基于綜合集成平臺的突發(fā)事件應(yīng)急管理及決策

羅軍剛，趙 杰，王 蕾，牛 犇

（西安理工大學(xué) 水利水電學(xué)院，陜西 西安 710048）

0 引言

突發(fā)事件是指在一定區(qū)域內(nèi)突然發(fā)生的、規(guī)模較大，且對社會產(chǎn)生廣泛負(fù)面影響，對人民生命和財產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅的事件和災(zāi)難[1-2]。近年來，我國突發(fā)事件頻發(fā)：2003 年的非典，2008 年的雪災(zāi)和地震，2010 年春季旱災(zāi)、秋季洪災(zāi)及臺風(fēng)災(zāi)害。每起突發(fā)事件無一不造成巨大的損失，因此迫切要求政府提高應(yīng)對突發(fā)事件的 能力，建立應(yīng)對突發(fā)事件的管理和決策體系，以減少人民生命和財產(chǎn)的損失。

突發(fā)事件的特征主要有以下 4 點：1）不確定性，即突發(fā)事件發(fā)生的時間、形態(tài)和后果往往無規(guī)則，難以預(yù)測；2）緊急性，即事件的發(fā)生突如其來或者只是預(yù)兆，必須立即采取緊急措施加以處置和控制；3）輿論關(guān)注性，突發(fā)事件的社會關(guān)注度往往比較高；4）處置的艱難性，突發(fā)事件往往會造成重大人員傷亡或公共設(shè)施破壞，難以處置[3-5]。

應(yīng)對突發(fā)事件，及時準(zhǔn)確的管理和決策至關(guān)重要。應(yīng)對突發(fā)事件的傳統(tǒng)方法往往是按部就班，對可能發(fā)生的事件出臺相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，在事件發(fā)生時，按照預(yù)案行事。但實際情況往往非常復(fù)雜，預(yù)先制定的預(yù)案常不可用，僅靠政府工作人員憑借經(jīng)驗來應(yīng)對。這就要求工作人員有較高的決策能力，而較高的決策能力來源于對突發(fā)事件大量信息的獲取。從突發(fā)事件的特征可以看出，突發(fā)事件信息往往是雜亂無章的，而工作人員需要的決策信息多種多樣，沒有一種模式能夠嵌套所有的信息，這就需要一種能夠快速組織信息的模式，以最短的時間提供最有用的信息，從而使工作人員可以快速做出決策。

針對上述問題，本文提出基于水利信息化綜合集成平臺[6]的突發(fā)事件應(yīng)急管理決策，平臺以組件的方式來組織信息，能夠快速將各種信息，如文本、視頻、音頻及 GIS 和遙感影像等信息進(jìn)行集成，從大量信息中選出有用信息，供領(lǐng)導(dǎo)決策。同時建立基于此平臺的突發(fā)事件應(yīng)急管理決策模式，并將其應(yīng)用于黃河流域水污染突發(fā)事件的管理和決策。

1 水利信息化綜合集成平臺

突發(fā)事件的特征使得突發(fā)性事件的處置需要綜合多方面的信息進(jìn)行會商決策，并隨著事件的變化進(jìn)行相應(yīng)的指揮調(diào)度。目前已建的一些管理決策系統(tǒng)基本都停留在信息服務(wù)的層面，根本不能滿足突發(fā)事件處置的需求，同時，傳統(tǒng)的系統(tǒng)建設(shè)模式也不可能滿足突發(fā)事件應(yīng)急管理決策的需要。因此，迫切需要 1 個全新的處置突發(fā)事件的應(yīng)急管理決策平臺。針對突發(fā)事件的特點和以往應(yīng)急管理決策中存在的問題，本文提出水利信息化綜合集成支持平臺，該平臺提供 1 種綜合集成決策服務(wù)，針對各類異構(gòu)水利數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合集成，實現(xiàn)信息和應(yīng)用集成、決策研討、知識可視化，解決突發(fā)事件信息難以組織和整合的問題。綜合集成平臺的框架結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

圖1 綜合集成支持平臺基本架構(gòu)

從圖 1 可以看出，綜合集成支持平臺的架構(gòu)由支撐層、資源層、綜合集成層和用戶層構(gòu)成。其中支撐層提供綜合集成平臺的外圍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，資源層提供用于存儲相關(guān)數(shù)據(jù)、信息的數(shù)據(jù)庫，信息綜合集成層提供知識圖繪制、構(gòu)件和框架服務(wù)、知識圖搜索引擎，用戶層為用戶提供可視化集成應(yīng)用環(huán)境。

