應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)

1/1應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)1.概述

現(xiàn)代社會中難免會出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)事件,如各種自然災(zāi)害、人為事故等,這些事件通常會帶來重的人員和財產(chǎn)損失。制定合理、有效的應(yīng)急預(yù)案可以在突發(fā)事件發(fā)生時快速地做出處理決策,減少事件帶來的危害。突發(fā)公共事件的處理時效性要求非常高,處理過程涉及大量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)既有屬性數(shù)據(jù)又有空間數(shù)據(jù)。GIS可以支持大數(shù)據(jù)量以及影像數(shù)據(jù),處理速度快,可靠性、穩(wěn)定性高,支持復(fù)雜的圖形符號等,因此,在應(yīng)急事件的處置中,離不開GIS技術(shù)的有效支持。

空間地理信息是GIS的“血液”，是GIS系統(tǒng)發(fā)揮作用的基本保障，空間信息共享服務(wù)平臺是基于3S技術(shù)，深度開發(fā)和利用空間信息，建設(shè)的服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)，其實質(zhì)是為信息資源基于統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行整合、實現(xiàn)共享提供準(zhǔn)確、實時的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。在空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上開發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源，發(fā)揮信息集成的綜合效益，為

城市管理、城市運行和應(yīng)急指揮等政府職能提供基礎(chǔ)保障。

城市應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)主要是借助于空間信息共享服務(wù)平臺、GIS、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，結(jié)合應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急處置知識庫、案例庫、以及事件信息、邊環(huán)境信息，自動生成應(yīng)急工作案，并通過人機(jī)交互的式進(jìn)行案的調(diào)整，通過系統(tǒng)生成科學(xué)合理的工作案，并檢驗預(yù)案的合理性和有效性，以保證在突發(fā)事件發(fā)生時能夠迅速、有效地采取應(yīng)對措施，并為預(yù)

案的完善提供支持。

2.研究現(xiàn)狀

2.1空間信息共享服務(wù)

空間信息是指與地球上空間位置有直接關(guān)系或間接關(guān)系的對象或現(xiàn)象的信息，也稱為地理信息，它所表達(dá)的是真實世界的特性?？臻g信息具有分布性、異構(gòu)性、復(fù)雜性等特點。

空間信息共享技術(shù)和GIS技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展息息相關(guān)，GIS技術(shù)的發(fā)展能明顯改善空間信息共享技術(shù)的法與模式，GIS應(yīng)用的推廣和深入則相當(dāng)程度上決定了空間信息共享技術(shù)的需求和規(guī)模。從早期的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到目前的基于空間WEB服務(wù)互操作，空間信息共享技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、開放文件格式、標(biāo)準(zhǔn)交換格式、應(yīng)用程序接口、空間數(shù)據(jù)庫和空間WEB服務(wù)集成幾個階段，隨著時間的推移、技術(shù)的演化和發(fā)展，基于這些空間互操作技術(shù)的空間信心共享能力和性能逐漸提高，從發(fā)展趨勢來看，基于WEB服務(wù)的空間共享技術(shù)是目前解決空間信息共享的核心。

2.2應(yīng)急輔助決策

突發(fā)事件應(yīng)急的核心流程包括預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測與預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、事后恢復(fù)與重建四個階段。突發(fā)事件應(yīng)急處置決策是整個應(yīng)急管理過程中關(guān)鍵的部分，因為應(yīng)急決策的質(zhì)量往往直接關(guān)系到應(yīng)對行動的效果和突發(fā)事件所

形成的最終損失或影響程度。

目前突發(fā)事件應(yīng)急決策的研究主要集中在以下幾個面：

（1）在應(yīng)急決策模型研究面，一些學(xué)者借鑒其他領(lǐng)域的模型對突發(fā)事件決策進(jìn)行了研究：如愛爾蘭學(xué)者JohnCosgrave在描述了突發(fā)事件決策問題的特性的基礎(chǔ)上，運用Vroom和Yetton的領(lǐng)導(dǎo)規(guī)模型構(gòu)建了突發(fā)事件決策的理論模型，建議決策者依據(jù)決策問題的特性，采用不同的授權(quán)程度對事件進(jìn)行決策。Kelian將軍事戰(zhàn)斗的經(jīng)驗決策模型引入突發(fā)事件決策之中，允下屬在充分理解任務(wù)和目標(biāo)的情況下，根據(jù)先前經(jīng)驗對當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行評估，依據(jù)經(jīng)驗找出類似

應(yīng)對做法，對決策行動案進(jìn)行修訂。

（2）在應(yīng)急決策法研究面，一些學(xué)者在對突發(fā)事件進(jìn)行研究時，利用應(yīng)用數(shù)學(xué)和風(fēng)險管理領(lǐng)域的效用分析、敏感性分析、概率分析等法，對突發(fā)事件的應(yīng)急決策進(jìn)行了分析：如NoelPauwels等人運用效用分析和敏感性分析法對核泄漏事件發(fā)生后的撤退決策進(jìn)行了分析。HiroyukiTamura等人運用決策樹分析法對災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行了分析。此外，一些

