突發(fā)事件應急會商與預案交互生成系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)*

李 群

(中國安全生產(chǎn)科學研究院，北京 100012)

0 引言

近些年，隨著我國各級應急管理部門對突發(fā)事件應急的逐年重視，國家整體應急管理水平明顯提高，以應急準備和應急預案等為核心的應急管理體系建設(shè)也得到快速發(fā)展，但回顧近期發(fā)生的幾起重特大事故的應急處置過程，相關(guān)應急處置過程中仍存在較多問題，譬如：2013年發(fā)生的“11·22”青島輸油管道爆炸事故的應急過程中，相關(guān)應急管理部門與涉事企業(yè)存在多處處置不當?shù)膯栴}，其中溝通與協(xié)作、應急預案的啟動與執(zhí)行等問題非常突出[1]。因此，圍繞各類突發(fā)事件應急處置過程中的“協(xié)作”以及“決策”問題，眾多學者從“應急會商”和“應急預案”、尤其是“應急現(xiàn)場處置方案”等方面開展針對性研究。在應急會商機制構(gòu)建與實際行業(yè)應用方面，劉丹[2]等圍繞流域突發(fā)水污染事件應急能力體系建設(shè)開展針對性研究，提出從應急機制與預案體系、風險防控體系、應急監(jiān)測能力、應急會商與決策能力、應急保障能力建設(shè)等5個具體方面入手；李永林[3]等從地質(zhì)災害應急演練、地質(zhì)災害巡測、地質(zhì)災害應急等3個方面舉例說明遠程會商系統(tǒng)的實際應用情況；范宏喜[4]則回顧了國土資源部利用“地災應急IP 衛(wèi)星指揮與遠程會商系統(tǒng)”與四川蘆山地震災區(qū)進行遠程會商的實際情況。在相關(guān)應急會商技術(shù)系統(tǒng)方面，畢于慧[5]等提出基于綜合集成研討廳的方法，設(shè)計構(gòu)建應急虛擬會商系統(tǒng)；崔璟[6]等在傳統(tǒng)電視電話會議系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出增加分布式地理信息系統(tǒng)，進而實現(xiàn)遠程參會者實時協(xié)作完成相關(guān)應急專題地圖的制作；宋梅[7]論述了北京地鐵應急會商系統(tǒng)的主要功能、系統(tǒng)構(gòu)建與網(wǎng)絡(luò)方案。在應急預案(含現(xiàn)場處置方案)的編制與生成方面，林輝[8]在充分梳理現(xiàn)有應急預案體系的基礎(chǔ)上，針對應急預案(含現(xiàn)場處置方案)編制和實施時常見的誤區(qū)進行分析，并提出預案編制的一般性步驟；胡飛虎[9]等針對應急預案創(chuàng)建過程的可變性問題，提出用工作流技術(shù)進行相應的過程管理，進而提高應急預案生成系統(tǒng)的適用性；李洋[10]等提出將基于案例推理(CBR)與基于規(guī)則推理(RBR)相結(jié)合的應急預案快速生成方法。總結(jié)以上現(xiàn)有研究成果可知，圍繞“應急會商”與“應急預案”開展的理論、方法、技術(shù)與應用方面的研究較多，但研究成果較為分散，理論方法方面的研究較側(cè)重于應急實踐中的業(yè)務指導，而技術(shù)系統(tǒng)方面的研究較側(cè)重于具體信息化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應用以及相關(guān)物理系統(tǒng)的搭建，針對此問題，本文從實際突發(fā)事件應急響應與處置的業(yè)務需求與流程分析入手，具體討論相關(guān)系統(tǒng)功能對實際應急業(yè)務的響應性，并提出相關(guān)軟件系統(tǒng)的架構(gòu)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最后通過具體物理系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)進行展示說明，研究成果可為相關(guān)應急管理系統(tǒng)平臺的工程建設(shè)與系統(tǒng)集成提供參考。

1 應急會商與預案交互生成的業(yè)務分析

與以往將應急會商作為單獨的應急管理環(huán)節(jié)進行討論不同，本文為了更好地分析應急會商在實際應急處置過程中的定位，將以應急預案為核心來探討相關(guān)應急會商與預案交互生成的業(yè)務流程。而基于信息化技術(shù)開展的應急會商與預案交互生成，首先需要明確現(xiàn)有應急預案的體系結(jié)構(gòu)以及數(shù)字化發(fā)展現(xiàn)狀。自2004 年國

