基于3S技術(shù)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計

基于3S技術(shù)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計一、系統(tǒng)建設(shè)必要性隨著經(jīng)濟生活水平和科技的逐步提高，我國城市建設(shè)逐步向智慧化發(fā)展。發(fā)展智慧城市已經(jīng)成為當(dāng)今城市發(fā)展的趨勢和主題。目前，智慧城市發(fā)展已經(jīng)涉及生活的各個方面，包括建筑、政務(wù)、醫(yī)療、交通及物流等。智慧城市建設(shè)是城市化和信息化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是城市發(fā)展的必然趨勢，是實現(xiàn)安全、和諧、宜居城市和增進民生福祉的重要舉措。李克強總理多次強調(diào)，要加強應(yīng)急管理，提高公共安全和防災(zāi)、救災(zāi)、減災(zāi)能力。智慧應(yīng)急作為智慧城市構(gòu)架下不可分割的重要組成部分，是智慧城市的重要體現(xiàn)。智慧應(yīng)急的核心是作為城市主體的人，其他一切要素均可歸納為人的承載物。智慧應(yīng)急是為了維護廣大人民群眾的利益，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全，因而智慧應(yīng)急的目標(biāo)可歸結(jié)為保障人的正常秩序和狀態(tài)。若無法保障城市的有效運行和城市居民的正常生活以及缺乏突發(fā)事件后的高效應(yīng)對，城市的智慧就無從談起。因此，對重大、突發(fā)安全公共事件的應(yīng)對處置能力是衡量城市現(xiàn)代化和智慧程度的重要標(biāo)志。二、系統(tǒng)建設(shè)原則城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)原則主要有以下幾方面。首先，統(tǒng)籌規(guī)劃、加強科學(xué)指導(dǎo)。城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)是一項巨大的綜合性很強的系統(tǒng)工程，涉及到多個管理部門，必須在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下進行統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，使各單位遵照統(tǒng)一的規(guī)范建設(shè)，同時避免重復(fù)建設(shè)和開發(fā)。其次，信息共享，實現(xiàn)互聯(lián)互通。對各部門現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源加以整合，統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)，避免內(nèi)部資源分隔、各自為政。第三，求真務(wù)實，提升服務(wù)水平。堅持以人為本，以支撐解決行業(yè)發(fā)展中的重大經(jīng)濟社會問題為宗旨，加快推進地下應(yīng)急信息服務(wù)規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，使信息真正服務(wù)于民。第四，全面覆蓋，深化應(yīng)用領(lǐng)域。以信息化覆蓋智慧應(yīng)急建設(shè)的全局，實現(xiàn)信息技術(shù)在城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)運行監(jiān)測、管理、應(yīng)急與服務(wù)領(lǐng)域的深度滲透與融合，加速推進深化應(yīng)用。此外，建設(shè)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)需要具備以下幾個特性。第一，實用性。系統(tǒng)要以滿足應(yīng)急及相關(guān)設(shè)施管理需求為原則，注重系統(tǒng)的實用性和操作的便捷性。第二，可擴展性。系統(tǒng)的軟、硬件應(yīng)具有擴充升級的余地，保護以往的投資，使系統(tǒng)中的信息資源具有長期維護使用能力，使系統(tǒng)的升級和維護更加方便。第三，完備性。主要指系統(tǒng)功能的齊全，完備。一般來說，應(yīng)該具有數(shù)據(jù)采集、處理、查詢、編輯、統(tǒng)計、顯示、繪圖、轉(zhuǎn)換、分析、輸出等功能。第四，安全性。數(shù)據(jù)管理極為重要，為保證數(shù)據(jù)的安全性，其查詢、修改等操作必須經(jīng)過相應(yīng)的授權(quán)才能進行。系統(tǒng)應(yīng)具備切實可行的安全保護和安全措施。對計算機犯罪和病毒有很強的預(yù)防能力。保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，以防止數(shù)據(jù)丟失和損壞,確保數(shù)據(jù)安全。除了硬件、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫級別提供可靠的安全措施，上層應(yīng)用系統(tǒng)的安全設(shè)計也必須進一步加強，以確保用戶在數(shù)據(jù)存儲、傳輸絕對安全的過程中查詢，等等。第五，先進性。系統(tǒng)應(yīng)采用先進的GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等計算機技術(shù)，以確保系統(tǒng)運行的高效率。