1.1 支撐層

綜合集成平臺主要采用 P2P 技術(shù)和 Gnutella 網(wǎng)開源包作為支撐。P2P 通常稱作對等互聯(lián)或?qū)Φ冗B接，該技術(shù)的應(yīng)用使得網(wǎng)上用戶可以直接連接到其他用戶的計算機(jī)，進(jìn)行文件共享與交換，脫離了傳統(tǒng)的基于 C/S 或 B/S 的訪問模式。利用此技術(shù)支撐，可以有效地對互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行搜索和共享，同時對于創(chuàng)建的個人和協(xié)作知識圖可以實現(xiàn)共享，方便高效地促進(jìn)知識的描述、傳遞、共享和創(chuàng)新。

1.2 資源層

資源層主要為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)資源，各個數(shù)據(jù)資源庫之間信息相互獨立，并為應(yīng)用訪問提供相應(yīng)的快照、視圖、觸發(fā)器或存儲過程。

具體數(shù)據(jù)資源信息內(nèi)容如下：

1）數(shù)據(jù)庫，包括 SQL Server，IBM DB2，Sybase，My SQL 等，用于存放實時、歷史及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)；2）模板庫，用于存儲知識圖、研討流程等信息服務(wù)模板；3）專家?guī)?，主要記錄專家的?shù)據(jù)分析成果、決策方案及其他與決策相關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)資源內(nèi)容，為了保證信息資源的完整存儲，在專家?guī)熘薪⒘艘远鄠€ OLE，BLOB 和 CLOB 字段組合形成的專用字段，然后將專業(yè)數(shù)據(jù)資源按照不同的數(shù)據(jù)訪問格式進(jìn)行分類，并按其特性及數(shù)據(jù)資源格式存儲到對應(yīng)的專用字段中；4）意見庫，是專家?guī)斓妮o助庫，綜合表達(dá)與專家?guī)煊嘘P(guān)的意見信息，確保針對特定專業(yè)信息內(nèi)容的意見信息被完整保存，以便以后的審閱、評判等操作；5）研討現(xiàn)場庫，與意見庫相同，也是專家?guī)斓妮o助庫，目的是將系統(tǒng)的研討過程與現(xiàn)場進(jìn)行存儲，以便在知識共享時進(jìn)行還原；6）知識共享庫，是在模板庫、專家?guī)?、意見庫、研討現(xiàn)場庫 4 大庫之上建立的共享資源庫，在該庫中數(shù)據(jù)信息均可即時查看利用的知識信息表達(dá)，通過對模板、專家、意見、研討現(xiàn)場等知識的匯總和凝結(jié)建立 1 個集各類信息成果為一體的知識信息，在知識共享庫中還需要提供可便捷訪問調(diào)用的數(shù)據(jù)、完整性驗證等接口，保證在知識共享庫中的知識具有連貫性、完整性。

1.3 綜合集成層

在進(jìn)行知識圖編輯時，可以建立共享目錄，實現(xiàn)上傳下載功能，在編輯器中方便地創(chuàng)建概念、連接線、聯(lián)系和超級鏈接。

數(shù)據(jù)源管理與訪問機(jī)制：實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)資源的管理和控制，對外形成統(tǒng)一的調(diào)用接口和訪問結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)有效性、完整性、一致性地維護(hù)。

訪問控制管理：通過角色訪問控制模型，提供對系統(tǒng)整體資源、信息、服務(wù)實現(xiàn)一體化控制，以保證訪問過程的安全。

研討流程制作與管理：有效地組織系統(tǒng)中可訪問的資源，構(gòu)成訪問、研討流程，提供對這一系列流程的控制管理操作。

知識圖繪制：實現(xiàn)包括關(guān)聯(lián)、信息源、顯示模式、角色控制、知識圖等知識圖的制作工具。

模板制作：是建立在知識圖繪制和流程制作之上的抽象化模型，提供一般常規(guī)的知識圖和流程規(guī)則與方案，為快速建立與業(yè)務(wù)有關(guān)的知識圖和研討流程提供基礎(chǔ)模型。

成果集成：對整個信息服務(wù)應(yīng)用成果和決策支持服務(wù)信息進(jìn)行集成。

信息集成：對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行有效地再組織和利用，同時完成數(shù)據(jù)和信息源在應(yīng)用服務(wù)層的整合，為特定的信息服務(wù)請求服務(wù)。

組件與框架服務(wù)：依靠框架、構(gòu)件支持服務(wù)平臺，集成實現(xiàn)構(gòu)件和框架服務(wù)。

信息可視化及展示：對系統(tǒng)的各類信息進(jìn)行可視化展示，信息及展現(xiàn)方式主要包括 Web，XML，Report，GIS 等信息及統(tǒng)計圖形。

1.4 用戶層

用戶層主要通過人機(jī)交互接口使用平臺系統(tǒng)，快速搭建業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，用戶可以通過 Internet 或Intranet 方式訪問和使用平臺。

2 突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮應(yīng)用模式

基于綜合集成平臺的突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮最大的特點是采用“事件驅(qū)動”的方式[7]，針對不同的應(yīng)急事件，采用知識圖和組件，快速搭建出突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮系統(tǒng)，為突發(fā)事件的管理和處理提供決策支持和會商平臺。根據(jù)實際需求，平臺提供 2 種管理決策模式，一種是模塊化的組織方式，即按照突發(fā)事件的特點和處置需求進(jìn)行管理及決策；另一種是流程式的組織方式，即按照預(yù)先制定的突發(fā)事件處理流程管理和決策。

