（环境工程专业论文）城市环境突发事故应急系统的研究.pdf

t 程硕i j 论文城市环境突发事故心急系统的研究 摘要 随着经济社会事业进入后工业化快速发展期，资源环境压力凸现，环境保护 工作面临更多的挑战。污染排放和生态破坏呈加剧态势，环境质量难以保持稳定， 近年来我国环境污染事件频发，污染目标r 趋广泛、事故形式层出不穷，对社会、 经济和人民财产安全构成了巨大威胁。目前很多城市对污染事故的应急只是停留 在预案层面，还没有建立起关于污染事故的应急响应系统。一旦发生污染事故， 政府决策者有可能对污染事故情况只是大概了解，而无法确定污染物在不同时间 内的扩散浓度、扩散范围、污染等级，无法确定一定范围内的影响人群和敏感单 位，更无法在最短时间内提供应急措施、报警信息和救援信息。 本论文就是建立一个基于g i s 的环境突发事故应急系统，该系统承担突发环 境事件及相关信息收集、处理、分析、发布和应急反应工作。框架将包含可查询 和添加项目数据库( 其中包括基础信息数据、地理信息数据库、安全信息数据库) 框架的建立，便于今后系统进一步完善时，根据各城市可能发生污染事故的危险 源的调查，将这些污染事故所需的多种信息、多种预测模型的算法添加到数据库 中去。系统的核心可以分解为监控预警系统、应急现场处置系统、应急指挥系统、 决策支持系统、灾后评估系统等五个子系统。通过应急指挥信息平台，各子系统 将协同工作，为指挥首长、业务专家与工作人员提供相应的服务，其中：监控预 警系统在监测站的环境监测数据库支持下，主要完成对水、大气、噪声等环境因 素的监控，并实现对突发环境事件的预警；现场处置系统主要完成突发环境事件 现场的处置和现场情况的反馈；应急指挥系统主要实现指挥领导指令的下达和指 挥效果的及时反馈；决策支持系统可在数据库仓库支持下进行数据分析、在线分 析与模型分析等，为决策提供不同维度与不同形式的支持；后评估系统完成对整 个突发环境事件全过程处理的后期评估以及突发环境事件结束后环境恢复方案 的制定。 本研究旨在将系统与污染事故处理方法与对策以及污染事故案例数据库联 系，使其具备启发式推理机制进行辅助决策，在不需要进一步请专家分析情况采 取对策的情况下，也能使问题的考虑更加全面和细致，在极短的时间自动分析数 据和模拟，对污染事故做出初步的估算并自动生成初步的应急预案。 关键词：环境保护，污染事故，应急系统 a b s t r a c t e n t e r sa f t e rt h ee c o n o m i cs o c i e t ye n t e r p r i s ei n d u s t r i a l i z a t i o nf a s t p e r i o do f e x p a n s i o n ，r e s o u r c e se n v i r o n m e n tp r e s s u r ei nr e l i e f i n g ，e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n w o r kf a c e dw i t hm o r ec h a l l e n g e s t h ep o l l u t i o ne m i s s i o n sa n dt h ee c o l o g i c a ld a m a g e a s s u m et h ea g g r a v a t i n gt r e n d ，t h ee n v i r o n m e n tq u a l i t ym a i n t a i n ss t a b l ew i t hd i f f i c u l t y , i nr e c e n ty e a r so u rc o u n t r ye n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ne v e n t f r e q u e n c ys e n t ，t h e p o l l u t i o ng o a lw a sd a yb yd a yw i d e s p r e a d ，t h ea c c i d e n tf o r mt oe m e r g eo n ea f t e r a n o t h e ri n c e s s a n t l y , t ot h es o c i e t y , t h ee c o n o m ya n dt h ep e o p l e sp r o p e r t yp o s e dt h e h u g et h r e a ts a f e l y a tp r e s e n ta r em a n yc i t ye m e r g e n c yi so n l yp a u s e st ot h ep o l l u t i o n i n c i d e n ti nt h ep l a ns t r a t i f i c a t i o np l a n e ，h a sn o te s t a b l i s h e da b o u tp o l l u t i o ni n c i d e n t s e m e r g e n c yr e s p o n s es