应急辅助决策系统

1、1. 概述现代社会中难免会出现各种各样的突发事件 ,如各种自然灾害、人为事故等 ,这些事件通常会带来重的人员和财产损 失。制定合理、 有效的应急预案可以在突发事件发生时快速地做出处理决策 ,减少事件带来的危害。突发公共事件的处理 时效性要求非常高 ,处理过程涉及大量的数据 ,这些数据既有属性数据又有空间数据。 GIS 可以支持大数据量以及影像数据 处理速度快 ,可靠性、稳定性高 ,支持复杂的图形符号等 ,因此,在应急事件的处置中 ,离不开 GIS 技术的有效支持。空间地理信息是GIS的“血液”，是GIS系统发挥作用的基本保障，空间信息共享服务平台是基于3S技术，深度开发和利用空间信息，建设的服

2、务于城市规划、建设、管理，服务于政府、 企业、公众，服务于人口、资源环境、经济 社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统， 其实质是为信息资源基于统一的地理坐标进行整合、 实现共享提供准确、 实时的空间数据基础设施。在空间信息基础设施的基础上开发和整合应用各种信息资源，发挥信息集成的综合效益，为 城市管理、城市运行和应急指挥等政府职能提供基础保障。城市应急辅助决策系统主要是借助于空间信息共享服务平台、GIS、数据挖掘等技术，结合应急预案、应急处置知识库、案例库、以及事件信息、边环境信息，自动生成应急工作案，并通过人机交互的式进行案的调整，通过系统生成 科学合理的工作案，并检验预案的合理性和有效

3、性，以保证在突发事件发生时能够迅速、有效地采取应对措施，并为预 案的完善提供支持。2. 研究现状2.1 空间信息共享服务空间信息是指与地球上空间位置有直接关系或间接关系的对象或现象的信息，也称为地理信息，它所表达的是真实 世界的特性。空间信息具有分布性、异构性、复杂性等特点。空间信息共享技术和GIS技术与应用的发展息息相关，GIS技术的发展能明显改善空间信息共享技术的法与模式， GIS 应用的推广和深入则相当程度上决定了空间信息共享技术的需求和规模。 从早期的数据转换到目前的基于空间 WEB 服务互操作，空间信息共享技术经历了数据转换、开放文件格式、标准交换格式、应用程序接口、空间数据库和空间

4、 WEB服务集成几个阶段，随着时间的推移、技术的演化和发展，基于这些空间互操作技术的空间信心共享能力和性能逐 渐提高，从发展趋势来看，基于 WEB 服务的空间共享技术是目前解决空间信息共享的核心。2.2 应急辅助决策突发事件应急的核心流程包括预防与应急准备、监测与预警、应急处置与救援、事后恢复与重建四个阶段。突发事 件应急处置决策是整个应急管理过程中关键的部分，因为应急决策的质量往往直接关系到应对行动的效果和突发事件所 形成的最终损失或影响程度。目前突发事件应急决策的研究主要集中在以下几个面：（1）在应急决策模型研究面，一些学者借鉴其他领域的模型对突发事件决策进行了研究：如爱尔兰学者JohnC

5、osgrave 在描述了突发事件决策问题的特性的基础上， 运用 Vroom 和 Yetton 的领导规模型构建了突发事件决策的理 论模型，建议决策者依据决策问题的特性，采用不同的授权程度对事件进行决策。 Kelian 将军事战斗的经验决策模型引 入突发事件决策之中，允下属在充分理解任务和目标的情况下，根据先前经验对当前环境进行评估，依据经验找出类似 应对做法，对决策行动案进行修订。（2）在应急决策法研究面，一些学者在对突发事件进行研究时，利用应用数学和风险管理领域的效用分析、敏感 性分析、概率分析等法，对突发事件的应急决策进行了分析：如Noel Pauwels 等人运用效用分析和敏感性分析法对

6、核泄漏事件发生后的撤退决策进行了分析。 Hiroyuki Tamura 等人运用决策树分析法对灾害风险进行了分析。此外，一些 学者运用运筹学的法，对突发事件发生后的人员的疏散和撤退进行了分析。从这些分析法来看，它们主要基于经典决策 理论的基础上，借用应用数学或风险管理理论的法，从成本和风险的角度对已有的决策进行定性分析，解决某一具体突 发事件爆发后的应急决策问题。（3 ）在应急决策模式研究面，主要有基于统计分析的理性决策模式，注重实际环境约束的满意决策模式，借助群体协商的渐进决策模式。现在常用的是提出的RPD决策模式（Recognition-primed Decision Model） ，他从

