城应急预案决策支持系统Word格式文档下载.docx

城应急预案决策支持系统Word格式文档下载.docx

《城应急预案决策支持系统Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城应急预案决策支持系统Word格式文档下载.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

emergencyplandecisionsupportsystemGIScity

随着经济的发展与科学技术的进步，特别是近年来各种安全事故的增多，对突发性灾害事故的应对已显得越来越重要，为此，国家和地方，包括许多大型厂矿等企业单位都纷纷出台了相应的应对各类突发性紧急事故的应急预案，同时，国内外也有不少学者在探索应用现代信息技术研究相应的应急预案响应系统框架[~7]，其中有少数做了该类系统开发的有意义的尝试[8~11]。

城市是一定区域内政治、经济、文化和交通中心，具有人口集中、道路网密布、工厂商店等比较密集等特点，所以城市一旦发生突发性的具有危及人们生命及财产安全的紧急事故，它所造成的后果是非常严重的，如何把这一类事故所造成的损失减到最低，这一问题在我国大部分城市都已经引起了极大的重视，大部分都有应对各类紧急事故的应急预案。

但是，我国目前大多数应急预案都是以行业、部门为单位制定的，事故一旦发生，首先需要确定该类事故属于哪一类事故，应由哪一部门负责，缺乏统一的指挥调度功能；

另一方面，目前各类应急预案大多数只是预案本身，缺乏一个快速的响应系统。

本文拟在各部门、各行业的应急预案制定的基础上，探讨建立城市综合应急预案响应系统，并利用现代信息技术，探索建立基于GIS的应急预案决策支持系统的方法原理，为城市应对各类突发性紧急事故提供决策支持。

一、系统设计目标

城市应急预案决策支持系统是在城市各职能部门、各行业的应急预案制定完善的基础上，把它们综合起来，利用现代信息技术，建立的一个能综合应对各种突发事故的应急预案响应系统，尽可能地提高应急预案的响应速度，为领导者应对处理各类事故提供决策支持，尽可能地把生命和财产损失降到最低。

因此，城市应急预案决策支持系统的设计目标就是缩短对紧急事故的响应时间，以最快的速度为救急决策者提供决策依据，快速、科学地形成对紧急事故的应对措施，从而使事故所造成的损失减到最小。

同时，城市应急预案决策支持系统也有利于防灾减灾指挥部门对城市基础设施、重点防护保卫目标、应急救援力量等进行统一、科学的管理，达到防灾减灾指挥的信息化和科学化。

因此，笔者认为，该系统在应对具体的突发性事故时应具有如下的基本功能：

突发性灾害事故发生前，系统中应具有各类建筑物、各主要救援线路等的相关信息，通过空间数据的模型分析，可以快速、方便的统筹灾害源、重点防卫保护目标和应急救援力量的关系。

在事故发生时，系统可根据事故类型、事故发生地点及其严重性等信息在计算机屏幕上显示事故发生地的基本情况，根据事故类型及其严重性，系统可提供相应的救援方案，提供负责该类事故的主管领导和主管部门，并可通过空间分析、提供该事故的最佳救援机构、救援人员和赶往事故发生地点的最佳路线，使政府能方便地实施相应的应急预案，快速地做出科学化、程序化地应急响应。

同时，应用空间分析模型可以预测事故的影响范围、变化趋势，及时组织、疏散人员、财产，制定进一步的救援方案，使领导在远离现场的情况下在第一时间内全面掌握灾情，做出相应的决策，全面指挥救援，使生命和财产损失达到最小。

事故发生后，系统将根据受灾情况信息，评估受灾损失，提供灾后重建方案，使受灾地区尽快恢复正常。

二、系统的总体框架

根据系统的设计目标以及城市应对各类型紧急事故的处理要求，城市应急预案决策支持系统应包括城市基础信息子系统、灾害信息管理子系统以及应对各种突发性灾害事故的分析子系统，如重大交通事故分析子系统、有害气体泄漏分析子系统、火灾分析子系统、洪灾分析子系统、爆炸事故分析子系统等等，其总体框架如图一，各模块除了包括相应的应急预案外，还应具备有提供各自相应的救援方案等功能，如：