y s t e m o n c eh a s t h e p o l l u t i o ni n c i d e n t ，t h eg o v e r n m e n t p o l i c y m a k e r sh a v et h ep o s s i b i l i t ya r eo n l yu n d e r s t o o dp r o b a b l yt ot h ep o l l u t i o n i n c i d e n ts i t u a t i o n ，b u ti su n a b l et od e t e r m i n et h a tt h ep o l l u t a n ti nd i f f e r e n tt i m e p r o l i f e r a t i o nd e n s i t y , t h ep r o l i f e r a t i o ns c o p e ，t h ep o l l u t i o nd e g r e e ，i su n a b l et o d e t e r m i n ei nc e r t a i ns c o p et h ei n f l u e n c ec r o w da n dt h es e n s i t i v eu n i t ，i su n a b l ei nt h e s h o r t e s tt i m et os u p p l yt h ee m e r g e n c yp r o c e d u r e s ，t h ea l a r mm e s s a g ea n dt h er e s c u e i n f o r m a t i o n t h i sp a p e ri st oe s t a b l i s hag i s - b a s e de n v i r o n m e n t a ls u d d e ne m e r g e n c ys y s t e m ， w h i c hb e a rt h eu n e x p e c t e de n v i r o n m e n t a le v e n t sa n dr e l a t e di n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n ， p r o c e s s i n g ，a n a l y s i s ，r e l e a s ea n de m e r g e n c yr e s p o n s ew o r k f r a m e w o r kw i l lc o n t a i na d a t a b a s eq u e r ya n da d dt h e p r o j e c t ( w h i c hi n c l u d e sb a s i ci n f o r m a t i o na n dd a t a , g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nd a t a b a s e ，s e c u r i t yi n f o r m a t i o nd a t a b a s e ) f r a m e w o r ki np l a c e ， e a s yi nt h ef u t u r et of u r t h e ri m p r o v et h es y s t e m i na c c o r d a n c ew i t l lt h ec i t yp o s s i b l e h a z a r d sp o l l u t i o na c c i d e n t ss u r v e y , w i l lb er e q u i r e df o ra v a r i e t yo fp o l l u t i o ni n c i d e n t s s u c hi n f o r m a t i o n , av a r i e t yo fp r e d i c t i o nm o d e la l g o r i t h mt oa d dt ot h ed a t a b a s e c o r e o ft h es y s t e mc a l lb ed i v i d e di n t om o n i t o r i n ga n dw a r n i n gs y s t e m ，e m e r g e n c yo n s i t e d i s p o s a ls y s t e m s ，e m e r g e n c yc o m m a n ds y s t e m s ，d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ，d i s a s t e r a s s e s s m e n ts y s t e mo ff i v es u b s y s t e m s i n f o r m a t i o nt h r o u g ht h ee m e r g e n c yc o m m a n d p