基于WebGIS的市級(jí)安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

石慧芳 陳 陽(yáng)

（廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心，廣東 廣州 510033）

1 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的深入，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，超大型、高參數(shù)、長(zhǎng)周期、高風(fēng)險(xiǎn)的生產(chǎn)裝置日益增多，使得現(xiàn)代工業(yè)的危險(xiǎn)程度越來(lái)越高，各種安全生產(chǎn)事故嚴(yán)重威脅著員工的生命安全和企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

廣州是國(guó)家中心城市之一，自改革開(kāi)放以來(lái)，廣州發(fā)展經(jīng)歷了翻天覆地的變化，經(jīng)濟(jì)總量的快速增長(zhǎng)，已連續(xù)26年高居全國(guó)城市第三位，2014年超1.6萬(wàn)億元。廣州對(duì)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)活動(dòng)更加頻繁、生產(chǎn)企業(yè)不斷增多，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域大量液氯、液氨、液氮等易燃易爆、危化品的使用和儲(chǔ)運(yùn)增加了安全生產(chǎn)事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)和概率。

隨著廣州市經(jīng)濟(jì)持續(xù)保持高速增長(zhǎng)，企業(yè)數(shù)量不斷增多，廣州市安全生產(chǎn)形勢(shì)還未能得到根本性的好轉(zhuǎn)，日常應(yīng)急管理和發(fā)生突發(fā)生產(chǎn)安全事故后的應(yīng)急救援處置手段和方式依然單一，廣州市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)建設(shè)正是在這一背景下提出的，系統(tǒng)的建設(shè)將極大地提高日常應(yīng)急管理和發(fā)生突發(fā)生產(chǎn)安全事故后的應(yīng)急救援指揮調(diào)度能力。

本文結(jié)合廣州市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援自有的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，針對(duì)安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮和日常應(yīng)急管理的需求，重點(diǎn)探討了安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)，研究了系統(tǒng)的總體架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。

2 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和總體架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

該系統(tǒng)從突發(fā)安全生產(chǎn)事件的應(yīng)急處置流程出發(fā)，開(kāi)發(fā)建設(shè)應(yīng)急指揮、監(jiān)控管理等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)管理、空間分析以及Web-GIS信息共享和大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)高危行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位及企業(yè)重大危險(xiǎn)源安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和常態(tài)化維護(hù)，豐富安全監(jiān)管部門(mén)的動(dòng)態(tài)監(jiān)管手段，提高應(yīng)對(duì)安全生產(chǎn)突發(fā)事故的應(yīng)急救援指揮決策能力，消除各種隱患，減少事故的發(fā)生，加快事故處置的進(jìn)程，降低事故帶來(lái)的損失，提高預(yù)防和處理安全生產(chǎn)突發(fā)事故的水平。

2.2 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，地市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)縱向要與省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局的應(yīng)急救援系統(tǒng)以及各區(qū)、縣以及重點(diǎn)防范單位的應(yīng)急救援相關(guān)系統(tǒng)相連，橫向必須和各協(xié)同單位的應(yīng)急救援相關(guān)平臺(tái)相連接。其通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)集成電信網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)和單位專(zhuān)網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，各有關(guān)單位和企業(yè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)緊密連接在一起。

廣州市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)由應(yīng)急指揮場(chǎng)所、移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)、基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、綜合應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)急平臺(tái)前端展示、法律與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及安全保障體系構(gòu)成。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

（1）基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)

基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)建設(shè)包括應(yīng)急通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、圖像接入系統(tǒng)、存儲(chǔ)備份系統(tǒng)建設(shè)。

（2）綜合應(yīng)用系統(tǒng)

綜合應(yīng)用系統(tǒng)能夠采集、分析和處理應(yīng)急救援信息，為應(yīng)急救援指揮機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)、指揮突發(fā)生產(chǎn)安全事故救援工作提供參考依據(jù)。綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括應(yīng)急值守系統(tǒng)、指揮調(diào)度系統(tǒng)、應(yīng)急保障系統(tǒng)、模擬演練系統(tǒng)和預(yù)案管理系統(tǒng)。

圖1 安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、安監(jiān)數(shù)據(jù)庫(kù)和支撐數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)的建設(shè)。

（4）應(yīng)急指揮場(chǎng)所

應(yīng)急救援指揮場(chǎng)所是指值守應(yīng)急和指揮會(huì)商的辦公場(chǎng)所以及支撐應(yīng)急平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的場(chǎng)所，其建設(shè)應(yīng)滿(mǎn)足日常應(yīng)急管理和應(yīng)急處置的需求。