系統(tǒng)的設(shè)計采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，組件優(yōu)化技術(shù)，以方便今后系統(tǒng)的升級和維護。第六，規(guī)范性。系統(tǒng)應(yīng)以軟件工程的規(guī)范來建立，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，同時，系統(tǒng)的各項功能應(yīng)該符合應(yīng)急管理的要求，信息編碼、數(shù)據(jù)應(yīng)滿足行業(yè)或地方規(guī)范。第七，兼容性。選擇標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式并設(shè)計合適的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件，實現(xiàn)與不同的GIS、CAD、各類數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)共享。第八，開放性。系統(tǒng)包含各種各樣的數(shù)據(jù)類型，需要提供一個開放的接口。具有異構(gòu)、多平臺的兼容性，系統(tǒng)的處理能力、數(shù)據(jù)存儲容量，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)接口等，具有良好的互操作性和可伸縮性，以確保設(shè)備未來的擴張和升級。隨著技術(shù)的發(fā)展和信息的增加，確保系統(tǒng)能夠平滑升級。第九，可靠性。設(shè)計可靠性方面，設(shè)計要遵循合理高效的原則，在規(guī)定時間內(nèi)保質(zhì)保量的完成設(shè)計，這一原則要貫穿始終。運行可靠性方面，確保系統(tǒng)7×24小時全天候運行是運行可靠性的要求。先進的運行維護系統(tǒng)設(shè)計和技術(shù)是實現(xiàn)穩(wěn)定性和安全性的重要手段。第十，標(biāo)準(zhǔn)性。唯一的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議可以使交換數(shù)據(jù)和信息資源更加方便、準(zhǔn)確，這樣來保證系統(tǒng)的開放性。系統(tǒng)平臺、系統(tǒng)接口、空間數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)選擇必須采取相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)。沒有在國際和國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)應(yīng)用程序的需求需要開發(fā)他們自己的標(biāo)準(zhǔn),確保系統(tǒng)在未來的可擴展性。系統(tǒng)平臺開發(fā)中數(shù)據(jù)庫必須應(yīng)用到空間數(shù)據(jù)管理，技術(shù)實現(xiàn)要保證質(zhì)量，方便系統(tǒng)的日常維護和擴展。三、系統(tǒng)的設(shè)計流程系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照ISO9001質(zhì)量認(rèn)證體系以及CMM的關(guān)于軟件開發(fā)的質(zhì)量要求，對工程實施中的每個階段，從需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼、測試等每個環(huán)節(jié)進行仔細(xì)的把關(guān)，實現(xiàn)工程建設(shè)的總體目標(biāo)。1.需求分析資料收集與需求分析是整個城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)的第一個階段。全面了解和掌握具體的業(yè)務(wù)情況和任務(wù)以及現(xiàn)狀是系統(tǒng)實施成功的基本保障。該階段需要用戶與開發(fā)單位共同完成。需要收集的資料主要包括：地形圖數(shù)據(jù)、現(xiàn)有的探測數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)（衛(wèi)星影像、航空影像），如果有電子數(shù)據(jù)的用戶應(yīng)盡量提供電子數(shù)據(jù)。2.系統(tǒng)設(shè)計該階段是在第一個階段的基礎(chǔ)上進行的，城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，一個周密、完善的系統(tǒng)設(shè)計關(guān)系到整個項目的實施是否能夠滿足總體需求原則?？梢哉f，系統(tǒng)設(shè)計越是細(xì)致、全面，軟件開發(fā)等其他工作就越是能夠順利展開，也越能滿足系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)設(shè)計主要包括概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計：在初步設(shè)計階段，主要任務(wù)根據(jù)需求分析階段取得的成果，建立各項業(yè)務(wù)模型，并提供示意性的UI界面以表示數(shù)據(jù)流程圖；建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型雛形；完成軟件的基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計等。