務院頒發(fā)國家突發(fā)事件總體預案以來，全國各地方和企事業(yè)單位相繼開展應急預案的編制工作，初步形成了以“總體預案—專項預案—部門預案—企事業(yè)單位預案”為主線的應急預案體系[11]，但由于我國關(guān)于應急管理理論與技術(shù)的研究起步較晚[12]，以應急預案為重要內(nèi)容的應急平臺建設(shè)仍處于推廣建設(shè)期，其中應急預案的數(shù)字化程度也較為初級，根據(jù)應急預案數(shù)字化的形式，可將應急預案數(shù)字化分為：預案電子化、預案結(jié)構(gòu)化和預案智能化等3個階段。其中應急預案電子化是應急預案數(shù)字化發(fā)展過程的初級階段，是由紙質(zhì)預案到電子文檔預案的轉(zhuǎn)化階段，很多應急預案以各種電子文檔格式(Word，WPS)存儲在計算機中，方便存檔管理，但無法實現(xiàn)快速檢索和部分數(shù)據(jù)提取、交換，目前沒有實現(xiàn)MIS系統(tǒng)的中小型企業(yè)一般處在此階段；而應急預案結(jié)構(gòu)化是為了克服應急預案電子化在管理和檢索方面的不足，將應急預案按照一定的結(jié)構(gòu)進行重新梳理，并存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(如SQLSERVER和ORACLE等)中，這樣結(jié)構(gòu)化存儲的應急預案可以實現(xiàn)快速檢索和預案特征數(shù)據(jù)的提取與交換，目前大多數(shù)實現(xiàn)了MIS系統(tǒng)的大中型企業(yè)和政府機關(guān)處在此階段，具有較好的實際可操作性；應急預案智能化是指在應急預案結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)上，引入各種專業(yè)分析模型和工具，對應急預案的組成結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)進行深度挖掘，找到應急預案在事故應急處理過程中的上下文關(guān)系，將靜態(tài)的應急預案運用到不同應急情景的應急處置中去，目前僅有部分科研機構(gòu)和高校的科研項目中實現(xiàn)了應急預案智能化，但距離實際上線應用尚有一定距離。

在明確應急預案數(shù)字化的不同階段基礎(chǔ)上，本文所要探討的應急會商與交互生成的應急預案屬于結(jié)構(gòu)化應急預案范疇，可兼顧信息化系統(tǒng)的可實現(xiàn)性與應急實踐中的可操作性，而圍繞其開展的應急會商與預案交互生成業(yè)務如圖1所示。

圖1 應急會商與預案交互生成業(yè)務流程分析Fig.1 Business analysis of emergency consultation and emergency plan interactive generation

從圖1可知，整個應急會商及預案交互生成過程以“會商專家信息管理”—“會商專家在線會商”—“預案交互生成”—“預案發(fā)布”4個環(huán)節(jié)為主線，配以“實時災情信息發(fā)布”、“知識信息管理”、“預案模板信息管理”和“預案信息管理”等4個業(yè)務環(huán)節(jié)進行支持。

1.1 會商專家信息管理

該環(huán)節(jié)主要負責參與會商專家的信息收集、狀態(tài)跟蹤、權(quán)限分配及會商專家通知等工作內(nèi)容，其中會商專家的通知主要采用手機短信、電子郵件、系統(tǒng)平臺站內(nèi)消息等形式。

1.2 會商專家在線會商

該環(huán)節(jié)主要負責將分布于不同地點的各類專家通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，使他們能夠通過計算機在線互相交流有關(guān)預案的觀點和看法，具體的會商形式包括語音會商、視頻會商、文字會商、地圖協(xié)同標繪以及文件共享等。

1.3 預案交互生成

該環(huán)節(jié)主要負責收集參與會商的專家意見，并按照相關(guān)的預案結(jié)構(gòu)以及內(nèi)容要求，形成最終統(tǒng)一的應急預案，而桌面共享與在線文檔的展示(如word，pdf格式文件)是具體的實現(xiàn)形式。

1.4 預案發(fā)布

該環(huán)節(jié)主要負責將應急預案最終稿以多種方式對外發(fā)布出去，發(fā)布方式包括在線發(fā)布、郵件發(fā)送和手機短信發(fā)送等3種方式，而對外發(fā)布首先需獲得相關(guān)的審批和授權(quán)，而接收預案內(nèi)容的部門和人員范圍也需進行審核。

1.5 實時災情信息發(fā)布

該環(huán)節(jié)主要負責收集、發(fā)布與事故現(xiàn)場有關(guān)的各類信息，包括：氣象信息、道路信息、災情快報等，而災情信息的發(fā)布也需要通過相關(guān)部門的審核(主要對信息的準確性及發(fā)布范圍等內(nèi)容進行審核)。該環(huán)節(jié)滾動更新的各類災情信息是“專家在線會商”的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之一。

