内河综合海事应急管理信息系统体系架构设计

1、内河综合海事应急管理信息系统体系架构设计宫福忠,文元桥武汉理工大学航运学院,武汉(430063E-mail: gongfuzhong摘要:本文比较了现有应急管理软件体系架构的利弊,根据某一内河水域水上突发事件应急流程对软件数据流进行了分析,并在此基础上提出了一种多层次框架体系结构。系统从下向上依次是基础设施层、数据层、应用支撑层和应用层。根据功能不同系统又可分为应急指挥模块、应急行动模块、资源管理模块、电子江图模块、报表管理模块、网络管理模块和系统管理及维护模块七大模块。关键词:海事应急管理信息系统,应急流程,数据流,软件体系结构中图分类号:TP311.521 引言现阶段软件体系架构主要分为正

2、交软件体系架构、二层C/S体系架构、多层C/S体系架构、B/S体系架构和C/S与B/S混合的体系结构五种模式。现有应急管理软件系统中少数采用正交软件体系架构,如高速公路应急管理系统1。较多采用多层C/S体系架构,如基于GIS的突发性水污染事故应急管理系统2和高速公路应急救援指挥软件系统3等。对于大型的应急管理系统则不拘泥于某一架构模式,而是采用混合模式吸收各种模式的优点,如贵阳城市综合应急系统既具有C/S与B/S混合的模式,在局域网内又采用了多层此框架结构。正交软件体系结构具有结构清晰、易于理解、易修改、可维护性强和可移植性强、重用粒度大等优点。但由于不同线索中的构件之间没有相互调用,难以满足

3、水上应急管理的复杂需求。三层的C/S结构一般将应用功能分成表示层、功能层和数据层三个部分。该种结构具有系统逻辑结构清晰,可维护性和可扩展性强,各层可以并行选择最合适的开发语言开发,提高了数据管理的安全性。但若各层间的通信效率不高,即使分配给各层的硬件能力很强,其作为整体来说也达不到所要求的性能。典型的C/S与B/S混合软件体系结构就是企业内部(局域网内使用C/S结构,外部(Internet用户使用B/S结构。该种结构外部用户不直接访问数据库服务器,能保证企业数据库的相对安全。企业内部用户的交互性较强,数据查询和修改的响应速度较快;缺点是企业外部用户修改和维护数据时,速度较慢,较繁琐,数据的动态

4、交互性不强4。内河综合海事应急管理信息系统涉及领域广,技术层次深,系统的构架也是比较复杂。该系统应实现对水上突发事件数据的收集、分析、对海事应急指挥的辅助决策、对应急资源的组织、协调和管理控制等功能。为在系统数据安全的情况下实现上述功能,系统采用一种多层次的框架结构,整个系统从下向上依次是基础设施层、数据层、应用支撑层和应用层。该体系结构既满足了用户需求,又保证了数据的安全性,而且系统的响应速度快,交互性强,维护数据十分方便。2 软件体系架构设计2.1 应急流程在软件需求分析阶段确定,该软件的使用人员为内河某一水域海事局、处应急管理人员,包括工作第一线的海事处值班人员、海事局处应急相关人员以及

5、海事局处领导的远程指挥;该软件所应对的水上突发事件包括海事局辖区内应急预案所列出的所有等级事故险情。海事局处报警信息来源于船舶设施及有关单位的报告、目击者或知情者的报告、海事处的报告、广东海事局总值班室或广东省海上搜救中心值班室的转报、“12395”报警电话、“110报警台”转报和本辖区周边海事局或海事处的转报。针对不同等级的水上突发事件系统对所应采取的应急措施做了明确提示,接受报警后首先根据事故险情和周边情况对事故定级,事故根据险情不同被分为四级,然后启动相应应急预案。事故处置过程中还应将处置结果及时上报,力量不足时通过系统向上级部门请求支援,直至应急结束。整个应急流程如图1所示: 图1 内

6、河某水域水上突发事件应急流程Fig1 the emergency process of the accident on inland waters2.2 软件的数据流分析为有效收集处理12395报警电话、目击者、海事局处和船舶等部门传来的报警信息,系统设置了应急行动模块,该模块主要实现接警,自动判断险情等级和提供相应的应急行动指南功能,用户还可通过该模块编辑海事局/处对突发事件采取的措施并向上级报告;为了有效采取应急行动,及时了解应急人员及相关救援部门信息,系统设置了应急指挥模块,该模块通过突发事件应急流程图向用户提供了在不同险情级别状况下的应急流程,并可查看、搜索和编辑系统职员信息;内河海事

7、应急管理所设计的资源众多,系统将这些资源分为通航资源如桥梁、渡口、码头和助航设施等和应急资源如拖轮、巡逻艇和清污船舶等,为有效管理这些资源,系统设置了资源管理模块,该模块实现查看、搜索、编辑所有的通航和应急资源,并将所编辑或查询资源实时显示在电子江图上;为了实现辖区内通航资源和应急资源的在系统界面上实时显示,系统设置了电子江图模块,该模块可直接获取某点位置、地图放缩、移动和查看物标详细信息,并可对地图图元进行添加、修改和删除;为方便系统对报警信息、行动记录和救援结果等信息的输出,系统设置了报表管理模块,该模块主要实现对12395电话报警专用记录表、海事局/处突发事件险情报告表、海事局/处突发事