7、自然灾害现场决策特点着手对应急决策进行研究，指出决策人在动态环境中常根据其先前的经验，对当前的环境做出 评估，依据经验找到类似的经验做法，并根据决策环境中的相似性等条件做出决策。这种决策模式关注的是案的可行性， 决策的及时性和实施效果，是一种以认知为主的决策模式，有较强的环境适应性。近年来，针对某些具体领域的实际应用研究计算机应急决策系统的设计与实现成为了突发事件应急决策系统研究的主流。突发危机应急决策系统开发情况综述如下:决雄£ M病绘t塞蓦缆,拧制幕扯,仿罠系垃、i-i倚泵疑 '论讯讎$彊速响炖*祖鸵控訓浮理.捋评询畛*略训*權拟何遵事ft,站于MEM.嶋于劲识WFfiD

8、LW.模WI理论*両向对龜、萍昨网州“概毕 分乐 城险泮价，刖论*址正楼则、计笄机肪4雪托发工H输F萱理和许理一盘机山）.胡曆蛊统（散心询彷龍统”世吗匚崽累疑015/全坤 佔宙测嗒杀维於观必驾3. 应急空间信息共享服务平台3.1平台构成应急空间信息共享服务平台的建设具体包括以下容：1） 建立统一的空间信息资源管理平台，实现对遥感影像数据、矢量电子地图数据、DEM数据、图片数据、三维环视图片（全景图片）数据以及其他空间位置相关的基础空间数据的入库、更新和维护管理。2） 实现统一的可视化综合空间信息资源展示。将遥感影像数据、矢量电子数据、DEM数据、地址数据、全景图片 数据以及其他与空间位置相关的

9、多媒体数据进行有效的集成和充分展示，实现空间信息资源数据基本应用展示。3）建立统一的空间信息资源共享接口，主要是提供各种信息服务的接口，供各个委办局的业务应用系统进行接口集成，进行地理信息的共享应用。w理TfWJ/用户以RSHKf jJOJniKJKp脛剳】：Lr-h、1Jflt k护忆殳仝上駅打彷匚燃 奁也r lEiTrt鼻>«A、V.n3.2应急空间信息资源管理(1) 应急空间信息分类从突发公共事件的定义与分类中，我们可以归纳出城市应急信息资源的主要研究对象有：城市危险源；城市自然灾 害；城市重要机构及场所；城市公共基础设施；城市应急救援力量；城市应急救援设备设施。根据应急

10、管理的业务需要，对以上信息进行梳理，总结出如下应急空间信息资源组织管理逻辑分类：a) 空间基础信息数据空间基础数据主要包括城市遥感影像地图、数字高程模型、地址数据、以及数字线划地图。b) 应急专题空间数据应急专题空间数据分为监控目标数据和救援力量数据两大类。(2) 基于Geodatabase的应急空间信息组织管理ESRI的Geodatabase地理数据库模型是按照“地理数据库一数据集一类”来组织GIS空间数据的，下图是地理数据库体系的数据组织模型图：属性域fiW® 则寤TEN 咖fc结点*面、边葩苻地址.也y雀極 曲砂码.地名绑应急空间信息组织管理案如下表所示:小类卢存错方式存基础

11、空间 数据P蘆感影像地Ek谨感影像地医PEtas. terSet*-数据服务空间地理信息数据服务包括以下几种模式：a) 静态的数据拷贝共享模式静态数据拷贝共享模式主要包括两种法：一种为将空间数据进行打印输出，另一种模式为指定围的空间数据转换为shp、dxf文件进行输出与共享。b) 动态的地图浏览共享模式动态的地图浏览共享模式一般基于 WMS协议的地图数据发布、基于WFS协议的矢量数据发布、以及基于图片服务的式进行发布。c) 在线的地理数据库复制共享模式基于从ArcGIS 9.2开始提供Geodatabase Replication数据服务式，实现在两个或者多个 Geodatabase 之间实现

12、数据的复制与同步。 应用服务 本案中空间信息应用服务接口基于 OGC标准提供服务接口。 OGC服务接口中最重要的一个标准就是 WMS、WFS接口服务规,通过定义WMS、WFS规，可以让用户通过浏览 器用统一的法访问满足规要求的地图服务，而不必再考虑底层GIS的差异性。通过这些接口的组合应用，我们就可以整合远程异质数据源的地理信息，并生成一幅综合的地图，从而实现真正意义上的GIS应用互操作，最终解决空间信息的BAEE_RS遥感影像图片屮地图切片杆图片文件存f数子同程槟型卩BEI懺冏越TEM册稻数返集左EaitsrSst另 ASEJJEM"DEM国片2地国切片桢国片文件门P地址数据&qu

