价值倍增。项目打破了传统两个部门间简单数据调阅或信息转发的协作模式,不是“气象+消防”的物理叠加,而是通过底层数据治理、中层模型共建、上层应用联动的深度耦合,产生了“1+1>2”的化学反应。基于深度融合数据独创的“城市火险预警模型”等产品,是这种融合创新的直接体现,生成了单一部门无法创造的新质生产力。
2.构建“双轨并行、动静结合”的预警新体系。平台创新性地将官方发布的标准化气象灾害预警信号,与基于多源数据动态分析生成的气象致灾风险预警相结合。前者权威、规范,后者灵活、精准,两者互补,形成了“静”(标准阈值)与“动”(风险模型)结合的双轨预警体系。特别是针对火灾风险,同时提供“城市”与“森林草原”两套预报模型,实现了火灾风险预警从野外到城区的全覆盖。
3.实现“空天地一体、星地网协同”的全息感知与快速响应。项目并非依赖单一技术手段,而是构建了一个集成卫星(大范围扫描)、雷达(区域监测)、地面站网(定点精确观测)、热成像摄像头(重点区域不间断监控)、无人机(灵活机动探查)的立体化监测体系。这种多源协同机制,既保证了监测的广度与频率,又保证了关键信息的精度与实时性,将火情平均发现时间大幅提前。
4.践行“数据可用不可见、价值流通可管控”的安全流通范式。面对数据安全与数据共享的矛盾,项目成功实践了一条安全可控的数据要素流通路径。通过“铁网”数据治理、联邦学习、专线传输、API标准化接口等技术与管理组合拳,在严格保障气象原始数据与消防敏感数据安全的前提下,实现了数据加工价值、模型计算结果的顺畅流通与高效利用,为跨部门、跨领域的数据要素化应用提供了可复制、可推广的安全解决方案。
5.形成“端到端、全周期”的闭环服务能力。平台服务贯穿应急管理全周期。灾前,通过风险预警模型实现精准防控;灾中,通过实时监测、精准预报、智能导航、力量调度支持实现高效救援;灾后,通过过火面积精确评估、灾害气象条件复盘分析,为灾损评估、保险理赔、预案优化提供科学依据。这种闭环服务能力,使得数据价值在应急管理的每一个环节都得到充分释放。

应用成效
一、实战效能显著提升,应急救援实现“降本、提效、增安”
平台自投入业务化运行以来,已成为通辽市应急联动不可或缺的“智慧大脑”,在实战中取得了立竿见影的效果。
响应时间大幅缩短:通过风险预警提前预置力量和靶向信息秒级触达,消防救援力量从接到预警到完成备勤出警的准备时间平均缩短30%。在多次极端天气事件中,提前调度车辆155台次、人员755人次,掌握了应对主动权。
指挥决策科学性增强:平台提供的1公里网格精细化实况与预报、火场立体信息、最优路径规划等,使现场指挥员决策依据更加充分,研判决策时间平均减少50%,整体救援指挥效能提升30%。
灾害损失有效降低:2023年,平台成功截获一起离罕山自然保护区外10km的较大草原火情,并立即启动应急叫应机制,各部门快速联动,成功将火灾扑灭在保护区外,避免了生态灾难和上千万元的经济损失。据统计,平台应用后,每年可为森林草原防灭火减少潜在经济损失约数千万元。
二、数据要素价值充分彰显,驱动业务模式转型升级
数据赋能精准预警:森林草原火险预报模型准确率稳定在80%以上,城市火险预警模型为城市消防安全管理提供了全新的量化工具。平台累计处理并发布各类风险告警信息376条,均实现了精准定位与有效推送。
数据驱动流程优化:基于平台积累的救援案例数据和灾后复盘分析,已优化应急预案21项,生成灾后评估与气象专题报告32份,为改进救援战术战法、优化资源配置提供了数据支撑,推动了应急管理从“经验驱动”向“数据驱动”的深刻转变。
三、经济社会效益双丰收,形成可复制推广的标杆模式
经济效益显著:项目直接产生经济效益20余万元。更重要的是其巨大的间接经济效益:通过提升救援效率、降低灾害损失,每年可为地方节约大量人力物力成本。模型估算显示,仅在消防救援和森林草原防灭火领域,年均可节省成本25%以上,减少经济损失达数千万元。
社会效益突出:平台的应用极大提升了公共安全保障能力,增强了人民群众的安全感,是“人民至上、生命至上”理念的生动实践。项目获得了中国气象局官网、地方主流媒体的报道与好评,社会反响积极。
模式可推广性强:项目形成的“数据治理标准、技术架构、模型算法、服务产品”均具备高度的可复制性。目前,成果已开始向森林消防、武警等系统推广。其“微服务架构、标准化接口”的设计,使其能够快速适配电力、交通、化工等其他气象高敏感行业,以及全国其他地市级的应急管理体系。在国家大力推动智慧城市、智慧应急建设的背景下,本项目为破解跨部门数据共享难题、释放数据要素价值提供了一个经过实践检验的成功范本,潜在推广价值巨大。
牵头单位:通辽市气象服务中心(通辽市雷电防护中心)