8、件险情续报表的查看、编辑和打印;此外,为了保持系统通讯畅通、江图更新和系统维护,软件还设置了网络管理模块和系统管理及维护模块。为保证系统信息的安全性,系统用户根据级别不同分为海事局用户、海事处用户,按访问权限又分为一般用户、高级用户和系统管理员。登录系统前每一用户均需经过系统的合法性验证,经验证的合法用户方可登录系统。整个内河海事应急管理信息系统的数据流分析如图2所示: 图2 内河综合海事应急管理信息系统数据流分析Fig2 the data stream of the maritime emergency management information system on inland wate

9、rs2.3软件体系架构根据海事系统水上突发事件应急的总体框架,系统采用一种多层次的框架结构5。如下图(图3所示,整个系统从下向上依次是基础设施层、数据层、应用支撑层和应用层,各层的主要组成和功能介绍如下:(1基础设施层基础设施层是整个系统的底层,也是整个信息系统的基础设施。主要包括网络及通讯设施、主机服务器及存储系统、视频会商系统、大屏幕数据演示系统,以及操作系统、数据库管理系统等,这些都是系统最基本的运行环境。(2数据层数据是整个系统运作的核心。在突发事件应急指挥与行动过程中,各种基础数据经过采集、处理、标准化、传输、存储,形成系统资源库,为系统提供一个保障科学、高效、准确决策与指挥的共享数

10、据环境,也为事故调查处理和事故统计分析提供数据支持。主要包括以下数据库:突发事件库、应急资源库、应急人员库、应急预案库、业务数据库、知识库、电子江图库和GIS信息库。(3应用支撑层应用支撑层通过提供应用整合服务与数据整合服务,在最大程度上解决信息共享中的“信息孤岛”问题,实现最大限度地利用历史的和现有的数据资源,并为系统高效、可靠的运行提供保障。应用支撑层主要包括:用户管理、内容管理、权限管理、决策支持系统、数据管理中间件、消息中间件、GIS系统、电子江图系统以及通用数据接口等子系统和模块。(4应用层本系统将根据水上突发事件应急的特点,综合各种数据信息及处理软件,提供了包括应急决策、应急指挥、

11、应急处置、数据处理与分析、信息采集与管理、资源管理、基于电子江图的综合可视化、部门联动与监督、系统维护与管理等应用子系统和模块。此外,应用层还留有多个用户接口,可根据用户需要,快速的扩展系统功能。突发事件库 业务数据库应急预案库 应急资源库知识库 应用层应急指挥 应急决策应急处置 信息采集与管理 数据处理与分析 资源管理 系统维护与管理 部门联动与监督 综合可视化支撑层GIS 系统 消息中间件 决策支持系统 电子江图系统 数据管理中间件通用数据接口 内容管理 权限管理 用户管理 电子江图库 GIS 信息库 应急人员库数据层视频会商系统操作系统、应用服务器、数据库管理系统 网络及通信基础设施层

12、基础设施主机服务器及存储系统大屏幕演示系统图3 内河综合海事应急管理信息系统总体架构Fig3 the architecture of the maritime emergency management information system on inland waters3 结论本文比较分析了现有应急管理软件的体系架构,根据某一内河水域水上突发事件应急流程进行了软件的数据流分析,并在此基础上提出了一种多层次框架体系结构。上述体系结构下建立的内河综合海事应急信息管理系统在面对水上突发事件时,能够为应急指挥提供科学、快速、准确地决策信息、决策依据和分析手段,也能为参与应急指挥、行动的相关人员提供各

13、种通讯和信息服务,还能及时、有效地调集各种资源,实施险情控制和水上救助工作,减轻突发事件对船舶和水上人命安全以及水域环境造成的威胁,做到用最有效的控制手段和最小的资源投入,将损失控制在最小范围内。参考文献1 刘清,陶存新,张存保.高速公路应急管理系统总体设计J .华中科技大学学报(城市科学版,2007,24(3:22-242 刘恋.基于GIS 的突发性水污染事故应急管理系统研究D .长春:吉林大学环境与资源学院, 20063 陈睿,韩春梅,朱健等.高速公路应急救援指挥软件系统的设计J .交通与计算机,2001,19(5:26-294 彭亚松.城市综合应急指挥系统应用研究D .贵阳:贵州大学经济

14、与管理学院,20065 唐珺珺.城市应急管理系统框架模型研究D .上海:同济大学计算机学院,2007 The design of the architecture of the maritime emergency management information system on Inland waters Gong Fuzhong, Wen Yuanqiao Navigation college, Wuhan University of Technology, Wuhan (430063 Abstract The paper compared the advantages and disad

15、vantages of the existing emergency management software architecture.The softwares data stream was analyzed according to the management process, on the base of that, a multiple layered architecture was put forward. From the bottom to top of the software is the basic infrastructure layer、the data layer、the support layer and the application layer. According to their functions, the software can also be divided into seven modules, as follows: the emergency direct、the emergency act、the resource management、the electronic river map、the table management、the