l a t f o r m ，t h es u b s y s t e m sw i l lw o r kt o g e t h e rf o rt h ec o m m a n dh e a d s ，b u s i n e s se x p e r t sa n d s t a f ft op r o v i d ea p p r o p r i a t es e r v i c e s ，i n c l u d i n g ：m o n i t o r i n ge a r l yw a r n i n gs y s t e m sf o r e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n gs t a t i o n si nt h ed a t a b a s ei ns u p p o r to ft h em a i nt oc o m p l e t e t h ew a t e r , a i r , n o i s ea n do t h e re n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ，m o n i t o r i n g ，a n da c h i e v ee a r l y w a r n i n go fe n v i r o n m e n t a le m e r g e n c i e s ；o n s i t ed i s p o s a ls y s t e ma c c o m p l i s h e dt h e n u n e x p e c t e de n v i r o n m e n t a le v e n t so n - s i t ed i s p o s a la n do n - s i t ec o n d i t i o n sf e e d b a c k ； e m e 唱e n c yc o m m a n ds y s t e mi sm a i n l yt oa c h i e v ec o m m a n da n di c a d e r s h i pa n d c o m m a n dd i r e c t i v e si s s u e dt i m e l yf e e d b a c ke f f e c t ：d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e mc a n s u p p o r ti nt h ed a t a b a s ef o rd a t aw a r e h o u s ea n a l y s i s ，o n l i n ea n a l y s i sa n dm o d e l a n a l y s i sf o rd e c i s i o n - m a k i n gi nd i f f e r e n td i m e n s i o n sa n dd i f f e r e n tf o r m so fs u p p o r t ； a s s e s s m e n t s y s t e m a f t e r c o m p l e t i o n o ft h ew h o l ep r o c e s so fd e a l i n gw i t h e n v i r o n m e n t a l e m e r g e n c i e sa n dp o s t - a s s e s s m e n to fe n v i r o n m e n t a l e m e r g e n c i e s e n v i r o n m e n t a lr e c o v e r ya f t e rt h ee n do fp r o g r a m d e v e l o p m e n t t h i sr e s e a r c hi s 南rt l l e p u r p o s eo ft h es y s t e ma n dt h ep o l l u t i o ni n c i d e n t p r o c e s s i n gm e t h o da n dt h ec o u n t e r m e a s u r ea sw e l la st h ep o l l u t i o ni n c i d e n tc a s e d a t a b a s er e l a t i o n ，c a u s e si tt oh a v et h eh e u r i s t i ci n f e r e n c em e c h a n i s mt oc a r r yo nt h e a u x i l i a r yd e c i s i o n - m a k i n g ，i nd o e sn o tn e e dt of u r t h e ra s kt h ee x p e r tt oa n a l y z et h e s i t u a t i o nt ot a k et h ec o u n t e r m e a s u r ei nt h