基础信息子系统

基础信息子系统主要管理和维护城市的基础信息，如街道的分布情况及其详细信息，居民区的分布及其详细信息，厂矿分布情况。

消防机构、医疗卫生机构等救灾力量分布情况及其详细信息，学校等人口非常密集的单位分布等。

该子系统应尽可能地详细、准确地存储和管理城市基础地理信息，并及时更新其数据。

它相当于整个决策支持系统地的总控制模块，其余各类灾害事故分析子系统共享该子系统的信息，有利于在防灾救灾中统一管理、统一调度。

灾害信息子系统

该子系统主要用于管理和维护灾害信息，包括危险源管理、历史灾情管理、各类突发性事故的应急预案以及防灾教育等。

对潜在灾害源重点监控，根据其变化情况，及时预报其危险程度。

重大交通事故分析子系统

该子系统主要用于应对重大交通事故。

它根据重大交通事故的报警信息，确定事故发

生地点，预估事故严重程度，通过GIS的空间分析，查找距离事故发生地点最近的、适合救援该事故的医疗卫生机构、消防机构、公安交警部门等救援部门，使受伤人员能在第一时间内得到救助，同时，消防、公安交警等管理人员能以最快的速度赶到现场，有利于及时管理、掌控事故现场，遏制事故的进一步蔓延，降低事故所造成的影响和损失。

火灾分析子系统

该模块是针对火灾扑救、医疗急救的调度指挥和应急能力的分析子系统，其功能大部分和重大交通事故分析子系统相同，所不同的是，火灾分析子系统还应具有强大的预测火灾蔓延趋势、提供受灾人员及潜在受灾人员的疏散方案等功能。

洪灾分析子系统

在对城市地形、水系与建筑物三维建模的基础上，针对汛情预报的江河水位，提前对小城镇进行分析模拟，为防洪抢险与应急指挥提供决策支持，其功能包括确定淹没范围、房屋损失估计、淹没三维演示、选择避难据点、疏散路径分析、救灾物资调配等。

三、数据库设计

从以上论述可知，数据、特别是空间数据，是城市应急预案决策支持系统的重要组成部分，空间数据的丰富性、正确性和现势性直接关系到系统的应用效果。

因此，在城市应急预案决策支持系统中，数据库的建立是其关键之一，它不仅要有丰富的、正确的、现势性强的空间数据，还要有相应的详细的属性数据。

在空间数据的建库过程中，可充分利用GIS技术所具有的对空间数据的强大管理能力，以及其对多源数据的集成能力，把遥感影像数据、矢量数据、集成GPS差分数据、历史灾害数据等等集成在一起，建立一个全面、细致、现势性强的空间数据库。

在城市应急预案决策支持系统中，空间数据是非常重要的，因此，在对空间数据进行收集、预处理时应做到尽可能的详细、准确和具有强的现势性，这些信息是灾害事故一旦发生时的决策依据，为了达到系统设计的目标和实现相应的功能，空间数据库中的矢量数据应以网络图论为基础进行构建。

由于空间数据的信息量庞大，GIS软件对空间数据的组织和管理是按图层进行的。

在城市应急预案决策支持系统中，系统空间数据主要包括基础信息数据和灾害信息数据两大部分，其分层可参考以下方案[11]：

基础信息数据库主要包括以下图层：

（1）、遥感影像图层，它属于栅格数据，采用高分辨率的美国商用遥感快鸟影像（QuickBird），分辨率可达0.61m。

（2）、等高线地形图层，通过转化为DEM（DigitalElevationModals）或TIN（TriangulatedIrregularNetwork）得到小城镇的三维地形，用于洪水淹没模拟。

（3）、房屋建筑物图层，包括所有房屋建筑物分布等，属性数据包括结构类型、用途、面积、建造时间、高度和电话号码等。

（4）、道路街区图层，包括主干道、次干道及支路路网、路网节点等，属性数据包括名称，道路等级，长度，宽度和路面材料等，以网络图论为基础，根据道路等级，长度，宽度和路面材料及畅通情况等赋以相应权值。

（5）、煤气管网图层，包括煤气主干管网及阀门分布图等，属性数据包括管网的管径、流量和工作压力等。

（6）、通信系统图层，包括通信枢纽楼、电视和电台分布图等，属性数据包括结构形式及各类主要通信设备和相应属性等。

（7）、供电线路图层，包括电厂、变电站、电杆、电线等，属性数据包括型号、编号、容量、电压、长度和所在区域等。

（8）、供水线路图层，包括水源、加压站、供水公司、供水管线等，属性数据包括名称、型号、接头、管径、长度和管材。

（9）、水域图层，包括河流、!