在詳細(xì)設(shè)計階段，將對概要設(shè)計階段的成果進一步細(xì)化，并在系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架基礎(chǔ)上，完成各應(yīng)用模塊的設(shè)計，為后續(xù)的編碼工作提供基礎(chǔ)。3.數(shù)據(jù)庫建設(shè)及系統(tǒng)開發(fā)在需求分析和系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計完成以后，進入應(yīng)用軟件開發(fā)階段，該階段的主要任務(wù)是基于概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計內(nèi)容完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)及實際系統(tǒng)開發(fā)。4.系統(tǒng)測試在與用戶就軟件所要求達(dá)到的目的和功能等進行充分的溝通，完成所需的設(shè)計后，軟件開發(fā)人員開始代碼的編寫，同時軟件的測試也就按步驟展開了。需要注意的是，軟件的測試不是在所有代碼開發(fā)完畢后進行，而是由設(shè)計人員、開發(fā)人員、測試人員和需求方在開發(fā)過程中和驗收階段共同參與完成的。5.人員培訓(xùn)當(dāng)系統(tǒng)測試完畢，為保證系統(tǒng)試運行正常進行需要首先進行人員培訓(xùn)。培訓(xùn)對象包括系統(tǒng)管理人員和業(yè)務(wù)辦公人員，培訓(xùn)內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識培訓(xùn)和實際操作培訓(xùn)等。6.系統(tǒng)試運行為保證系統(tǒng)建設(shè)的安全可靠穩(wěn)定的運行，在正式上線之前必須進行系統(tǒng)的試運行工作，以檢驗并根據(jù)運行情況進行修正。7.系統(tǒng)驗收當(dāng)系統(tǒng)運行1個月，并對出現(xiàn)的主要問題進行修正后，用戶即可組織相關(guān)單位進行系統(tǒng)驗收。8.系統(tǒng)正式運行系統(tǒng)通過驗收后，系統(tǒng)即可開始正式運行。四、城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)借助3S技術(shù)，以應(yīng)急指揮中心為中心，通過各種采集信息途徑對各類應(yīng)急事件進行監(jiān)控，參考數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息，啟動應(yīng)急預(yù)案，統(tǒng)一進行指揮調(diào)度。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖所示。五、系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的功能基于3S技術(shù)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能。（1）監(jiān)控預(yù)警利用RS應(yīng)急管理系統(tǒng)接入城市管理部門的相關(guān)視頻圖像及專業(yè)預(yù)警信息，實現(xiàn)突發(fā)事件的早期預(yù)警，事件發(fā)生時，快速調(diào)閱現(xiàn)場視頻，結(jié)合其它信息，進行綜合研判。利用與GIS的信息關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)信息接入的接口功能、圖層映射功能、監(jiān)控圖標(biāo)標(biāo)識功能及點擊圖標(biāo)打開視頻圖像窗口功能等。當(dāng)接到事件報警時GIS地圖上顯示出報警信號的具體位置，報警點周邊的監(jiān)控視頻自動彈屏顯示；并可根據(jù)該事件地理位置為圓心確定一定范圍內(nèi)的危險隱患和應(yīng)急資源。（2）應(yīng)急資源管理實現(xiàn)城市應(yīng)急管理部門的救援物資、救援隊伍、應(yīng)急專家、醫(yī)療機構(gòu)、應(yīng)急資金、法律法規(guī)、預(yù)案、典型案例、避難場所等信息的收集、整理和更新維護。（3）危險隱患管理能對危險源進行分類管理，提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)錄入與審核維護功能；提供危險源數(shù)據(jù)的分類導(dǎo)入與導(dǎo)出、綜合查詢、空間位置管理功能；能對進行危險源編碼管理，實現(xiàn)危險源的信息匯總和統(tǒng)一編碼；能與監(jiān)測監(jiān)控信息集成。危險隱患可展示在GIS地圖上，能查看危險隱患的分布情況等。在GIS上可實現(xiàn)危險隱患基本信息查看、危險隱患標(biāo)注、危險隱患按名稱查詢及框選查詢；與危險隱患相關(guān)的庇護場所、脆弱目標(biāo)展示；以及危險隱患相關(guān)監(jiān)控視頻展示。（4）可視化預(yù)案管理基于GIS的可視化預(yù)案的目標(biāo)是在突發(fā)事件處置時啟動相應(yīng)的數(shù)字化預(yù)案，利用GlS動態(tài)關(guān)聯(lián)預(yù)案內(nèi)應(yīng)急資源及人員分布，為指揮人員提供精確有效輔助支持。使得預(yù)案脫離文本的束縛，以直觀、有效的方式呈現(xiàn)在面前，提高了預(yù)案的實效性。（5）事故后果模擬城市災(zāi)難事故有很多種，其中，?；奉惖陌踩a(chǎn)事故時較為常見和危害較大，根據(jù)危化品相關(guān)屬性及不同事故計算模型，結(jié)合3S系統(tǒng)，獲取事故發(fā)生時可能產(chǎn)生的不同傷害程度的范圍數(shù)據(jù)，為指