es i t u a t i o n , c a na l s oc a u s et h eq u e s t i o nt h e c o n s i d e r a t i o nt ob em o l ec o m p r e h e n s i v ea n dt ob ec a r e f u l ，i nt h ee x t r e m e l ys h o r tt i m e a u t o m a t e da n a l y s i sd a t aa n dt h es i m u l a t i o n ，m a k e st h ep r e l i m i n a r ye s t i m a t ea n dt h e a u t o m a t i cp r o d u c t i o n p r e l i m i n a r yc o n t i n g e n c yp l a n st o t h ep o l l u t i o ni n c i d e n t k e yw o r d ：e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n ，p o l l u t i o ni n c i d e n t ，e r g e n c ys y s t e m i i i 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学 位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布 过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的 材料。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明 确的说明。 研究生签名：! ：童壹2 。i p 年月2 王日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上 网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权 其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文， 按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： ! ：兰圭2 口i 口年月2 2 日 工程硕l 二论文城市环境突发事故j 衄急系统的研究 1 绪论 1 1 研究背景及研究的目的和意义 随着经济社会事业进入后工业化快速发展期，资源环境压力凸现，环境保护工作面 临更多的挑战。污染排放和生态破坏呈加剧态势，环境质量难以保持稳定，环境污染公 共事件频频发生，造成巨大的环境危害，对人民群众的生活和生命健康带来很大影响。 近年来我国环境污染事件频发，污染目标只趋广泛、事故形式层出不穷，对社会、 经济和人民财产安全构成了巨大威胁。2 0 0 7 年5 月2 9 日太湖蓝藻事件爆发，作为无锡 市的唯一饮用水源，太湖的污染严重威胁了无锡市居民的饮用水安全，造成了很大的损 失和社会影响。2 0 0 5 年1 1 月1 3 日，中国石油吉化公司双苯厂胺苯车间发生爆炸事故， 这次爆炸事故及松花江重大水环境污染事件，造成了重大人员伤亡和经济损失，尤其是 由于爆炸事故引发的松花江重大水环境污染事件，给松花江沿岸特别是大中城市人民群 众生活和经济发展带来严重影响，在国内造成很大的社会影响。同时，水污染事件还引 起国际社会的关注，造成了不良的国际影响，也损害了中国石油的整体形象。2 0 0 4 年7 月，江苏省江都市宜陵镇磷肥厂6 0 吨毒硫酸突然发生泄漏，泄漏出来的毒酸挥发至空 气中，严重威胁着附近居民的安全。2 0 0 4 年3 月，四川一家大型化肥厂违规技改并试生 产，设备出现故障，氨氮含量超标几十倍的废水随滚滚江水倾泻而下，导致沱江流域严 重污染，沿岸百万群众生活饮用水被迫中断，直接经济损失超过l 亿元。因此，加强污 染事故风险管理，应急监测技术和应急对策决策的研究，是促进我国环境与经济协调发 展的重要工作。 我国应急管理机制起步较晚，2 0 0 2 年5 月广西壮族自治区南宁市应急连动系统正式 运行，成为我国最早的城市应急管理体系。2 0 0 1 年上海市启动上海市灾害事故紧急处 置总体预案编制工作，经过两年努力，编制完成总体预案，这是省级政府中最早 编制应对灾害事故的预案。2 0 0 3 年5 月我国突发公共卫生事件应急条例公布。2 0 0 3 年7 月国家提出加快突发公共事件应急机制建设的重大课题，国务院办公厅专门成立建 立突发公共事件应急预案工作小组 。2 0 0 3 年9 月北京防治传染性非典型肺炎应急预 案公布。2 0 0 4 年5 月，国务院办公厅将省( 区、市) 人民政府突发公共事件总体应急 预案框架指南印发各省，要求各省人民政府编制突发公共事件总体应急预案，在2 0 0 4 年9 月底前报国务院办公厅备案。2 0 0 5 年1 月，温家宝总理主持召开国务院常务会议， 原则通过国家突发公共事件总体应急预案和2 5 个专项预案、8 0 件部门预案，共计 1 0 6 件。