1.6 知識信息管理

該環(huán)節(jié)主要為應急預案會商的專家提供相關(guān)應急知識的支持，包括事故案例支持、法律法規(guī)支持、標準規(guī)范支持、危險化學品理化性質(zhì)支持、常見事故處置程序等。

1.7 預案模板信息管理

該環(huán)節(jié)主要為預案交互生成提供“模板支持”，預案模板信息主要包括：模板名稱、模板狀態(tài)、模板制作時間、模板最新修改時間、模板適用條件、模板整體層次結(jié)構(gòu)、模板示例等內(nèi)容，而不同的模板信息需支持各種形式的輸出(如打印輸出、單獨文檔保存輸出、大綱視圖輸出等)。

1.8 預案信息管理

該環(huán)節(jié)負責對專家會商形成的應急預案信息進行管理，同時提供對應急預案不同版本的跟蹤記錄。

2 應急會商與預案交互生成系統(tǒng)的用例分析

通過對以上的“4主”、“4輔”業(yè)務流程與環(huán)節(jié)的分析，可以進一步對系統(tǒng)的主要參與者與用例進行分析，系統(tǒng)角色主要包括：系統(tǒng)管理員、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員、實時災情信息管理員、實時災情發(fā)布員、會商組織者、會商專家、預案信息發(fā)布員等7大類，如圖2所示。

圖2 應急會商與預案交互生成系統(tǒng)用例Fig.2 Use cases of emergency consultation and emergency plan interactive generation system

2.1 系統(tǒng)管理員

作為系統(tǒng)后臺管理者，主要負責系統(tǒng)平臺穩(wěn)定、安全運行過程中所需的各類配置與管理工作，包括系統(tǒng)用戶信息的增刪改查、系統(tǒng)各類后臺服務的自檢與配置管理、系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)的備份與還原(數(shù)據(jù)完整性和時效性)、系統(tǒng)日志的管理。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員

作為系統(tǒng)運行中基本業(yè)務數(shù)據(jù)的提供者與維護者，主要負責各類應用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護工作，具體包括對各類知識信息的增刪改查、預案模板信息的邏輯構(gòu)建以及應急預案信息的版本維護。

2.3 實時災情信息管理員與發(fā)布員

作為系統(tǒng)運行中各類動態(tài)災情信息的提供者與發(fā)布者，負責災情信息的增刪改查以及審核發(fā)布，發(fā)布是指災情信息以在線發(fā)布、郵件發(fā)送和手機短信發(fā)送的方式發(fā)布給指定人員。

2.4 會商組織者與會商專家

作為系統(tǒng)的主要參與者，會商組織者負責應急會商的發(fā)起、過程控制(包括應急會商內(nèi)容的在線記錄與共享展示)以及結(jié)束，會商專家則在已經(jīng)創(chuàng)建的會商基礎(chǔ)上，通過語音、文字、視頻、文件資料以及電子地圖等形式參與應急處置方面的在線討論。

2.5 預案信息發(fā)布員

作為會商結(jié)果的主要審核與發(fā)布者，預案信息發(fā)布員將審核通過的預案信息通過網(wǎng)絡(luò)、郵件、手機短信(預案下載鏈接)等形式發(fā)布至指定人員處。

3 應急會商與預案交互生成系統(tǒng)的整體架構(gòu)及關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

應急會商與預案交互生成系統(tǒng)的整體架構(gòu)采用分層模塊化設(shè)計，從整體上由低至高可以劃分為物理層、基礎(chǔ)軟件層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務層與用戶層，如圖3所示。

圖3 應急會商與預案交互生成系統(tǒng)整體架構(gòu)Fig.3 Architecture of emergency consultation and emergency plan interactive generation system

3.1.1 物理層

物理層是系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，主要包括承載各種功能的服務器和外圍設(shè)備。其中WEB服務器主要通過IIS對外提供http訪問服務；數(shù)據(jù)庫服務器是系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中存儲的地方，主要部署相關(guān)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；通信服務器上主要部署系統(tǒng)中相關(guān)的交互服務平臺(例如：在線語音/視頻交互軟件)；流媒體服務器主要部署相關(guān)的流媒體軟件，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的媒體點播與廣播；地圖服務器上主要部署相關(guān)的GIS服務軟件(例如：Supermap 的iServer，Geoserver等)；多口短信貓主要實現(xiàn)應急現(xiàn)場對外群發(fā)相關(guān)應急信息的手機短信，由于該種設(shè)備直接使用SIM卡，通過運行商的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短信，故是災難現(xiàn)場通過計算機網(wǎng)絡(luò)對外通信的1種有力補充。

