基于3S技術的城市智慧應急系統設計一、系統建設必要性隨著經濟生活水平和科技的逐步提高，我國城市建設逐步向智慧化發展。發展智慧城市已經成為當今城市發展的趨勢和主題。目前，智慧城市發展已經涉及生活的各個方面，包括建筑、政務、醫療、交通及物流等。智慧城市建設是城市化和信息化發展到一定階段的產物，是城市發展的必然趨勢，是實現安全、和諧、宜居城市和增進民生福祉的重要舉措。李克強總理多次強調，要加強應急管理，提高公共安全和防災、救災、減災能力。智慧應急作為智慧城市構架下不可分割的重要組成部分，是智慧城市的重要體現。智慧應急的核心是作為城市主體的人，其他一切要素均可歸納為人的承載物。智慧應急是為了維護廣大人民群眾的利益，保障人民群眾的生命財產安全，因而智慧應急的目標可歸結為保障人的正常秩序和狀態。若無法保障城市的有效運行和城市居民的正常生活以及缺乏突發事件后的高效應對，城市的智慧就無從談起。因此，對重大、突發安全公共事件的應對處置能力是衡量城市現代化和智慧程度的重要標志。二、系統建設原則城市智慧應急系統的建設原則主要有以下幾方面。首先，統籌規劃、加強科學指導。城市智慧應急系統是一項巨大的綜合性很強的系統工程，涉及到多個管理部門，必須在統一領導下進行統籌規劃建設，使各單位遵照統一的規范建設，同時避免重復建設和開發。其次，信息共享，實現互聯互通。對各部門現有的基礎數據資源加以整合，統一管理數據，避免內部資源分隔、各自為政。第三，求真務實，提升服務水平。堅持以人為本，以支撐解決行業發展中的重大經濟社會問題為宗旨，加快推進地下應急信息服務規范化、產業化發展，使信息真正服務于民。第四，全面覆蓋，深化應用領域。以信息化覆蓋智慧應急建設的全局，實現信息技術在城市智慧應急系統運行監測、管理、應急與服務領域的深度滲透與融合，加速推進深化應用。此外，建設的城市智慧應急系統需要具備以下幾個特性。第一，實用性。系統要以滿足應急及相關設施管理需求為原則，注重系統的實用性和操作的便捷性。第二，可擴展性。系統的軟、硬件應具有擴充升級的余地，保護以往的投資，使系統中的信息資源具有長期維護使用能力，使系統的升級和維護更加方便。第三，完備性。主要指系統功能的齊全，完備。一般來說，應該具有數據采集、處理、查詢、編輯、統計、顯示、繪圖、轉換、分析、輸出等功能。第四，安全性。數據管理極為重要，為保證數據的安全性，其查詢、修改等操作必須經過相應的授權才能進行。系統應具備切實可行的安全保護和安全措施。對計算機犯罪和病毒有很強的預防能力。保證可靠的數據傳輸，以防止數據丟失和損壞,確保數據安全。除了硬件、網絡、操作系統、數據庫級別提供可靠的安全措施，上層應用系統的安全設計也必須進一步加強，以確保用戶在數據存儲、傳輸絕對安全的過程中查詢，等等。第五，先進性。系統應采用先進的GIS技術、數據庫技術、云計算技術、大數據技術等計算機技術，以確保系統運行的高效率。系統的設計采用面向對象技術，組件優化技術，以方便今后系統的升級和維護。第六，規范性。系統應以軟件工程的規范來建立，保證系統結構的科學性和合理性，同時，系統的各項功能應該符合應急管理的要求，信息編碼、數據應滿足行業或地方規范。第七，兼容性。選擇標準的數據格式并設計合適的數據格式轉換軟件，實現與不同的GIS、CAD、各類數據庫之間的數據共享。第八，開放性。系統包含各種各樣的數據類型，需要提供一個開放的接口。具有異構、多平臺的兼容性，系統的處理能力、數據存儲容量，網絡技術和數據接口等，具有良好的互操作性和可伸縮性，以確保設備未來的擴張和升級。隨著技術的發展和信息的增加，確保系統能夠平滑升級。第九，可靠性。設計可靠性方面，設計要遵循合理高效的原則，在規定時間內保質保量的完成設計，這一原則要貫穿始終。運行可靠性方面，確保系統7×24小時全天候運行是運行可靠性的要求。先進的運行維護系統設計和技術是實現穩定性和安全性的重要手段。第十，標準性。唯一的標準化技術和標準化協議可以使交換數據和信息資源更加方便、準確，這樣來保證系統的開放性。系統平臺、系統接口、空間數據庫的標準選擇必須采取相關的國際標準、國家標準。沒有在國際和國家標準根據應用程序的需求需要開發他們自己的標準,確保系統在未來的可擴展性。系統平臺開發中數據庫必須應用到空間數據管理，技術實現要保證質量，方便系統的日常維護和擴展。