2 0 0 5 年7 月2 2 “2 3 日国务院召开全国应急管理工作会议，标志着中国应急管理 纳入了经常化、制度化、法制化的工作轨道。2 0 0 6 年1 月8 日国务院发布国家突发公 共事件总体应急预案，总体预案是全国应急预案的总纲，明确了各类突发公共事件分 i 1 绪论 t 程硕j ：论文 级分类和预案框架体系，规定了国务院应对特别重大突发公共事件的组织体系、工作机 制等内容，是指导预防和处置各类突发公共事件的规范性文件。国家环保总局于2 0 0 6 年1 月2 4 同发布了国家突发环境事件应急预案，并陆续制定发布了危险化学品、 废弃化学品突发环境保护事件应急预案、城市光化学烟雾污染事件应急预案、生物 物种安全环境应急预案、中国船舶污染应急计划、核与辐射突发事件应急预案等 应急预案，充分显示出国家对应对和处理污染事故的高度重视，为各地处理污染事故提 供了法规依据和行动指南。 目前很多城市对污染事故的应急只是停留在预案层面，还没有建立起关于污染事故 的应急响应系统。一旦发生污染事故，政府决策者有可能对污染事故情况只是大概了解， 而无法确定污染物在不同时间内的扩散浓度、扩散范围、污染等级，无法确定一定范围 内的影响人群和敏感单位，更无法在最短时间内提供应急措施、报警信息和救援信息。 在这种情况下，决策者往往只有在污染事故发生时找寻相关专家来估计污染事故影响程 度，向专家征求应急措施和注意事项后，才能再调集各种人力物力去处理污染事故。因 为大多数的污染事故发生突然、来势凶猛，在瞬时或短时间内大量的排出污染物质，对 环境造成严重污染和破坏，并有可能会危及救援人员的安全，不能草率做出救援措施。 要采取安全有效快速的应急措施，必须防范于未然，建立起完善的突发性环境污染事故 应急响应系统，当污染事故发生时，可以通过关于污染事故相应的计算模型在计算机上 模拟出污染事故发生后污染物扩散范围，危害区域，危害的人群，可以对污染事故发生 发展情况有一个初步的了解和掌握，提出高效、准确的对策和处理方法，也可以在污染 事故发生前，找出危险源存在的范围，预测污染事故有害物泄漏、排放的频率和强度， 针对这些情况提前采取措施将风险程度降低并备好最好的对策，为制定和实施污染事故 应急预案提供技术支持。 1 2 国内外现状及发展趋势 为了应付突发性环境污染事故，各国相继制定了应对措施，1 9 8 9 年联合国环境规划 署提出了“地区级紧急事故的意识和准备”，即“a p e l l 计划9 9 01 9 9 3 年美国u s e p a 发 布了“化学品事故排放风险管理计划”。日本对其海洋建立了以内阁总理大臣在内的政 府组织的完备预防和应急反应体系。与这些组织机构同步发展的是防范突发性环境污染 事故的技术方法，基于计算机信息管理的应急决策支持系统也如雨后春笋般发展起来。 法国开发出一个称为“s e a n s 的软件包，可为突发性水污染事故提供应急决策。d e s i m o n e 等把人工智能和模式识别技术用于溢油事故过程的模拟、应急计划的评估，能够对大型 溢油事故应急处理设施的选择和人员的配备进行辅助决策。 在我国，国家环境保护部己经明确要求要建设既能对污染事故实施统一指挥协调、 现场监测和应急处理，又能对污染隐患进行监控和警告的应急响应系统。我国目前已有 2 工程硕，j ：论文城市环境突发事故心急系统的研究 很多关于此方面的研究，并取得了一定成果【b2 。 南京市在进行大量调查研究的基础上，开发完成了南京市环境污染事故应急监测 地理信息系统，以先进的g i s 技术、数据库技术、计算机网络技术为基础，以南京市 环境风险源信息和空间信息为核心，通过强大的信息处理功能，综合分析污染事故中风 险源要素l j j 。 江苏省突发性环境污染事故应急监测支持系统，以及环境标准，建立快速监测 方法、安全防护措施和处置技术，制定应急监测预案，汇编应急监测实际案例，为应急 监测的实施和污染事故处理提供技术支持【4 】。 目前，我国己建立了一些污染事故应急管理系统，己建立的这些系统大多是针对 污染事故应急管理的某一方面的问题，主要集中在应急监测方面，利用g i s 强大的空间 信息管理功能，建立各类有毒、有害、易燃、易爆物质的理化特性数据库，有关自然、 经济、社会、生态环境数据库和图形库及模型库1 5 6 】。 但由于污染事故涉及的因素极其复杂，而且污染事故一旦发生后环境系统内外部因 素处于难以控制的迅速变化之中，并且通常趋于恶化，所以污染事故的应急管理问题是 结构不良或非结构化的，很难用一定的模型进行很准确的模拟。现在已有的系统主要侧 重于应急监测，应该与强大的关于污染事故处理方法与对策以及污染事故案例数据库联 系，使其具备启发式推理机制进行辅助决策，在不需要进一步请专家分析情况采取对策 的情况下，也能使问题的考虑更加全面和细致，在极短的时问对污染事故做出初步的估 算并做出最佳应急决策【7 _ j 。 1 3 研究内容和目标 1 3 1 系统框架的建立 研究的首要步骤是建立起一个基于g i s 的环境突发事故应急系统框架，该系统承担 突发环境事件及相关信息收集、处理、分析、发布和应急反应工作。框架将包含可查询 和添加项目数据库( 其中包括基础信息数据、地理信息数据库、安全信息数据库) 框架的 建立。便于今后系统进一步完善时，根据各城市可能发生污染事故的危险源的调查，将 这些污染事故所需的多种信息、多种预测模型的算法添加到数据库中去【9 1 0 】。 