3.1.2 基礎(chǔ)軟件層

基礎(chǔ)軟件層是在系統(tǒng)物理層之上部署的基礎(chǔ)類軟件，該類軟件主要包括：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、流媒體服務軟件、通信服務程序、FTP服務端軟件、GIS服務軟件、在線語音/視頻交互軟件包、第三方短信發(fā)送服務(例如：短信貓廠商的開發(fā)接口程序、與第三方短信發(fā)送平臺的接口程序等)。

3.1.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)核心，系統(tǒng)所有的業(yè)務環(huán)節(jié)均圍繞數(shù)據(jù)層相關(guān)的數(shù)據(jù)庫進行開展，主要包括：系統(tǒng)用戶與權(quán)限配置數(shù)據(jù)庫、應急預案數(shù)據(jù)庫、應急預案模板數(shù)據(jù)庫、地理信息數(shù)據(jù)庫、法律法規(guī)數(shù)據(jù)庫、事故案例數(shù)據(jù)庫、標準規(guī)范數(shù)據(jù)庫、實時災情交互數(shù)據(jù)庫、在線會商數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

3.1.4 業(yè)務層

業(yè)務層是本系統(tǒng)的業(yè)務執(zhí)行環(huán)節(jié)，所有相關(guān)的業(yè)務流程均在該層進行實現(xiàn)，如圖3所示，該層在“系統(tǒng)權(quán)限控制管理模塊”的保障下，以“會商管理模塊”為核心模塊，“資料共享模塊”、“應急知識管理模塊”、“文字交互模塊”、“語音交互模塊”、“視頻交互模塊”、“地圖協(xié)同標繪模塊”、“實時災情發(fā)布模塊”、“預案在線交互生成模塊”等8個模塊為輔助擴展模塊，實現(xiàn)相關(guān)的預案會商和交互生成業(yè)務目標，最終以“預案管理模塊”和“預案發(fā)布模塊”2個模塊將預案會商與交互的結(jié)果進行存儲與發(fā)布。

3.1.5 用戶層

用戶層是系統(tǒng)的最上層，代表不同用戶角色的統(tǒng)一訪問方法和界面(單點登錄)，包括：系統(tǒng)管理員、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員、實時災情信息管理員、實時災情發(fā)布員、預案信息發(fā)布員、會商組織者和會商專家等7類用戶。

3.2 系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

應急會商與預案交互生成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心是基于預案模板的應急預案信息與內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)實體關(guān)系圖的形式進行說明，如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)實體關(guān)系Fig.4 Entity relation of system key data

4 應急會商與預案交互生成系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)

應急會商與預案交互生成系統(tǒng)采用B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應用JAVA，F(xiàn)LEX等后端和前端技術(shù)；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用Mysql和SQLServer；分布式地理信息系統(tǒng)采用Supermap；在線會商與實時交互采用Anychat SDK和BigBlueButton平臺開發(fā)，圖5為在線預案交互修改與生成頁面，圖6在線預案信息全文查詢頁面。

圖5 在線預案交互修改與生成頁面Fig.5 Page of emergency plan interactive generation and modification on line

圖6 在線預案信息全文查詢頁面Fig.6 Page of emergency plan full-text query on line

從系統(tǒng)實現(xiàn)的角度來看，采用的均為較為成熟的系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)，后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)均為業(yè)內(nèi)主流平臺，故與其它應急管理業(yè)務系統(tǒng)對接時，具有較好的系統(tǒng)兼容性，而從系統(tǒng)的業(yè)務定位來看，圍繞應急預案開展的會商與在線交互生成，可為應急情景構(gòu)建系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)、應急演練與評估系統(tǒng)、事故模擬仿真系統(tǒng)等提供較好的數(shù)據(jù)接口，具有較好的系統(tǒng)可集成性。

5 結(jié)論

1)在充分梳理、分析應急會商與預案交互生成業(yè)務需求與流程基礎(chǔ)上，提出以“會商專家信息管理”—“會商專家在線會商”—“預案交互生成”—“預案發(fā)布”4個環(huán)節(jié)為主線，以“實時災情信息發(fā)布”、“知識信息管理”、“預案模板信息管理”和“預案信息管理”等4個業(yè)務環(huán)節(jié)為輔線的業(yè)務模型。

2)在“4主”、“4輔”業(yè)務模型基礎(chǔ)上，提出系統(tǒng)平臺的功能用例、系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計思路，并在Anychat SDK，BigBlueButton平臺、Supermap分布式地理信息數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，采用Flex前端和JAVA后端技術(shù)實現(xiàn)物理系統(tǒng)。

3)設(shè)計實現(xiàn)的應急會商與預案交互生成系統(tǒng)在業(yè)務與數(shù)據(jù)層面具有良好的可集成性，在技術(shù)層面具要良好的兼容性，可為相關(guān)應急管理系統(tǒng)平臺的工程建設(shè)與系統(tǒng)集成提供參考。

[1] 戚建剛. 解析“11·22”青島輸油管道爆炸事件中的六類違法行為[J]. 法學雜志, 2014, 35(6):37-43.