湖泊、水库等水域分布，属性数据包括水源名称和常水位高度等。

（10）、防汛工程图层，包括河堤、湖堤、引水渠等设施，属性数据包括高度、长度、结构类型等。

（11）、政府机构图层，包括政府及居民委员会、公安、交警、环境等机构的分布与服务范围，属性数据包括名称、联系方式、责任人等。

（12）、医疗救护图层，包括卫生局、防疫站、医院、血库等分布，属性数据有名称、医疗器械名称及数量特点、急救车辆、后勤保障和电话等。

（13）、消防力量分布图层，包括消防指挥中心、消防中队和消防栓分布等，属性数据有消防中队名称、消防器械名称及数量特点、后勤保障信息和电话等。

（14）、空旷避难据点图层，包括公园、广场、田地等空旷避震场地，属性数据包括名称、容量、物资储备等。

（15）、高地势避难据点图层，包括山岭等避洪场所，属性数据包括名称、容量等。

灾害数据库主要包括以下图层：

（1）、危险源图层，包括压力容器、易燃易爆、化学物品、危险建筑物等图层，属性数据包括危险源的名称、所属单位、联系方式、特性与扑救方式、配备扑救器械的数量与属性。

（2）、历史灾情图层，包括历年来所发生的各类灾害发生地，属性数据包括灾害名称、类型、发生时间、原因，影响范围，受损情况等。

四、空间分析模型

空间分析是GIS独特的功能，也是城市应急预案决策支持系统必不可少的模块之一，有了空间分析和可视化的系统开发，事故的发生、发展趋势就能够由系统直观地显示出来，有利于救援工作的开展和控制事故的进一步发展。

GIS空间分析模型是在GIS空间数据基础上建立起来的模型，它是对现实世界科学体系问题域抽象的空间概念模型，是GIS应用系统与各专业领域相联系的纽带。

在城市应急预案决策支持系统中，其空间分析模型和一般GIS应用系统的空间分析模型还有所不同，在突发性灾害事故中，事故的发生、发展是不断变化的，因此，其空间分析模型也应根据事故的变化情况做出相应的调整，即其空间分析模型需要动态生成。

对于城市应急预案决策支持系统，其空间分析模型主要应用以下几类：

空间定位分析模型：

该模型主要用于事故发生地的空间定位，根据事故的类型、严重性，寻找离该事故发生地最近的合适的救援机构和人员，如适合该事故救援的医疗卫生机构、公安交警、消防机构等；

查找受灾人员及潜在受灾人员的疏散地点；

统计灾害影响范围、影响人口及灾害所造成的人员和财产损失，为灾后重建提供决策依据。

路径分析模型：

路径分析需以网络图为基础，主要用于搜寻最短路径。

当事故发生时，根据事故报警信息确定事故类型、严重性等，用空间定位分析模型确定事故发生地点，找出适合救援该事故的救援机构，然后应用路径分析模型寻找能从救援机构最快到达事故发生地的路径，使各项救援工作能尽快到位，如需要疏散受灾人群，也可用于寻找从受灾区到疏散地的最快路径。

事故蔓延分析模型：

该模型主要用于模拟预测事故的发展趋势，对事故的蔓延趋势模拟与事故的类型和自然条件密切相关，如季节、风力、风向、天气、地形、植被、建筑物等，建立事故蔓延分析模型必须充分考虑这些因素，使模型分析结果能为部署指挥救援工作提供可靠的决策依据。

五、结论

综上所述，可以得出如下结论：

1、城市应急预案决策支持系统是城市应对各类突发性灾害事故的综合响应系统，是城市各类应急预案的有效综合和具体实施。

2、城市应急预案决策支持系统有效地缩短了对突发性灾害事故的响应时间，提高了应对效率，为救援工作的及时、快速、准确等提供了强大的决策支持。

3、GIS具有强大的空间信息管理和空间分析能力，利用GIS技术开发实现城市应急预案决策支持系统是切实可行的。

参考文献：

[1]黄典剑编译.应急预案与预警系统[J].中国职业安全卫生管理体系认证，2003年第1期：

58

[2]金磊.对《城市综合减灾应急处理预案》编研的建议[J].中国环保产业，2004，6：

25

[3]雷文章，陈延兵.陆地石油企业HSE应急预案建立研究[J].中国职业安全卫生管理体系认证，2004年第4期：

26～29

[4]熊苹，丁明柱，刘子强.利用GIS技术和RS技术减灾防灾[J].测绘与空间地理信息，2005年，Vol.28，No.6：

7～9

[5]Dr.I.C.Agrawa，Dr.R.D.Gupta，Er.V.K.Gupta.GISasmodelinganddecisionsupporttoolforairqualitymanagement:

aconceptualframework[EB/OL].www.GIS，2003.