2.1 基于分塊的應(yīng)用模式

按照突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮中所關(guān)注的信息及業(yè)務(wù)，突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮共有 8 大塊模式，這些模式按照分塊組織的方式提供信息、計算及決策等服務(wù)。8 大塊應(yīng)用模式如圖 2 所示。

圖2 突發(fā)事件應(yīng)急管理決策的分塊模式

8 大塊模式具體內(nèi)容如下：

1）應(yīng)急事件特征，描述突發(fā)應(yīng)急事件的基本特征，如事件名稱、類型、等級，發(fā)生地點、時間，報送單位、人員及方式、時間，事故起因、事件詳細(xì)內(nèi)容、前期處置情況、協(xié)調(diào)需求、事件狀態(tài)等；

2）風(fēng)險隱患監(jiān)測防控，對事件的風(fēng)險隱患進(jìn)行檢測和防控，如實時檢測、統(tǒng)計分析等信息；

3）預(yù)測預(yù)報，通過各種預(yù)報預(yù)測手段對突發(fā)事件的過程及結(jié)果進(jìn)行預(yù)報，如分析和趨勢發(fā)展預(yù)測、預(yù)測結(jié)果等；

4）智能方案，生產(chǎn)突發(fā)事件處置的相關(guān)方案，如應(yīng)急預(yù)案、指揮流程等；

5）指揮調(diào)度，根據(jù)突發(fā)事件的相關(guān)信息，結(jié)合實時監(jiān)測、統(tǒng)計分析、預(yù)報預(yù)測等結(jié)果，進(jìn)行應(yīng)急事件的指揮調(diào)度，如專業(yè)救援、預(yù)案執(zhí)行效果、請求支援信息等；

6）應(yīng)急保障，提供突發(fā)事件處置的應(yīng)急保障相關(guān)信息的服務(wù)，如應(yīng)急資源分布、資源狀態(tài)等；

7）應(yīng)急評價，根據(jù)突發(fā)事件處置的結(jié)果和效果，對應(yīng)急指揮調(diào)度結(jié)果進(jìn)行評價；

8）模擬演練，提供針對突發(fā)事件的模擬演練功能，包括演練計劃、方案、過程記錄、結(jié)果評價等。

圖2 中每個節(jié)點下面都有相應(yīng)的 1 個或多個組件，組件之間的連線代表數(shù)據(jù)流，每個組件可以連接 1 種信息，可以是文本、數(shù)據(jù)流，也可以是視頻和音頻或 GIS 數(shù)據(jù)。點擊每個組件即可顯示組件所連接的信息。在遇到突發(fā)事件時，平臺的操作人員可快速組織搭建這樣的信息，節(jié)省了時間，同時方便了領(lǐng)導(dǎo)決策，為突發(fā)事件的管理和決策提供了 1 條新途徑。

圖3，4 分別是突發(fā)事件預(yù)測預(yù)報及風(fēng)險防范及監(jiān)控的綜合集成界面。

圖3 突發(fā)事件風(fēng)險防范監(jiān)測監(jiān)控

圖4 突發(fā)事件預(yù)測預(yù)報

2.2 基于業(yè)務(wù)流程的應(yīng)用模式

突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮的第 2 種模式依據(jù)具體突發(fā)事件的處置流程而定，不同的突發(fā)事件處理流程往往不一致。圖 5，6 分別是突發(fā)性水污染應(yīng)急事件指揮調(diào)度的應(yīng)用界面和應(yīng)急監(jiān)測信息集成展示界面。

圖5 基于業(yè)務(wù)流程的突發(fā)事件應(yīng)急管理及指揮模式

圖6 突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測信息集成展示

3 結(jié)語

基于綜合集成平臺的突發(fā)性事件應(yīng)急管理及決策的最大特點是采用“事件驅(qū)動”的方式，以應(yīng)急事件為中心，以知識圖和組件為工具，基于平臺通過知識圖和組件可以快速構(gòu)建突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)系統(tǒng)，通過“事件驅(qū)動”，以應(yīng)急事件為主題為應(yīng)急管理提供信息、知識和決策等服務(wù)。這種基于平臺、組件、知識圖的突發(fā)性事件應(yīng)急系統(tǒng)構(gòu)建模式可以有效地解決傳統(tǒng)應(yīng)急系統(tǒng)難以適應(yīng)突發(fā)事件的隨機(jī)性和不確定性的問題。同時針對傳統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)事件的管理決策模式的弊端，提出 8 大模塊和流程的決策模式，為突發(fā)事件的管理決策開辟了新途徑，研究表明，這 2 種模式是切實可行和有效的。

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