三、系統的設計流程系統建設應嚴格按照ISO9001質量認證體系以及CMM的關于軟件開發的質量要求，對工程實施中的每個階段，從需求分析、系統設計、編碼、測試等每個環節進行仔細的把關，實現工程建設的總體目標。1.需求分析資料收集與需求分析是整個城市智慧應急系統建設的第一個階段。全面了解和掌握具體的業務情況和任務以及現狀是系統實施成功的基本保障。該階段需要用戶與開發單位共同完成。需要收集的資料主要包括：地形圖數據、現有的探測數據、影像數據（衛星影像、航空影像），如果有電子數據的用戶應盡量提供電子數據。2.系統設計該階段是在第一個階段的基礎上進行的，城市智慧應急系統的建設是一個復雜的系統工程，一個周密、完善的系統設計關系到整個項目的實施是否能夠滿足總體需求原則。可以說，系統設計越是細致、全面，軟件開發等其他工作就越是能夠順利展開，也越能滿足系統的要求。系統設計主要包括概要設計和詳細設計：在初步設計階段，主要任務根據需求分析階段取得的成果，建立各項業務模型，并提供示意性的UI界面以表示數據流程圖；建立系統數據庫模型雛形；完成軟件的基礎架構設計等。在詳細設計階段，將對概要設計階段的成果進一步細化，并在系統基礎構架基礎上，完成各應用模塊的設計，為后續的編碼工作提供基礎。3.數據庫建設及系統開發在需求分析和系統詳細設計完成以后，進入應用軟件開發階段，該階段的主要任務是基于概要設計和詳細設計內容完成數據庫建設及實際系統開發。4.系統測試在與用戶就軟件所要求達到的目的和功能等進行充分的溝通，完成所需的設計后，軟件開發人員開始代碼的編寫，同時軟件的測試也就按步驟展開了。需要注意的是，軟件的測試不是在所有代碼開發完畢后進行，而是由設計人員、開發人員、測試人員和需求方在開發過程中和驗收階段共同參與完成的。5.人員培訓當系統測試完畢，為保證系統試運行正常進行需要首先進行人員培訓。培訓對象包括系統管理人員和業務辦公人員，培訓內容包括基礎知識培訓和實際操作培訓等。6.系統試運行為保證系統建設的安全可靠穩定的運行，在正式上線之前必須進行系統的試運行工作，以檢驗并根據運行情況進行修正。7.系統驗收當系統運行1個月，并對出現的主要問題進行修正后，用戶即可組織相關單位進行系統驗收。8.系統正式運行系統通過驗收后，系統即可開始正式運行。四、城市智慧應急系統的建設城市智慧應急系統借助3S技術，以應急指揮中心為中心，通過各種采集信息途徑對各類應急事件進行監控，參考數據庫內信息，啟動應急預案，統一進行指揮調度。系統架構圖如下圖所示。五、系統應實現的功能基于3S技術的城市智慧應急系統主要實現以下功能。（1）監控預警利用RS應急管理系統接入城市管理部門的相關視頻圖像及專業預警信息，實現突發事件的早期預警，事件發生時，快速調閱現場視頻，結合其它信息，進行綜合研判。利用與GIS的信息關聯，實現信息接入的接口功能、圖層映射功能、監控圖標標識功能及點擊圖標打開視頻圖像窗口功能等。當接到事件報警時GIS地圖上顯示出報警信號的具體位置，報警點周邊的監控視頻自動彈屏顯示；并可根據該事件地理位置為圓心確定一定范圍內的危險隱患和應急資源。（2）應急資源管理實現城市應急管理部門的救援物資、救援隊伍、應急專家、醫療機構、應急資金、法律法規、預案、典型案例、避難場所等信息的收集、整理和更新維護。（3）危險隱患管理能對危險源進行分類管理，提供數據管理、數據錄入與審核維護功能；提供危險源數據的分類導入與導出、綜合查詢、空間位置管理功能；能對進行危險源編碼管理，實現危險源的信息匯總和統一編碼；能與監測監控信息集成。危險隱患可展示在GIS地圖上，能查看危險隱患的分布情況等。在GIS上可實現危險隱患基本信息查看、危險隱患標注、危險隱患按名稱查詢及框選查詢；與危險隱患相關的庇護場所、脆弱目標展示；以及危險隱患相關監控視頻展示。（4）可視化預案管理基于GIS的可視化預案的目標是在突發事件處置時啟動相應的數字化預案，利用GlS動態關聯預案內應急資源及人員分布，為指揮人員提供精確有效輔助支持。使得預案脫離文本的束縛，以直觀、有效的方式呈現在面前，提高了預案的實效性。（5）事故后果模擬城市災難事故有很多種，其中，危化品類的安全生產事故時較為常見和危害較大，根據危化品相關屬性及不同事故計算模型，結合3S系統，獲取事故發生時可能產生的不同傷害程度的范圍數據，為指