应急指挥的核心应用系统可以分解为监控预警系统、应急现场处置系统、应急指挥 系统、决策支持系统、灾后评估系统等五个子系统。 3 t 程“- 1 论i 幽ii 环境突发事什应急系统框架 通过应急指挥信息平台，各子系统将协同t 作，为指挥首长、业务专家与工作人员 提供相应的服务其中：监控预警系统在监测站的环境监测数据库支持f ，主要完成对 水、大气、噪声等环境因素的监控，并实现对突发环境事件的预警；现场处嚣系统主要 完成炎发环境事件现场的处置和现场情况的反馈；应急指挥系统主要实现指挥领导指令 的下达和指挥效果的及时反馈；决策支持系统可在数据库仓库支持下进行数据分析、在 线分析与模型分析等，为决策提供不同维度与不同形式的支持：后评估系统完成对整个 完发环境事件全过程处理的后期评估以及突发目= 境事件结束后环境恢复方案的制定】。 l - 3 2 系统框架的实现思路 环境突发事故应急系统是个充分利用现代网络技术、计算机技术和多媒体技术， 以资源数据库、方法库和知识库为基础，以地理信息系统、数据分析系统、信息表示系 统为手段，实现对突发事件数据的收集、分析、对应急指挥的辅助决策、对应急资源的 组织、协调和管理控制等指挥功能【1 2 ”j 。 系统在面对突发事件时，能够为指挥首k 和参与指挥的业务人员和专家，提供各种 通讯和信息服务提供决策依拒和分析手段以及指挥命令实施部署和监督方法，能及时、 有效地调集各种资源，宴旌灾情控制，疏散群众，减轻突发事件对居民健康和生命安全 造成威胁，用最有效的控制手段和小的资源投入，将损失控制在最小范围内”4 ”】。 4 工程硕十论文 城市环境突发事故应急系统的研究 系统将采用大比例尺的电子地图，卫星影像图，对重点污染源采用三维建模。在数 据采集和信息处理方面，实现突发事件信息的采集、传输、存储、处理、分析预案确定 及启动全过程的信息化、自动化和网络化；在预警方面，建立分布式可逐级监测和处理 突发事件信息管理网络，实现对突发事件的评估与预警触发启动；在决策支持方面，形 成一套具有实时监测、科学预测、及时有效发布和动态反馈评估等功能的辅助决策系统， 实现对突发事件应急处理的决策支持；在资源调度方面，通过系统对应急资源的科学调 度，充分保证对特定突发事件应急处理所需资源的配置；在通信方面，利用无线视频接 收设备、定位系统、d l p 大屏演示系统等设施，为指挥首长、业务人员和专家提供大屏 幕显示和信息服务，随时为首长决策提供各种有效而生动的辅助决策信息。系统基于数 据仓库和数据挖掘技术，提供多类行业的数据分析和预警模型，实现监测与预警联动【l 6 1 7 1 o 污染事故的应急处置，不但要快速了解污染事故类型，而且要快速了解污染事故发 生地点、污染范围、可能的扩散面积等空间信息。这就需要引入地理信息系统( g i s ) 的空 间数据管理功能与空间分析功能。就是说，高效的污染事故处置系统离不开g i s 技术的 支持。城市环境突发事故应急系统的设计开发中，计划采用支持面向对象技术的高级语 言v b 和e s r i 的a i c v i e w ，以及它提供的m a p o b j e c t s 控件构成面向最终用户的可执行 应用程序【1 8 j 。 1 3 3 研究的创新点 本研究旨在将系统与污染事故处理方法与对策以及污染事故案例数据库联系，使其 具备启发式推理机制进行辅助决策，在不需要进一步请专家分析情况采取对策的情况 下，也能使问题的考虑更加全面和细致，在极短的时间自动分析数据和模拟，对污染事 故做出初步的估算并自动生成初步的应急预案。其主要创新点包括： 1 ) 提出了基于g i s 的城市环境突发事故应急系统的开发目标。该系统与现有污染事 故应急监测系统的最大区别在于能为管理决策提供技术支持，并具有辅助决策功能。 2 ) 构建了基于g i s 的城市环境突发事故应急系统。该系统集g i s 、数据库、数学模 型于一体，充分利用g i s 的强大空间信息功能、数据库的强大数据管理功能和数学模型 的强大预测计算功能，并将这些功能加以集成，形成一个较为完备的技术支持系统。 3 ) 实现了根据模拟预测结果，对污染事故影响程度和范围做出半定量的估算，并给 出图示预警，同时自动生成污染事故处理应急措施，为管理决策人员提供了非常直观、 清晰的管理决策依据。 2 环境宠发事敞他总系统的数据库竹析 _ q ! i 论i 2 环境突发事故应急系统的数据库分析 2 1 数据库建设内容 应急系统建设在环保各系统中属于上层系统建设内容，系统涉及污染源信息、环境 质量信息、应急系统基础信息等，因此，建立应急系统数据库时，要充分考虑应急系统 与相芙系统的荚联性和整合性。在建设过程中，还要充分考虑与环保局内原有系统数据 库兼容性，因此，该数据库设计要本着数据库各模块分则独立，合则一体的设计原则进 行设计1 1 9 1 。 坏嚏应孽戢库 基础信患躺牟基础地理值惠啦据库 安垒信患数播库 幽21 环境麻急数据库框架幽 本系统的数掘库是一个以应急指挥中心为核心，以各联动单位调度中心为节点的分 布式异构数据库。应急系统数据库由基础信息数据、地理信息数据库、安全信息数据库 组成。 2 2 基础信息数据库设计 1 ) 气象数据库：用于存储有关城市气象数据，可为事故后果计算及安全规划提供气 象信息。 2 1 道路数据库：用于存储有关城市的道路分1 1 i 及道路状况数据，可为事故应急救援及 安全规划提供道路信息。