13、ot;F0I地址数揭心Featured ass*lASEPOI-数宇线划地圄行政区坦PFeatured 裁 汗巧 ASE-DL”F eaturaclftEE*-1道歸交邇*点、面、耀口Fen turecl as s+-河毓水系卓点、面、織心F 證 2x1 is a*数据和服务共享。探化植彼*毎钱zF eatureclasst1地極圈圍片卩地圈切片点圈片文件PF应苕 专题 空间 數据口监控目賤屬门凤险翡"肪护目 奋，监侧站点等柑点"面*議口F eaturecl 45 s1EFLSM救援力星数捋R粗织机洙弘伍、 避遥场断等心点、面初F ealwecl 4S5*-13.3空间信息

14、数据和共享服务(3) 技术路线ArcGIS Server是一个用于构建集中管理、支持多用户的 企业级GIS应用的平台，这些应用程序可以通过网络提供地理信息的服务。ArcGIS Server是一套后台基于ArcObjects 搭建的强大的B/S开发工具。本案的空间数据和共享服务通过 ArcGIS Server开发实现。通过集成开发实现数据的在线浏览、在线的Geodatabase replication，以及基于OGC标准的应用共享服务。同时为了提高数据发布的效率和速度，利用TileCache2.0技术，建立服务器端的图片缓存。4. 城市应急辅助决策系统4.1系统结构城市应急辅助决策系统的系统结构

15、如下图所示：Heplm匚uLiir*9创舱叩估a岷养罕台慣5汴卜呂*!>.)芒卿护肉卽0彗世理地虫pi1 - I空側酋廓谢具字摟11理费护4.2主要系统功能(1)空间信息资源共享接口基于GML语言、或空间数据库复制服务提供空间数据服务，或通过 OGC应用服务接口提供应用服务，为集成推理模块提供空间数据支持。(2)事件管理模块实现对有关突发事件的基本信息、进展信息、处置信息、边环境信息的采集汇总，同时系统对报送信息中的事发时间、事发地点、报送单位等重要要素进行检查。事件管理模块中采集的各种现场信息，是应急辅助决策系统的重要数据源。(3) 模型库管理维护该系统由模型库数据以及模型库管理系统构

16、成，模型库用来存放模型，模型库管理系统主要有两面的功能，一是类似数据库管理系统的静态管理功能，二是模型的动态管理。(4) 案例库管理维护案例库管理维护模块将历史的典型案例按照案例结构化的式进行存储管理，便案例的检索推理，案例的结构化表示结构如下: 案例：案洌編码、案例笛称、属性列表、解决方霧、结果评价、察例有戏性 累例名称：案例发生区载、臬例大粪（四大类h集例小类护属性列表时風 地吊 帳因、董型、裏件等甌 彫响附围、人员怖口 气彖情况、耳他情 况解决方案，目标、决策信息、筑源支持惜况（蚩源粪型、调度范围半径人应急措施、任务 分配、注意事项卩结果评价匕文字描述、敷果等级分5-1。分）Q案例库管理

17、维护包括案例的增加、结构化表达、删除、修改、检索等功能。（5）知识库管理维护知识库管理维护模块将应急事件处置知识按照规则结构化表达的式进行存储管理，便知识的检索，知识的结构化表 示结构如下：知识库知识编码、知识名称、前宜条件、解决方案、知识评价以知识名称；知识大类=知识4漢、关縫词期前置条件；时补地点、状烝粥L影响范虱人员伤亡、气魏唐孙其他情法 解決方蒜 目标、处直措施、处直敢果、衣生危害、注意事项Q知识评价：文字描述、做果等级分（410分）4知识库管理维护包括知识的增加、结构化表达、删除、修改、检索等功能。（6）预案库管理维护提供应急管理机构应急预案的数字化管理，按照需要便地查看预案启动条件、应急组织结构、应急响应流程、信息报告流程、应急保障资源等信息。预案库管理维护包括预案的增加、结构化表达、删除、修改、检索等功能。（7）集成推理模块集成推理模块综合各面的信息，尤其是案例库中的资源支持情况（资源类型、调度围半径、资源数量等），通过空间叠加分析、最短路径分析、最大覆盖围分析，得出合理的资源调度