1、基于GIS的智慧安全應急管理1智慧應急應需而出應對重大突發(fā)公共安全事件的處置能力是城市現(xiàn)代化程度的一個重要標志，直接關系到人民的生命財產安全、社會穩(wěn)定和國家的安危。現(xiàn)階段，我國正進入“突發(fā)公共事件的高發(fā)期”和“社會高風險期”，如何應對這“兩高”，是我國政府的當務之急。目前，城市應急系統(tǒng)建設正處于高速發(fā)展階段，在2008年抗擊冰雪災害、汶川地震、北京奧運和2009年國慶閱兵等重大事件中為災情報告、應急指揮、實施救援等起到了重要保障作用。隨著國際化進程的加快，大中城市的安全保障問題變得十分重要，在此背景下，強化安全監(jiān)控、預警防范、突發(fā)事件的快速處置等變得十分迫切。大中城市的供水、供電、公共交通的安

2、全與保障體系變得越來越為重要。應急系統(tǒng)是政府重點工程，事關國計民生，非同小可。由于突發(fā)事件往往影響面大，需要多個級別多個部門聯(lián)動運作，帶來管理的難度，需要的不僅僅是各方的合作態(tài)度，更是協(xié)作管理的手段。目前，各級政府已經(jīng)根據(jù)國家總體應急預案的要求制定了一系列的應急預案，但是這些應急預案多以文字形式存在，當突發(fā)事件發(fā)生時，根據(jù)事件等級，啟動相應預案協(xié)調相關職能部門應對突發(fā)事件。然而，這種方法無論是在響應速度，還是在執(zhí)行效率上都存在諸多問題，在預防，分析，追蹤方面也無法提供科學的方法與指導。1.1城市應急管理中不足總結起來，目前城市應急管理存在著如下不足之處：（1）應急處置需要跨越多個部門，多個專業(yè)

3、的統(tǒng)一的指揮中心，確保信息通暢。具體包括：氣象、環(huán)保、交通、公安、城管、衛(wèi)生、質監(jiān)、工商、林業(yè)、海洋、水、電、氣、工業(yè)生產等。（2）各個部門可能已有自己的應急和監(jiān)控系統(tǒng)，但是都是互相孤立的。目前城市的終端監(jiān)測設備沒有統(tǒng)一的標準，數(shù)據(jù)格式、設備廠商不同，信息整合難度大；信息不能及時有效發(fā)布，可能帶來衍生的其他的安全事故。（3）各個部門組織協(xié)調，資源調度不能統(tǒng)一。仍在使用傳統(tǒng)的通訊溝通方式；調度方式以人工為主；缺少IT技術支持；缺少統(tǒng)一標準。（4）預案的定義和執(zhí)行停留在手工和紙質方式，對應急事件的處理缺乏及時監(jiān)控。（5）現(xiàn)有IT系統(tǒng)對新的應急事件不能快速反應和及時處理。1.2智慧應急解決應急管理之

4、“痛”智慧應急從事前的預防與準備、事中的感知與響應、事后的恢復與總結三方面出發(fā)，解決目前應急管理中遇到的問題。1.2.1事前一預防與準備（1）風險辨識與分析：辨識風險源、重點防護目標、關鍵基礎設施等；通過風險分析來鑒別災害事件潛在方面及影響程度。（2）數(shù)字化預案管理：對預案進行建模，來制定緊急事件處理計劃及工作列表；對預案進行分析，來確定預案所能覆蓋的緊急事件范圍及復雜度；對預案進行仿真。（3）應急資源管理：建立、管理和維護應急資源庫。1.2.2事中一實時感知及快速響應（1）監(jiān)測預警：快速全面獲取事件的相關信息，特別是事件現(xiàn)場周邊的數(shù)據(jù)如溫度、濕度、氣體濃度、降雨量、風速、風向等；以及現(xiàn)場動態(tài)

5、視頻或者靜態(tài)圖像等。結合專業(yè)模型預測突發(fā)事件的影響范圍、影響方式、持續(xù)時間和危害程度等，減少衍生次生災害發(fā)生，為應急救援決策的制定和實施提供支撐。（2）處置救援：應急指揮人員掌握應急隊伍、應急物資、應急裝備等資源的分布情況，會同相關應急機構、部門和地區(qū)研究提出部署和調度指揮方案，及時將突發(fā)公共事件發(fā)生發(fā)展情況和應急處置進展情況傳遞給有關方面，實現(xiàn)協(xié)同指揮、有序調度和有效監(jiān)督，提高應急處置效率。（3）應急資源保障：制定應急資源的優(yōu)化配置方案，對應對過程中所需資源的狀態(tài)跟蹤、反饋，保證資源及時到位，滿足應急救援工作的需要和災區(qū)群眾的基本生活。1.2.3事后一重建恢復及分析總結（1）評估重建所需投入