本数据库中的对象拥有地理信息，储存于地理信息数据库。 3 诡险物品数据库：用于存储备类危险物品性质数据，町为安全规划、事故模拟、事 故后果计算、危险源管理提供信息。 包括：危险品代码、危险品名称、危险品别名、危险品分子式、危险品分子量、爆 6 应急反应值息披*库 t点污豢癣缸赫 耳艟质鼓舞库应纛硬搴救鼍应喜鞋擅数e $防护和保卫目标 惫睑哥致e库安规劓*睦 直盘救援n辖e 应息救援量 一般防护w保卫目标 t点防护和保卫目标 赶瞌哥目目 童急设鲁材戤露牟 涪挥*提数据库安皇4离戢镕库危赌物晶敏*库 道路娃嚣库气量敲镕 t # l t 女蜓市斗境囊笈事敞f 急系统的州宄 炸上限、爆炸下限、爆炸条件、形状，颜色、味道、熔点、沸点、闪点、白燃温度、临 界温度、相对密度、临界压力、饱和蒸汽压、对应温度、环境影响( 健康危害、侵入途 径、慢性影响、毒性、急毒性、刺激性、危险特性) 、环境标准、应急处理处置( 泄漏 应急处理) 、防护措施( 呼吸系统防护、眼睛防护、身体防护、手防护) 、急救措施( 皮 肤接触、眼睛接触、吸入、食入、灭火方法) 4 1 安全距离数掘库：用于存储有关城市中场所或环境之间的安全距离数据，此类数据 柬源国家有关技术标准，可为安全规划中的建设选址提供参考信息。 5 1 法律法规数据库：用于存储有关城市安仝、城市规划和劳动安全健康方面的法律法 规，可为安全规划提供法律方面的信息。 6 1 标准应急设备器材数据库：用于存储标准应急设备、器材的技术参数、性能、用途 等数据可为安全规划提供应急救援方面的信息。 2 3 基础地理信息数据库设计 地理信息数据库用于组织和存储环境应急所涉及的对象的地理位置、地理分靠和尺 寸信息，此类对象又可以分为3 类：与基础信息数据库相关联的对象、与安全信息数掘 库相关联的对象、只有地理信息的对象。地理信息数掘库由多个图层( 一组用于存储地 理信息的数据表) 组成脚2 ”。 目22 基础1 ：5 0 0 0 电千地削 2 “境2 麓# 敞m 0 系统数分析 幽23q u i c k b ir d 影像地h ”基础地理信息图层：用于描述城市的基本面貌。 环境突发事件应急系统的基础地图数据应该根掘重点污染源区域、城区、郊县城区 等不同的层次环境保护工作的需要，采用不同比例尺的基础地图数据。对于重点污染源 ( 3 8 个) ，其附近区域比例尺不应该小于1 ：2 0 0 0 ( 方圆1 3 平方公里圆心半径20 公 里) 、中心城区比例尺不小于1 ：2 0 0 0 、市县城区小小r1 ：5 0 0 0 ，辖区不小于l ：5 0 0 0 0 ， 图层至少应包括商场、宾馆酒店、餐钦、党政机关、医疗卫生、教育、企业、公共场所、 交埔、居民小区、地物、加油站、旅游景点、公路、大小河流、村庄等。基础地图数据 应哦采用基础地吲和高分辨率遥感图像( 如q u i c k b i r d 数据) 相结合的方式，通过两种 数据源的优势互补生成地图要素最全、是新的基础数据。 2 ) 道路图层：用于存储城市的路段信息，类型为线罔层。 3 ) 危险源图层：用于描述城市危险源的位置、形状、组成等信息，图层类型为面 图层。 4 ) 图屡。 5 ) 图层。 重点防护和保卫目标图层：用于描述重点防护和保卫目标信息，图层类型为面 般防护和保卫目标图层：用r 描述一般防护和保卫目标信息，图层类型为点 6 ) 应急救援力量图层：用于描述城市应急救援力量的分布情况，图层类型为点图 8 工程硕1 ：论文城市环境突发事故j 避急系统的研究 层。 7 ) 应急救援力量辖区图层：用于描述城市应急救援力量的分布情况，图层类型为 面图层。 8 ) 安全规划分区图层：用于描述城市安全规划分区情况，图层类型为点图层。 9 ) 事故地点图层：用于描述城市中事故发生地点的信息，图层类型为点图层。 系统涉及信息量巨大，合理的分层管理是提高系统响应速度的关键。因此将数据分 为以下几类，即基础底图数据、道路数据、点位数据、部门特殊需求数据。每一类数据 根据详细程度再进行分级，一般为两到三级。根据地图显示的视野，系统自动选择显示 相应级别的数据。尽管在数据库罩的图层很多，但应保证系统在任何时候显示的地图图 层数量都控制在十层左右，才能有效地降低负载，保证系统的响应速度2 2 2 3 1 。 a 基础底图数据 基础底图数据实际上是基础地形图数据，包括行政区域、湖泊、河流、居民区、公 共建筑物等，它们主要是面类数据【2 4 】。 b 道路数据 严格来讲，道路数据和点位数据也属于基础底图数据。但为了体现这两类数据在系 统中的重要性，故需单独处理。道路数据包括路面数据和路网数据，特别是路网数据， 要进行特殊的处理。路面数据是以面的形式所表现的道路，这种方式的优点在于美观和 直观，但是不利于分析。对于系统来说更重要的是路网数据，即道路要进行分段处理， 形成路网。道路的属性包括道路等级、道路长度、宽度、线形、路面性质、道路编码、 路段隔离设施、车道划分、设计车速、容量等【2 量2 6 。 c 点位数据 点位数据在系统中占有很重要的位置，很多情况下点位数据是很重要的定位参考 点。点位数据分为两大类，一类是公共性点位数据，如：党政首脑机关；企事业单位； 公共电汽车站点；客货交通类，包括长途汽车站、火车站、航空港、货运站等，大型公 共建筑，包括体育场馆、医院、急救站；标志性建筑，包括火车站、机场、天塔、大型 商场、大型国家机关等。