學(xué)者運用運籌學(xué)的法，對突發(fā)事件發(fā)生后的人員的疏散和撤退進(jìn)行了分析。從這些分析法來看，它們主要基于經(jīng)典決策理論的基礎(chǔ)上，借用應(yīng)用數(shù)學(xué)或風(fēng)險管理理論的法，從成本和風(fēng)險的角度對已有的決策進(jìn)行定性分析，解決某一具體突

發(fā)事件爆發(fā)后的應(yīng)急決策問題。

（3）在應(yīng)急決策模式研究面，主要有基于統(tǒng)計分析的理性決策模式，注重實際環(huán)境約束的滿意決策模式，借助群體協(xié)商的漸進(jìn)決策模式?，F(xiàn)在常用的是G.A.Klein提出的RPD決策模式(Recognition-primedDecisionModel)，他從自然災(zāi)害現(xiàn)場決策特點著手對應(yīng)急決策進(jìn)行研究，指出決策人在動態(tài)環(huán)境中常根據(jù)其先前的經(jīng)驗，對當(dāng)前的環(huán)境做出評估，依據(jù)經(jīng)驗找到類似的經(jīng)驗做法，并根據(jù)決策環(huán)境中的相似性等條件做出決策。這種決策模式關(guān)注的是案的可行性，決策的及時性和實施效果，是一種以認(rèn)知為主的決策模式，有較強的環(huán)境適應(yīng)性。

近年來，針對某些具體領(lǐng)域的實際應(yīng)用研究計算機(jī)應(yīng)急決策系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)成為了突發(fā)事件應(yīng)急決策系統(tǒng)研究的

主流。突發(fā)危機(jī)應(yīng)急決策系統(tǒng)開發(fā)情況綜述如下：

3.應(yīng)急空間信息共享服務(wù)平臺

3.1平臺構(gòu)成

應(yīng)急空間信息共享服務(wù)平臺的建設(shè)具體包括以下容：

1）建立統(tǒng)一的空間信息資源管理平臺，實現(xiàn)對遙感影像數(shù)據(jù)、矢量電子地圖數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)、三維環(huán)視圖片（全景圖片）數(shù)據(jù)以及其他空間位置相關(guān)的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的入庫、更新和維護(hù)管理。

2）實現(xiàn)統(tǒng)一的可視化綜合空間信息資源展示。將遙感影像數(shù)據(jù)、矢量電子數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、地址數(shù)據(jù)、全景圖片數(shù)據(jù)以及其他與空間位置相關(guān)的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的集成和充分展示，實現(xiàn)空間信息資源數(shù)據(jù)基本應(yīng)用展示。

3）建立統(tǒng)一的空間信息資源共享接口，主要是提供各種信息服務(wù)的接口，供各個委辦局的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行接口

集成，進(jìn)行地理信息的共享應(yīng)用。

3.2應(yīng)急空間信息資源管理

(1)應(yīng)急空間信息分類

從突發(fā)公共事件的定義與分類中，我們可以歸納出城市應(yīng)急信息資源的主要研究對象有：城市危險源；城市自然災(zāi)害；城市重要機(jī)構(gòu)及場所；城市公共基礎(chǔ)設(shè)施；城市應(yīng)急救援力量；城市應(yīng)急救援設(shè)備設(shè)施。

根據(jù)應(yīng)急管理的業(yè)務(wù)需要，對以上信息進(jìn)行梳理，總結(jié)出如下應(yīng)急空間信息資源組織管理邏輯分類：

a)空間基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)

空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括城市遙感影像地圖、數(shù)字高程模型、地址數(shù)據(jù)、以及數(shù)字線劃地圖。

b)應(yīng)急專題空間數(shù)據(jù)

應(yīng)急專題空間數(shù)據(jù)分為監(jiān)控目標(biāo)數(shù)據(jù)和救援力量數(shù)據(jù)兩大類。

(2)基于Geodatabase的應(yīng)急空間信息組織管理

ESRI的Geodatabase地理數(shù)據(jù)庫模型是按照“地理數(shù)據(jù)庫—數(shù)據(jù)集—類”來組織GIS空間數(shù)據(jù)的，下圖是地理

數(shù)據(jù)庫體系的數(shù)據(jù)組織模型圖：

應(yīng)急空間信息組織管理案如下表所示：

3.3空間信息數(shù)據(jù)和共享服務(wù)

(1)數(shù)據(jù)服務(wù)

空間地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)包括以下幾種模式：

a)靜態(tài)的數(shù)據(jù)拷貝共享模式

靜態(tài)數(shù)據(jù)拷貝共享模式主要包括兩種法：一種為將空間數(shù)據(jù)進(jìn)行打印輸出，另一種模式為指定圍的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為

shp、dxf文件進(jìn)行輸出與共享。

b)動態(tài)的地圖瀏覽共享模式

動態(tài)的地圖瀏覽共享模式一般基于WMS協(xié)議的地圖數(shù)據(jù)發(fā)布、基于WFS協(xié)議的矢量數(shù)據(jù)發(fā)布、以及基于圖片服務(wù)