6、（2）統(tǒng)一管理志愿者（3）各界捐助物資的追蹤可視化（4）支持損毀狀況評估及合理賠付要求（5）開展事后分析、總結報告（6）進一步改進預案以應對將來智慧應急的最終目的是從智能感知、智能分析、智能處理等三方面解決目前應急管理中遇到的問題，提高應急管理水平。2.智慧應急之“眼”一感知是基礎監(jiān)測監(jiān)控和信息接報貫穿于常態(tài)化和非常態(tài)化應急管理中，智能地獲取多方面信息，如溫度、濕度、氣體濃度、降雨量、風速、風向以及現(xiàn)場動態(tài)視頻或者靜態(tài)圖像等，是實現(xiàn)智慧應急管理的基礎。隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出和逐步實施，為準確、快速獲取多方面信息提供了基礎。通過城市中連接在一起的各處應急信息采集點，包括安防系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)

7、和公安系統(tǒng)的實時監(jiān)控設備，實時通過網(wǎng)絡將監(jiān)控信息傳輸給城市各應急部門，便于監(jiān)控現(xiàn)場情況、為綜合研判、協(xié)同處理提供輔助支持。物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是在1997年ITU系列會議上提出的，英文名稱叫“InternetofThings”，即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產業(yè)的第三次革命浪潮，主要是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接。但是現(xiàn)在提出的物聯(lián)網(wǎng)比原有概念已經(jīng)有了很大的擴展，引入了傳感器網(wǎng)和無線網(wǎng)絡，覆蓋了互聯(lián)網(wǎng)，其應用更加廣泛。提到物聯(lián)網(wǎng)，有很多概念，如泛在網(wǎng)、傳感網(wǎng)、智慧地球、感知中國等，

8、這些概念的不同在于出發(fā)點和側重點不同，而基本內涵是一樣的。物聯(lián)網(wǎng)是對于世界上的事物進行感知、識別，進行智能的分析。而傳感網(wǎng)是采用大量的智能傳感器的節(jié)點，形成無線自組網(wǎng)絡系統(tǒng)，傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的承載方式。泛在網(wǎng)所強調的是無處不在的服務，在泛在網(wǎng)的網(wǎng)絡內，涵蓋了各種的感知設備、通信網(wǎng)等，是傳感網(wǎng)的承載。感知層由各類傳感器組成，這是物聯(lián)網(wǎng)的基礎部分。最廣義來說，傳感器是把各種非電量轉換成電量的裝置，非電量可以是物理量、化學量、生物量等。在應急管理中，需要監(jiān)控各類傳感器，包括液位傳感器、速度傳感器、振動傳感器、壓力傳感器、紅外線傳感器、圖像傳感器等，以及從移動應急平臺傳遞的各類現(xiàn)場信息。i.互墨網(wǎng)傳感網(wǎng)

9、通信網(wǎng)pi4厘1通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)應急智能感知屮3智慧應急之“腦”一分析是核心要實現(xiàn)智慧應急管理，智能分析是核心。獲取多方面的監(jiān)控信息后，需要進行綜合的分析研判，判斷事件預警等級、影響范圍確定、周邊因素分析、可用應急資源分析、物資配送路徑分析、人員疏散路徑分析等等，都需要有強大和足夠聰明的大腦-應急平臺。應急平臺是以公共安全科技為核心，以信息技術為支撐，軟硬件相結合的突發(fā)公共事件應急保障技術系統(tǒng)，是實施應急預案的工具；具備日常管理、風險分析、監(jiān)測監(jiān)控、預測預警、動態(tài)決策、綜合協(xié)調、應急聯(lián)動與總結評估等功能。通常提到的“應急聯(lián)動系統(tǒng)”、“應急指揮平臺”和“應急信息系統(tǒng)”等，都從不同側面對“應急平臺”

10、進行了描述。但是需要明確應急平臺與信息平臺和指揮平臺的區(qū)別：(1)應急平臺不僅僅是信息平臺：信息平臺只提供“過去”和“現(xiàn)時”的狀態(tài)數(shù)據(jù)，應急平臺需要提供“未來”災害發(fā)展趨勢、預期后果、干預措施、應急決策、預期救援結果評估，以及全方位監(jiān)測監(jiān)控，具有發(fā)現(xiàn)潛在威脅的預警功能。(2)應急平臺不僅僅是指揮平臺：應急平臺是為應急管理服務的，包括“平時”以及“戰(zhàn)時”，應急平臺能對突發(fā)公共事件進行科學預測和危險性評估，能動態(tài)生成優(yōu)化的事故處置方案和資源調配方案，形成實施應急預案的交互式實戰(zhàn)指南，為應急管理提供便捷的工具，為指揮決策提供輔助支持手段。與標準規(guī)范教攜倉庫大型指揮廳中型圖2應急平臺架構圖*含務f綜業(yè)