[6]NareshRaheja.GIS-basedsoftwareapplicationsforenvironmentalriskmanagement[EB/OL].www.GIS，2002.

[7]AyonTarafdar，BalKrishna，RaviGupta.Inthemazeofdisastermanagement[EB/OL].www.GIS，2002.

[8]冯凯，徐志胜，冯春莹等.小城镇基础设施防灾减灾决策支持系统的研究与开发[J].中国安全科学学报，2004，Vol.14，No.2：

74～77

[9]李一.生产经营单位生产性安全应急预案的系统设计简介（待续）[J].职业卫生与应急救援，2004，Vol.22，No.2：

57～58

[10]李一.生产经营单位生产性安全应急预案的系统设计简介（续前）[J].职业卫生与应急救援，2004，Vol.22，No.3：

114～116

[11]李杰，江建华.基于GIS的城市地震次生火灾危险性分析系统[J].地震学报，2001，（7）：

420~426

应急决策支持系统中问题模型研究

戴在林 

【摘要】：

频发的突发公共事件给社会生产,人民生活造成了严重的危害。

应急决策支持系统综合应用多种先进的技术手段,可以为应急管理全过程提供辅助决策支持,已成为应对突发公共事件主要技术手段。

目前国内外对应急决策支持系统的研究主要集中在为各类具体类型突发公共事件的提供专业预测与模拟仿真分析的方法,建设面向某一领域的应急决策支持系统。

然而,重大突发公共事件除了具有很强的突然性与危害性以外,还具有交叉性与关联性,在突发公共事件的发展蔓延过程中还会次生、衍生出其他类型的事件。

面向单一领域的应急决策支持系统在应对多种类型灾害联合致灾的突发公共事件时就显得力不从心。

如何构建一种开放的、柔性的,可涵盖多类突发公共事件的,可集成多种决策方法的综合性的应急决策支持系统,具有重大的理论与实际应用价值。

针对以上问题,本文从应急决策问题出发,应急决策问题的定义、组织、管理与求解进行了深入的研究,主要工作如下:

（1）对应急决策的基本概念、生命周期进行了深入分析。

并对应急决策支持系统进行了深入的需求分析。

（2）在对应急决策问题求解的一般过程与应急决策问题分类进行研究、分析的基础上,提出了可涵盖各类突发事件,可集成多种决策方法的应急决策一般问题模型与原子问题模型。

应急决策问题一般框架模型与框架模型为应急决策问题进行定义与快速生成提供了一种方法;

应急决策问题关联结构模型则可以对应急决策问题进行有效的组织与管理。

（3）引入超网络的理论,将应急问题求解所涉及到的事件网、问题网以及算子网统一到超网络的理论框架中。

分别提出了原子问题、复杂问题以及多事件耦合问题的求解模型与方法。

总结了应急决策的求解过程。

（4）基于以上理念与模型,分析了面向应急决策问题的问题管理与求解构件的功能,设计了相应的体系构,并构建了基于元数据的原型系统。

本研究拓展了一般问题求解的思想在应急决策支持领域的研究。

通过提出相应的问题模型及解决方法,为应急决策支持系统快速、柔性、有效地构建各类突发公共事件模型提出了解决方案。

相应的原型系统为综合性决策支持系统的构建提供参考。

【关键词】：

应急决策支持系统应急决策问题问题求解

【学位授予单位】：

大连理工大学

【学位级别】：

硕士

【学位授予年份】：

2009

【分类号】：

TP319

【DOI】：

CNKI:

CDMD:

