環境預警與應急處置系統分析與設計

摘 要：近年來，各種原因導致的環境污染事故的數量不斷上升，造成人民生命、財產的巨大損失和生態系統的嚴重破壞，影響社會穩定和環境安全。環境預警與應急處置系統是一項復雜的系統工程，它是建立在完備的數據存儲和科學管理之上的，利用先進的信息處理技術構建的切合實際需求的信息系統，是環境應急管理工作的重要輔助手段。

關鍵詞：環境預警 應急處置 系統分析 設計

中圖分類號：X507文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-02

1 系統功能分析

環境預警與應急處置系統以GIS（地理信息系統）平臺、數據庫平臺為依托，綜合應用現代通訊技術和環境質量監測、污染源監測技術，結合現代風險管理理論，建立動態的環境質量數據庫、重點風險源（污染源、放射源、固體廢棄物、危險化學品）信息數據庫、環境敏感點數據庫以及集中各類環境應急事件處置資源的應急資源數據庫，建立環境地理信息系統綜合數據平臺。環境預警與應急指揮系統以對重點風險源和環境質量的實時監測監控為基礎，以全過程風險管理的思想為指導，自動監測數據為基礎，依靠預測模型對環境風險事故進行危害預測，從而做到風險預警，并通過調用風險決策支持的相關信息，對環境污染事件進行應急支持。該系統具有以下功能模塊。

1.1 GIS功能

地理信息系統（GIS）又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”，它是一種應用廣泛的空間信息系統，它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。基于GIS平臺開發和運行的系統，可根據需要在電子地圖上顯示環境質量監測點、環境風險源、重點保護目標以及應急物資、專家、預案、歷史案例等應急資源的地理分布情況，實現電子地圖的放大、縮小、漫游、圖層控制、空間搜索、GPS定位、導航等功能，可在電子地圖上直觀顯示事故擴散的模擬效果。

1.2 環境風險預警功能

系統通過采集環境質量、污染源、固體廢棄物、核與輻射、危險化學品等基礎數據，組成基礎數據庫，對基礎數據進行綜合分析，得到環境質量、污染源的現狀、規律和變化趨勢，并對相關的環境質量指標進行評價。系統實現對重點區域污染狀況的綜合分析，得到相應地區斷面區間的污染物總量或污染負荷、污染類型以及污染企業行業分布等信息，輸出相應的平面分布圖或軸線變化圖等，同時根據歷史數據變化范圍，設定相關指標的報警濃度限值，為環境預警提供決策支持。早期預警的信息，通過各種通訊手段、各種方式實行報警，使得能夠及早查明原因，為及早預防和處置突發環境事件提供技術支持。

1.3 應急資源庫功能

系統通過建立各類應急資源數據庫，包括環境應急預案庫、環境污染物擴散模型數據庫、環境風險源庫、歷史環境應急事件庫和應急處置專家庫等，結合環境敏感點的相關信息，建立完善的環境預警和應急處置的系統信息資源。實現對環境應急所需的各類資源進行查詢、分析，為突發環境應急事件及時、準確處置提供技術保障，為突發環境應急事件的指揮提供科學依據。

1.4 應急處置功能

系統以突發環境應急事件處置流程為向導，為應急事件接報、準備、指揮、救援、處置、善后、分析提供平臺，通過事故的擴散模擬，為突發環境事件的應急處置提供決策輔助。對于某些無法在第一時間內確定事故源的環境事件，系統根據事故發生的癥狀、現場監測數據的特征，結合事故發生時的氣象水文條件，自動劃定涉嫌的風險源范圍，并對涉嫌風險源進行事故擴散模擬，通過事故追蹤分析，幫助應急指揮人員確定事故來源；通過對事故善后處置辦法的選擇、優化，提出事故善后處置的建議；系統對應急處置的所有數據、視頻和語音信息，自動形成事件案例，為以后的事件處置分析、類似事件的處置提供真實生動的

借鑒。

1.5 系統信息維護和管理功能

構建應用系統門戶，提供統一的用戶管理，地區、部門管理，系統角色權限管理和系統配置管理；提供統一的系統資源管理原始數據和內容管理及服務；提供統一的系統升級策略，建立系統軟件分發、升級、維護服務中心系統。系統管理主要包括：各種信息維護，人員帳號、權限維護，網絡視頻參數維護，報警管理維護，GIS管理維護等后臺需要設置的維護功能。

2 系統設計

2.1 模塊體系結構

系統采用基于.NET架構下搭建應用軟件的框架結構，實現一個多層次的合理的框架體系，系統總體架構如圖1所示。

體系自下而上依次為基礎網絡和運行平臺、操作系統、數據庫、應用服務器和應用系統層；系統運行于TCP/IP網絡之上，采用業界主流的MS SQL SERVER2005關系數據庫。在.NET平臺之上是系統的應用服務器，包括數據存取接口、通訊接口、業務邏輯及GIS引擎，該部分提煉了軟件系統一些通用的組件，可以靈活運用于不同的系統中，增強了軟件的可重用性；應用系統基礎平臺之上是應用系統層，包括監測監控、風險預警、應急處置、綜合查詢和數據維護等各業務子系統。

整個系統構成遵循應用軟件開發的相關規范及標準體系，提供全系統的安全支撐，并為基礎運行平臺提供監控和管理平臺；安全保障體系包括物理安全、網絡安全、系統安全、應用程序安全、數據資源安全和安全認證，從安全技術和安全管理機制兩個方面為應用系統提供安全

保障。

2.2 數據庫設計

環境預警與應急處置數據模塊在系統框架中屬于基礎系統建設內容，系統包含了地理信息數據庫和基礎信息數據庫，地理信息數據庫由基礎地理信息圖層、環保專題圖層、污染源擴散模擬圖層等組成，基礎信息數據庫由環境質量數據庫、風險源數據庫、環境敏感點數據庫、應急資源數據庫、應急響應處置數據庫等組成。建立的數據庫不僅要充分考慮到與其他模塊的關聯性和整體性，還要考慮與環境應急系統原有數據庫的兼容性。環境預警與應急處置數據庫是一個以應急指揮中心為核心，各聯動單位為節點的分布式異構數據庫應急數據庫的建立，為整個系統穩定、有效的運行提供了前提條件，環境決策者對事故響應也能做出快速的

判斷。

2.3 系統實現

系統可使用Microsoft Visual Studio.NET 2005作為軟件的開發工具，數據庫平臺采用Microsoft Windows SQL Server 2005，采用美國ESRI公司的ArcGIS Server及ArcSDE作為系統的GIS平臺，為實現系統之間的數據交換，可采用接口數據庫的方式實現數據交換，數據庫結構根據相關系統的國家、省或行業標準進行設置。

3 結語

環境預警與應急處置系統是一個功能強大的環境信息管理系統，目前在蘇州市已投入使用，系統體現了強大的實用性和先進性。系統的建成可以為城市日常環境管理提供一個包括環境質量、污染源等信息的數據綜合分析預警和應急處置平臺；能夠更好的為環境管理和應急工作提供強大的技術支持。

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