11、管瞼患渕揑風隱監(jiān)防預鞘預V橫型事件庫厚信息計算機數(shù)抿交漏通信網(wǎng)貉共事系統(tǒng)！L值班室玄商室f1應急平臺由基礎支撐系統(tǒng)和綜合應用系統(tǒng)兩大部分組成，即硬件支撐和核心應用。支撐系統(tǒng)包括：通信系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、圖像接入系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、移動應急平臺、安全支撐系統(tǒng)和容災備份系統(tǒng)等；應用系統(tǒng)包括：綜合業(yè)務管理系統(tǒng)、風險隱患監(jiān)測防控系統(tǒng)、預測預警系統(tǒng)、智能方案系統(tǒng)（即數(shù)字預案系統(tǒng)）、指揮調度系統(tǒng)、應急資源管理和保障系統(tǒng)、應急評估系統(tǒng)、模擬演練系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。4智慧應急之“手”一處置是根本完成信息獲取和智能分析之后，最終目的是要完成應急事件的處置，減少災害造成的損失，這需要快速協(xié)調多方處置力量，各負其責

12、、高效有序的完成事件處置。在這個過程中，應急資源的調配與應急資源保障顯得的尤為重要。4.1應急資源調配應急指揮人員掌握應急隊伍、應急物資、應急裝備等資源的分布情況，會同相關應急機構、部門和地區(qū)研究提出部署和調度指揮方案，及時將突發(fā)公共事件發(fā)生發(fā)展情況和應急處置進展情況傳遞給有關方面，實現(xiàn)協(xié)同指揮、有序調度和有效監(jiān)督，提高應急處置效率。4.2應急資源保障應急保障系統(tǒng)實現(xiàn)對人力、物力、財力、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運輸、通信保障等資源的管理，包括資源監(jiān)控（應急資源跟蹤反饋、應急資源分布、應急資源狀態(tài)等），以及資源儲備、配置、調度和編碼管理等。完成動態(tài)掌握主要救援隊伍、應急儲備物資和救援裝備、應急通信系統(tǒng)、醫(yī)

13、療急救機構、應急資金儲備等狀況；提供對應急資源的協(xié)調管理，進行應對過程中所需資源的狀態(tài)跟蹤、反饋，保證資源及時到位；實現(xiàn)對公共安全領域內多個部門的專業(yè)技術裝備信息的統(tǒng)一管理。5.GIS在智慧應急中的應用城市應急管理應滿足日常值守應急和處置突發(fā)公共事件的需要，應急業(yè)務分為常態(tài)業(yè)務和非常態(tài)業(yè)務。常態(tài)業(yè)務指沒有突發(fā)公共事件發(fā)生時的應急管理業(yè)務，而非常態(tài)業(yè)務則反映了突發(fā)公共事件發(fā)生時的業(yè)務。根據(jù)應急管理工作流程，常態(tài)業(yè)務主要是預防和應急準備工作，包括值守應急、應急規(guī)劃與平臺建設、預案管理、應急演練、應急培訓、科普宣教等業(yè)務；非常態(tài)業(yè)務涉及監(jiān)測與預警、應急處置與救援、恢復與重建等過程，包括突發(fā)公共事件發(fā)

14、生時的應急值守、風險源監(jiān)測、風險隱患排查、分析研判、預警信息發(fā)布、職能輔助決策、指揮調度、應急資源保障、恢復重建和應急評估等業(yè)務。其中常態(tài)和非常態(tài)業(yè)務均涉及應急值守、風險分析、預測預警和應急資源保障。常態(tài)應急日常管理三急專題數(shù)據(jù)評理峙維護應急片題地罔打印應急培訓應總演練風險賤測風險評估預測預警資源探障資源調呢態(tài)勢模捌=災苦損矢評吩折研判預警信息發(fā)布指揮謂度監(jiān)測偵警/!1_一!_應急能力評估總結評怙非常態(tài)圖3應急管理業(yè)務分析圖我5.1GIS服務于應急日常管理應急日常管理作為常態(tài)化管理的主要工作，包括應急日常值守、應急事件接報、應急專題數(shù)據(jù)維護、預案管理、應急專題圖打印以及應急培訓與應急演練，在以