的式進(jìn)行發(fā)布。

c)在線的地理數(shù)據(jù)庫復(fù)制共享模式

基于從ArcGIS9.2開始提供GeodatabaseReplication數(shù)據(jù)服務(wù)式，實現(xiàn)在兩個或者多個Geodatabase之間

實現(xiàn)數(shù)據(jù)的復(fù)制與同步。

(2)應(yīng)用服務(wù)

本案中空間信息應(yīng)用服務(wù)接口基于OGC標(biāo)準(zhǔn)提供服務(wù)接口。

OGC服務(wù)接口中最重要的一個標(biāo)準(zhǔn)就是WMS、WFS接口服務(wù)規(guī),通過定義WMS、WFS規(guī)，可以讓用戶通過瀏覽器用統(tǒng)一的法訪問滿足規(guī)要求的地圖服務(wù)，而不必再考慮底層GIS的差異性。通過這些接口的組合應(yīng)用，我們就可以整合遠(yuǎn)程異質(zhì)數(shù)據(jù)源的地理信息，并生成一幅綜合的地圖，從而實現(xiàn)真正意義上的GIS應(yīng)用互操作，最終解決空間信息的

數(shù)據(jù)和服務(wù)共享。

(3)技術(shù)路線

ArcGISServer是一個用于構(gòu)建集中管理、支持多用戶的企業(yè)級GIS應(yīng)用的平臺，,這些應(yīng)用程序可以通過網(wǎng)絡(luò)提供地理信息的服務(wù)。ArcGISServer是一套后臺基于ArcObjects搭建的強大的B/S開發(fā)工具。

本案的空間數(shù)據(jù)和共享服務(wù)通過ArcGISServer開發(fā)實現(xiàn)。通過集成開發(fā)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線瀏覽、在線的Geodatabasereplication，以及基于OGC標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用共享服務(wù)。同時為了提高數(shù)據(jù)發(fā)布的效率和速度，利用

TileCache2.0技術(shù)，建立服務(wù)器端的圖片緩存。

4.城市應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

城市應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

4.2主要系統(tǒng)功能

(1)空間信息資源共享接口

基于GML語言、或空間數(shù)據(jù)庫復(fù)制服務(wù)提供空間數(shù)據(jù)服務(wù)，或通過OGC應(yīng)用服務(wù)接口提供應(yīng)用服務(wù)，為集成推

理模塊提供空間數(shù)據(jù)支持。

(2)事件管理模塊

實現(xiàn)對有關(guān)突發(fā)事件的基本信息、進(jìn)展信息、處置信息、邊環(huán)境信息的采集匯總，同時系統(tǒng)對報送信息中的事發(fā)時

間、事發(fā)地點、報送單位等重要要素進(jìn)行檢查。

事件管理模塊中采集的各種現(xiàn)場信息，是應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源。

(3)模型庫管理維護(hù)

該系統(tǒng)由模型庫數(shù)據(jù)以及模型庫管理系統(tǒng)構(gòu)成，模型庫用來存放模型，模型庫管理系統(tǒng)主要有兩面的功能，一是類似數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的靜態(tài)管理功能，二是模型的動態(tài)管理。

(4)案例庫管理維護(hù)

案例庫管理維護(hù)模塊將歷史的典型案例按照案例結(jié)構(gòu)化的式進(jìn)行存儲管理，便案例的檢索推理，案例的結(jié)構(gòu)化表示

結(jié)構(gòu)如下：

案例庫管理維護(hù)包括案例的增加、結(jié)構(gòu)化表達(dá)、刪除、修改、檢索等功能。

(5)知識庫管理維護(hù)

知識庫管理維護(hù)模塊將應(yīng)急事件處置知識按照規(guī)則結(jié)構(gòu)化表達(dá)的式進(jìn)行存儲管理，便知識的檢索，知識的結(jié)構(gòu)化表

示結(jié)構(gòu)如下：

知識庫管理維護(hù)包括知識的增加、結(jié)構(gòu)化表達(dá)、刪除、修改、檢索等功能。

(6)預(yù)案庫管理維護(hù)

提供應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化管理，按照需要便地查看預(yù)案啟動條件、應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)急響應(yīng)流程、信息

報告流程、應(yīng)急保障資源等信息。

預(yù)案庫管理維護(hù)包括預(yù)案的增加、結(jié)構(gòu)化表達(dá)、刪除、修改、檢索等功能。

(7)集成推理模塊

集成推理模塊綜合各面的信息，尤其是案例庫中的資源支持情況（資源類型、調(diào)度圍半徑、資源數(shù)量等），通過空間疊加