2.2010.021498

【目录】：

∙摘要4-5

∙Abstract5-9

∙1绪论9-21

∙1.1研究背景及意义9-10

∙1.2国内外研究现状10-19

∙1.2.1突发公共事件应急管理相关研究10-13

∙1.2.2应急决策支持系统相关研究13-17

∙1.2.3复杂问题相关研究17-19

∙1.3技术路线和研究内容19-21

∙2应急决策支持系统分析21-31

∙2.1应急决策基本概念21-23

∙2.1.1应急决策的特点21-22

∙2.1.2应急决策的原则22-23

∙2.2应急决策的生命周期分析23-25

∙2.4应急决策支持系统需求分析25-31

∙2.4.1应急决策支持系统的定位25-26

∙2.4.2应急决策支持系统的要素分析26-28

∙2.4.3应急决策支持系统的设计目标28-29

∙2.4.4应急决策支持系统的功能29-31

∙3应急决策过程中的问题模型31-46

∙3.1应急决策问题求解的一般过程31-34

∙3.2应急决策问题的分类34-35

∙3.3应急决策问题模型35-39

∙3.3.1一般问题模型35-37

∙3.3.2原子问题模型37-39

∙3.4应急决策问题生成与组织框架模型39-42

∙3.4.1应急决策问题一般框架模型39-40

∙3.4.2面向具体事件的应急决策问题框架模型40-42

∙3.5面向突发公共事件的应急决策问题关联结构模型42-46

∙3.5.1事件时序模型42-43

∙3.5.2事前问题结构模型43-44

∙3.5.3事中问题结构模型44-45

∙3.5.4多事件问题结构模型45-46

∙4应急决策问题模型求解46-62

∙4.1面向应急决策的超网络模型46-48

∙4.2应急决策原子问题求解48-52

∙4.2.1算子分类48-49

∙4.2.2算子选择的策略49-50

∙4.2.3算子集结构分析50-52

∙4.3应急决策问题分解52-55

∙4.4突发公共事件贝叶斯网求解55-59

∙4.5应急决策求解过程59-62

∙5问题管理与求解构件设计62-70

∙5.1问题管理与求解构件的功能设计62-63

∙5.2问题管理与求解构件的体系架构63-66

∙5.3基于元数据的问题管理与求解构件实现66-67

∙5.4问题管理与求解构件运行实例67-70

∙6结论与展望70-72

∙6.1结论70-71

∙6.2展望71-72

∙参考文献72-76

∙攻读硕士学位期间发表学术论文情况76-77

∙致谢77-78

决策问题管理系统及其开发组件研究

胡东滨 

问题管理系统（PMS）是决策支持系统的重要子系统,更是问题驱动型决策支持系统的核心子系统,其中,决策问题的分析处理与求解等问题管理的方法以及问题管理系统的开发,一直就是该领域研究的重点和难点。

尽管如此,在面向人机交互的决策问题管理方法方面仍然存在很多难题没有很好得到解决,包括决策问题的形式化描述,用自然语言表述的决策问题的识别与理解,决策问题的子问题分解,决策问题求解方法的智能匹配及运用,决策问题库的有效组织等等。

本文针对这些问题,通过分析决策问题的普遍特征,在综合人与计算机对决策问题处理的各自优势基础上,探讨更具智能性的决策问题管理和分析的一般方法,并以此研制出问题管理系统开发组件,为问题驱动的决策支持系统的开发提供具有较强实用性的手段和工具。

本文的主要研究内容及研究成果包括:

（1）决策问题的特征分析与描述方法的研究。

将决策问题看成一种复杂的系统,在分析决策问题系统的内部结构及特征的基础上,提出一种面向对象的问题向量空间模型,用以作为决策问题系统的描述方法。

同时,运用问题向量空间模型研究探讨决策问题属性类型、属性结构和问题理解与求解过程中的属性取值状态的变化规律,以及问题属性识别与分析同问题求解及其过程中子问题分解的关系,得到从决策问题描述,到问题分析理解、子问题产生,以及问题求解方案形成的问题处理一般方法。

（2）决策问题智能处理方法的研究。

在根据决策问题特征分析而得到问题处理的一般方法的基础上,将知识管理技术引入到这一处理方法中,研究基于知识管理的决策问题智能处理方法所涉及的三个核心问题:

问题管理系统的问题库组织方式、问题的知识结构以及问题智能理解与求解过程和方法。

并以此提出一种嵌入到知识库的问题库管理方法,研究了问题库嵌入到知识库的方式、相应的问题库及知识库的基本结构。

同时,