（5）移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)

移動(dòng)應(yīng)急平臺(tái)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商、指揮調(diào)度、移動(dòng)辦公、現(xiàn)場(chǎng)圖像采集等功能。

（6）安全保障體系

嚴(yán)格遵守國(guó)家保密規(guī)定，利用電子政務(wù)網(wǎng)安全保障體系，嚴(yán)格用戶(hù)權(quán)限控制，確保涉密信息傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理安全。

（7）法律與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

系統(tǒng)接口從設(shè)計(jì)到實(shí)施都遵循國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證不同信息和信令的互聯(lián)互通。

3 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

3.1 綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)

綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要由信息接報(bào)管理、值班業(yè)務(wù)管理、時(shí)間信息管理和報(bào)表管理四個(gè)模塊組成。綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)滿(mǎn)足值守應(yīng)急需要，與省安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮平臺(tái)、市政府應(yīng)急平臺(tái)、其它政府部門(mén)應(yīng)急平臺(tái)7x24小時(shí)聯(lián)絡(luò)暢通；能夠接收和顯示來(lái)自事故現(xiàn)場(chǎng)、救援隊(duì)伍、社會(huì)公眾各渠道的預(yù)測(cè)預(yù)警信息、現(xiàn)場(chǎng)信息、音視頻數(shù)據(jù)等信息，并對(duì)各種信息進(jìn)行全面監(jiān)控管理。

3.2 輔助決策系統(tǒng)

輔助決策系統(tǒng)包括組織機(jī)構(gòu)管理、應(yīng)急救援基礎(chǔ)庫(kù)管理、應(yīng)急救援輔助指揮和案例庫(kù)管理等功能。輔助決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急救援事件時(shí)，能快速提供相應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案，準(zhǔn)確提供相關(guān)處置步驟指引及應(yīng)急救援需要的各類(lèi)應(yīng)急資源分布及調(diào)集相關(guān)信息（如圖2為事故周邊專(zhuān)家信息），為應(yīng)急救援指揮提供輔助決策支持，實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度“一張圖”的應(yīng)急救援輔助決策，提高應(yīng)急救援指揮調(diào)度決策效率。

圖2 事故周邊專(zhuān)家信息

3.3 指揮調(diào)度系統(tǒng)

指揮調(diào)度系統(tǒng)由信息匯聚、信息表現(xiàn)、任務(wù)管理、處置跟蹤和資源調(diào)度五個(gè)模塊組成。指揮調(diào)度系統(tǒng)提供基于GIS地圖的位置顯示支持，當(dāng)有事故發(fā)生時(shí)，地圖可以漫游到了事故發(fā)生地點(diǎn)。系統(tǒng)建立常見(jiàn)事故場(chǎng)景的應(yīng)急救援處置方案，根據(jù)事故信息，可搜索應(yīng)急處置方案，根據(jù)處置方案提供的處置步驟建議，應(yīng)急資源建議，應(yīng)急專(zhuān)家建議，指定調(diào)度資源，指定調(diào)度專(zhuān)家，應(yīng)急聯(lián)絡(luò)人，應(yīng)急部門(mén)職責(zé)及值守電話(huà)信息，為事故處理提供快速的指揮調(diào)度支持。

3.4 預(yù)案管理系統(tǒng)

預(yù)案管理系統(tǒng)包括政府應(yīng)急預(yù)案管理、企業(yè)應(yīng)急預(yù)案管理、安委會(huì)成員單位預(yù)案管理和預(yù)案統(tǒng)計(jì)分析。預(yù)案管理主要是對(duì)安全監(jiān)管局及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行集中管理，同時(shí)能共享給各聯(lián)動(dòng)部門(mén)、區(qū)（縣）級(jí)政府在突發(fā)生產(chǎn)安全事故應(yīng)急處理時(shí)作指導(dǎo)參考。按照“縱向到底、橫向到邊”的應(yīng)急管理體系要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)案管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上的對(duì)接，從全局把握預(yù)案建立的總體情況，并將各級(jí)預(yù)案之間進(jìn)行平滑銜接和關(guān)聯(lián)。

3.5 重大危險(xiǎn)源管理系統(tǒng)