QI Jiangang.To analyze the six violations of “11· 22” pipeline bombings in Qingdao[J].Law Science Magazine,2014,35(6):37-43.

[2] 劉丹, 黃俊. 流域突發(fā)水污染事件應急能力體系建設(shè)[J]. 人民長江, 2015, 46(19):71-74.

LIU Dan,HUANG Jun.Construction of emergent treatment capability system forabrupt water pollution accident in river basin[J].Yangtze River,2015,46(19):71-74.

[3] 李永林, 史俊利, 馬鴻飛. 淺析遠程會商系統(tǒng)在地質(zhì)災害方面的應用[J]. 內(nèi)蒙古水利, 2017(1):54-54.

LI Yonglin,SHI Junli,MA Hongfei.Application of remote consultation system in geological disaster[J].Inner Mongolia Water Resources,2017(1):54-54.

[4] 范宏喜. 北京—雅安“零”距離對接——國土資源部地災應急遠程會商系統(tǒng)赴地震災區(qū)紀事[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì), 2013(3):141-141.

FAN Hongxi.Beijing to Ya'an zero distance docking—ministry of Land and Resources remote consultation system application chronicle in earthquake areas[J].Hydrogeology & Engineering Geology,2013(3):141-141.

[5] 畢于慧, 李鴻飛, 曾熠,等. 基于綜合集成研討廳的應急虛擬會商系統(tǒng)[J]. 計算機系統(tǒng)應用, 2015, 24(5):52-56.

BI Yuhui,LI Hongfei, ZENG Yi,et al. Virtual emergency meeting system based on hall for workshop of meta-synthetic engineering[J].Computer Systems & Applications,2015,24(5):52-56.

[6] 崔璟, 黎濤, 趙宏,等. 災害應急遠程協(xié)同會商系統(tǒng)的設(shè)計與集成[J]. 地理信息世界, 2011(4):70-77.

CUI Jing,LI Tao,ZHAO Hong,et al.Design and Integration of remote collaborative consultation system on disaster response[J].Geomatics World,2011(4):70-77.

[7] 宋梅. 北京地鐵應急會商系統(tǒng)[J]. 中國新通信, 2012, 14(11):35-36.

SONG Mei.Beijing metro emergency consultation system[J].China New Telecommunications,2012,14(11):35-36.

[8] 林輝. 淺談應急預案的編制[J]. 企業(yè)改革與管理, 2016(1):23-23.

LIN Hui.Discuss about emergency plan compilation[J].Enterprise Reform And Management,2016(1):23-23.

[9] 胡飛虎, 陳婷, 張丹丹,等. 一種工作流技術(shù)實現(xiàn)的應急預案生成方法研究[J]. 微計算機信息, 2012(2):5-7.

HU Feihu,CHEN Ting,ZHANG Dandan,et al.Research on an approach to generate emergency plan based on workflow technology[J].Microcomputer Information,2012(2):5-7.

[10] 李洋, 李星, 吳秋云,等. 基于CBR+RBR的快速應急預案生成方法[J]. 兵工自動化, 2013(5):31-35.

LI Yang,LI Xing,WU Qiuyun,et al.Emergency plan generating method based on CBR and RBR[J].Ordnance Industry Automation,2013(5):31-35.

[11] 劉鐵民. 突發(fā)事件應急預案體系概念設(shè)計研究[J]. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù), 2011, 7(8):5-13.

LIU Tiemin.Design of the emergency plan system’s concept[J].Journal of Safety Science and Technology,2011,7(8):5-13.

[12] 百度百科.數(shù)字化應急預案[EB/OL].[2017-04-28].http://baike.baidu.com/link?url=YZ-dkySvs3W2NIqOqMn8eUOIZG uyIUx1GpomMARGmuTYyYIUma5lZVCHF2G7bYCjRaqz7AQ-V_VodnWbHHj588e6aPMNtYNhqFbNtqPGpx_9AILfuAF3g1lkDlEhca VdPnzTEhJe16N1OLkJUSNqDbLVLYOg1v73RNvkk1970VG.