15、上的各個環(huán)節(jié)，GIS都可以提供很好的支撐。圖7事件接根示意圖圖芋預案管理*5.2GIS服務于風險隱患監(jiān)測與預測預警為降低突發(fā)事件的發(fā)生概率，需要在平時做好風險隱患監(jiān)測與預測預警，做到防患于未然，GIS在重大危險源監(jiān)控、移動危險源監(jiān)控、綜合預測預警和風險評估中都起到了重要作用。5.3GIS服務于應急處置救援應急事件處置中，需要綜合各方面的信息，如天氣因素、環(huán)境因素、周邊人口、危險品物質類別、事發(fā)時間段等各類因素，通過GIS可以將各類影響因素進行綜合考慮，進行綜合分析，對事故的進展進行態(tài)勢感知，為應急指揮輔助決策提供支持。在應急業(yè)務實戰(zhàn)中通常會用到第三方開發(fā)的模型，例如人員疏散模型、危險品擴散模型

16、、綜合預測預警模型、衍生次生災害預警模型、人群疏散避難模型、智能研判模型、評估模型等ArcGIS可以接入第三方開發(fā)的多種應急業(yè)務分析模型，提高系統(tǒng)業(yè)務服務能力。將突發(fā)事件的發(fā)展過程和針對該事件的處置過程以時間的先后順序展現(xiàn)在地圖上。使用事件模型，在地圖上模擬出事件的發(fā)生、發(fā)展、結束的狀態(tài)，根據(jù)時間的推移事件發(fā)展態(tài)勢的變化，實現(xiàn)態(tài)勢展現(xiàn)、態(tài)勢推演及事件回放等功能。根據(jù)事故發(fā)生地點的具體位置，GIS幫助快速選擇和按照最優(yōu)路徑調配營救力量，將應急物資、救援人員、以及救援車輛的實時分布位置展現(xiàn)在電子地圖上，結合事故發(fā)生現(xiàn)場的情況，指揮和調度人員和物資快速到達事發(fā)現(xiàn)場。根據(jù)危險發(fā)生的類型，GIS能夠建立

17、危險影響和擴散的方向和速度模型，從而快速決策出避難區(qū)域和制定補救措施。在某些類型的突發(fā)事件，如火災、危化品泄漏等，需要考慮如何快速的將受災人員撤離到避難場所，借助GIS的最短路徑分析，可以快速生成人員疏散路徑。在應急業(yè)務以及應急預案的制作與應急事件的處置過程中，需要通過地圖來標繪事件態(tài)勢。ArcGIS特有的B/S架構下的態(tài)勢標繪，為多級應急指揮的協(xié)同標繪和動態(tài)推演提供強有力支持。itMMq圖s爲、寫模型接入圖9災害模擬圖11人員疏散路徑規(guī)劃4圖10智能處置方案.右5.4GIS服務于應急評估與恢復重建GIS是建立各類應急事件評估模型的基礎，包括各種信息處理模型、地學模型、自然災害應急評估與預評估

18、模型、影響評估模型等，利用GIS可實現(xiàn)災情的快速評定。災情評估是利用遙感信息、觀測信息，并依據(jù)社會經(jīng)濟背景數(shù)據(jù)庫、自然地理、地質條件數(shù)據(jù)庫和歷史災情數(shù)據(jù)庫，對災害進行監(jiān)測的基礎上，對受災地區(qū)進行實時或準實時的災害應急評估，主要對災害的規(guī)模大小、可能造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡進行評估，對受災地區(qū)的災情進行評定。應急資源和應急能力的評估包括對突發(fā)性事件處理過程、已有的應急資源和應急能力進行評估，明確應急救援的需求和不足。按照應急預案的相關規(guī)定，建立評價模型，再現(xiàn)應急過程，并且將應急資源、人員分布等展現(xiàn)于電子地圖上，結合GIS的空間分析模型，對應急過程前、過程中和過程后的物資、人員的部署以及救援方式的規(guī)劃等進行綜合評估，形成應急能力評估報告。當事故發(fā)生以后，恢復重建的工作隨即開始，包括為災民提供臨時住所、食物和水，恢復電力供應和通信系統(tǒng)等。利用移動GIS平臺，可以在野外更新中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，結合GPS信息源，可快速定位到每一個受圖圖災害損尖評估基于影像的災損評估130也損設施以及受損地區(qū)，標出其具體受損程度和數(shù)量。移動GIS平臺所采集的數(shù)據(jù)可在野外更新中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，由中心數(shù)據(jù)庫所支持的GIS災后評估系統(tǒng)對損失做出準確的評估，由重建部門根據(jù)地區(qū)受損和人口分布等