重大危險(xiǎn)源管理系統(tǒng)包括危險(xiǎn)源基礎(chǔ)信息管理、危險(xiǎn)源視頻監(jiān)管、危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和危險(xiǎn)源GIS綜合分析。根據(jù)應(yīng)急救援管理需要，重大危險(xiǎn)源管理系統(tǒng)可結(jié)合GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)位置定位及周邊視頻、周邊脆弱目標(biāo)、周邊庇護(hù)場(chǎng)所關(guān)聯(lián)和周邊信息標(biāo)注，提供相關(guān)信息的登記、查詢(xún)、修改及周邊應(yīng)急資源、應(yīng)急專(zhuān)家及救援隊(duì)伍的管理分析。危險(xiǎn)源視頻監(jiān)控需實(shí)現(xiàn)對(duì)重大危險(xiǎn)源周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控（具體實(shí)現(xiàn)如圖3所示）。

圖3 危險(xiǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3.6 事故模擬演練系統(tǒng)

事故模擬演練系統(tǒng)包括事故后果模擬參數(shù)管理、事故后果計(jì)算模型管理和事故后果模擬應(yīng)用。事故模擬演練系統(tǒng)可以根據(jù)泄漏的物質(zhì)特性和事故發(fā)生時(shí)的具體環(huán)境信息（如風(fēng)向、風(fēng)速、地貌等）實(shí)時(shí)測(cè)算氣體擴(kuò)散范圍和空間濃度，為事故應(yīng)急救援的決策指揮提供重要的技術(shù)支撐。采用事故后果模擬計(jì)算模型，結(jié)合危化品相關(guān)特性，同時(shí)采集或設(shè)置計(jì)算模型中需要的參數(shù)因子（風(fēng)向、風(fēng)速等因素），做出科學(xué)的計(jì)算。

3.7 應(yīng)急GIS地理信息子系統(tǒng)

采用專(zhuān)業(yè)GIS平臺(tái)的應(yīng)急GIS地理信息系統(tǒng)支撐，實(shí)現(xiàn)包括地圖定位、地圖基礎(chǔ)操作（放大、縮小、漫游、標(biāo)注、計(jì)算等），實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度，路徑分析等高級(jí)空間分析技術(shù)，同時(shí)支持各類(lèi)應(yīng)急業(yè)務(wù)相關(guān)專(zhuān)題圖、環(huán)境分析、接警聯(lián)動(dòng)等高級(jí)功能操作。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

項(xiàng)目組設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了Web版的安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)以符合SOA架構(gòu)的WebGIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)Super-Map IS為基礎(chǔ)，并采用SQL Server 2008進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，集成了AJAX和Silverlight等技術(shù)，豐富和完善了客戶(hù)端的表現(xiàn)形式，為決策者提供了更加全面直觀、及時(shí)有效的信息。

SOA是一種通過(guò)一個(gè)強(qiáng)大而靈活的架構(gòu)，解決松散分布環(huán)境下面向多種需求提供全面服務(wù)的模型。用戶(hù)可以通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)或業(yè)務(wù)整合平臺(tái)，把自己需要的各種實(shí)際應(yīng)用靈活定制，從而在保證穩(wěn)定性的前提下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全面性和靈活性。采用SOA架構(gòu)，在數(shù)據(jù)層和服務(wù)層對(duì)安全生產(chǎn)信息資源及應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行整合集成，提供多種SaaS應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化共享。最終實(shí)現(xiàn)的應(yīng)急體系機(jī)構(gòu)是基于SOA的、支持流程的架構(gòu)。安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)采用SOA進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，對(duì)需要集成的已有系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)封裝。

SuperMap平臺(tái)在本系統(tǒng)中占據(jù)了系統(tǒng)的核心地位，支持服務(wù)器集群部署方式，具有高度伸縮性；支持多源數(shù)據(jù)集成與海量數(shù)據(jù)快速訪(fǎng)問(wèn)；具有較強(qiáng)的空間分析功能，能夠進(jìn)行三維空間分析，在實(shí)際操作中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)源和事故點(diǎn)的精確定位，對(duì)事故附近救援隊(duì)伍和救援資源實(shí)現(xiàn)快速搜索以及最優(yōu)路徑選取，對(duì)系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的支持。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合廣州市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的研發(fā)而展開(kāi)，從突發(fā)安全生產(chǎn)事件的應(yīng)急處置流程出發(fā)，結(jié)合廣州市安全生產(chǎn)信息化建設(shè)實(shí)際情況，分析設(shè)計(jì)廣州市安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的總體架構(gòu)和軟件平臺(tái)，制定出一套切實(shí)可行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案，在關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)上進(jìn)行了實(shí)踐突破，從而大大提高了系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性。

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