另一类是特殊点位数据，这些数据可能不显示，但是对系统是 重要的定位参考数据。如：门牌号码地址分布点位、电话号码分布点位。这些数据的收 集工作量也非常的大，但对于系统来说是必不可少的，故也需要仔细规划。 2 4 安全信息数据库设计 系统建设的安全信息数据库主要包括：危险源数据库、风险隐患数据库、应急资源 数据库( 物资储备、设备及应急队伍) 、应急避难场所库( 分布、疏散路线、疏散 工具和容纳能力等) 、应急决策咨询专家库、应急预案库、突发公共事件案例库、辅助 决策知识库等应急基础数据库。 9 2 环境突发事故心急系统的设计与开发 t 程硕+ ：论文 安全信息数据库由以下子数据库组成。 1 ) 危险源数据库：用于储存危险源信息。 包括：危险源所属单位数据库、生产场所数据库、单元数据库、单元危险物质数据 库、罐区数据库、贮罐数据库、库区数据库、库房数据库、库房内危险物质数据库、危 险房屋数据库、压力容器数据库、压力管道数据库、锅炉数据库、射线或放射性数据库。 2 ) 防护和保卫目标数据库：用于存储城市重要机构及场所的信息。 包括：一般防护目标数据库、重点防护目标数据库。 3 ) 应急救援数据库：用于存储城市应急救援力量和应急救援设备设施的信息。 包括：医院数据库、应急机构数据库、应急专家数据库、应急监测力量数据库、应 急设备器材物资数据库。 4 ) 应急预案数据库：用于存储城市应急预案数据。 5 ) 事故记录数据库：用于存储城市所发生的各类事故数据。 6 ) 环境质量数据库：用于存储自动监测以及常规监测数据。 7 ) 重点污染源数据库：存储重点污染源的基本信息，治理设施的运行状况等。 8 ) 应急反应信息数据库 应急反应信息数据库( 如预案、法律法规、专家、救援队伍、物资装备、危险源、 避难场所、典型案例数据库等) 为基础安全信息数据库用于组织和存储自身存在危险性 或有安全需要的对象的属性信息，此类对象是城市公共安全规划、城市安全管理和决策 等过程所关心的主要对象，此类对象如果有地理信息属性，则存储于地理信息数据库中。 1 0 t 程顶l 论立 城市环境突发喜艟j t 急系鲢艄研究 3 环境突发事故应急系统的设计与开发 3 1 环境突发事故应急系统的总体功能结构 系统包括处置环境突发事件应急中所需的监控预謦子系统、现场处胃予系统、应急 指挥予系统、决策支持子系统，灾后评估予系统、g i s 系统、数抓中心及基础数据库、 数据变换平台、通讯网络平台等诸多系统。这些系统分别负责处理环境突发事件应急业 务流程的不同业务环节，或者为业务系统提供服务和支持。环境突发事件应急系统的内 部结构如下图所示： 图3i 异子系统内部结构图 在整个环境突发事件应急项目中，各个子系统的作用如f ： 应急指挥信息平台是整个应急系统的基本框架，负责完成日常业务、系统管理以及 各个予系统的整合功能：具体的功能包括接警管理、预警管理、会商管理、信息展示等： 监控预警子系统负责完成突发环境事件信息的采集和预警，是应急处理流程的第一 步： 应急决策支持子系统负责对突发环境事件的相关信息进行深入分析帮助指挥领 导、环保局工作人员进行念势评估，并结合历史环境事件处理的实际情况给出突发环境 事件处理的参考意见，本子系统为预警、指挥调度和后评估提供决策参考和信息支持： 应急指挥与调度子系统负责突发环境事件处理过程中的指挥调度工作，本系统是应 急系统的核心； 事件后评估子系统负责在突发环境事件终止后对突发环境事件处理过程进行综合 评估并根据环境污染情况确定环境恢复方睾； g i s 系统提供地图的显示、制图和分析等功能，为应急决策和指挥调度提供支持： 应急数据中心及基础数据库负责存储涉及突发事故应急项目的所有环境信息、资源 3 环境突发事故应急系统的设计与开发 工程硕i ：论文 信息、统计信息、地理信息等等； 数据交换平台提供一个标准化的平台，建立安全、高效的信息传递和管理体系，为 环保局提供信息交换的主干道，实现各种应用系统、异构数据库、不同网络系统之间的 信息交换； 应急通讯网络平台、软硬件设施建设为整个系统的顺利运行提供可靠的运行环境。 3 2 监控与预警子系统的建设 3 2 1 系统概述 监控与预警系统建设将实现对重点污染源和环境质量的实时监控，并通过这些监控 手段，有效地避免一些潜在的突发环境事件的发生，尽可能地为突发环境事件赢得响应 和处理时间。 监控与预警能力的建设目标包括：通过建设环境质量、危险化学源、重点污染源自 动监控系统实现对化工重点危险源进行监督管理，以增强应对化学突发环境事件预警能 力；通过建设1 2 3 6 9 接警中心系统建设，在更大的范围内形成对化学突发环境事件的监 督管理、预警能力和突发环境事件的接警能力。 监控与预警能力建设主要包括以下内容：“1 2 3 6 9 环境接警中心系统；重点污染源 自动监控、环境质量监测。 在系统设计时考虑对现有设备和资源的充分利用，采用a d a p t e rs e r v i c e 集成总线技 术，整合现有的环境质量监控系统、重点污染源监控，构建统一的应急监控系统。 3 2 2 功能建设 3 2 2 1 监控模块 该模块完成对重点污染源的水质监控、数据分析、生成统计图表、生成报告书等功 能。 站点信息：能够浏览污染源的基本信息包括编号、名称、所示关系、企业性质、地 址、设备信息、安装时间、图片、实时视频等。 瞬时