3S技術(shù)在城市交通事故應(yīng)急管理中的應(yīng)用

■李莉 黃圣波

3S技術(shù)在城市交通事故應(yīng)急管理中的應(yīng)用

■李莉 黃圣波

3S技術(shù)把城市、國(guó)家乃至整個(gè)地球都高度濃縮到計(jì)算機(jī)屏幕上，在收集大量城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)等方面有著其他手段所難以比擬的優(yōu)勢(shì)，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，對(duì)城市公共安全和城市交通應(yīng)急管理等有著十分重要的意義。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展和城市現(xiàn)代化水平的不斷提高，城市的地域、人口、交通量等都在迅速擴(kuò)大，城市功能日益復(fù)雜化。與此同時(shí)，城市所面臨的風(fēng)險(xiǎn)也日益增加?；馂?zāi)、爆炸、毒物泄漏、高樓坍塌、交通事故等生產(chǎn)和生活中人為因素造成的各類安全問題和事故風(fēng)險(xiǎn)日益突出，災(zāi)害事故對(duì)城市功能正常發(fā)揮的影響越來越大。因此，建立應(yīng)急信息化系統(tǒng)，增強(qiáng)城市應(yīng)急反應(yīng)和防災(zāi)減災(zāi)能力，以最大限度的減少人為制造災(zāi)害或自然災(zāi)害事件對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展和市民正常生活的不利影響，是當(dāng)今世界大城市面臨的一項(xiàng)重要課題?！?S”技術(shù)對(duì)各級(jí)公安機(jī)關(guān)建立集中、高效、快捷的城市交通應(yīng)急管理系統(tǒng)、提高公安機(jī)關(guān)處置突發(fā)城市交通事故的能力和快速緊急救援受傷人員具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3S技術(shù)集成原理和特點(diǎn)

“3S”技術(shù)是RS、GPS、GIS是各自獨(dú)立發(fā)展起來的技術(shù)領(lǐng)域。借助于通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可將它們有機(jī)地集成起來，實(shí)現(xiàn)在線的連接、實(shí)時(shí)的處理和系統(tǒng)的整體性。3S技術(shù)以地理信息系統(tǒng)為核心，構(gòu)成了對(duì)空間數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、更新、處理、分析及為各種與空間位置有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用提供咨詢和輔助決策的強(qiáng)大技術(shù)體系，是空間信息技術(shù)的主要部分。

3S集成的方式可以在不同技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)，主要有以下三種:一是數(shù)據(jù)層面的集成，二是平臺(tái)層面集成，三是功能層面集成。3S集成既可以是三種技術(shù)的集成，也可以是其中兩種技術(shù)的集成。（具體如圖1所示）

RS與GIS集成的主要目的是把來自于兩個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)信息集成到統(tǒng)一的坐標(biāo)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對(duì)多元信息的動(dòng)態(tài)管理與綜合分析。RS與GPS集成的主要目的是解決智能化的信息獲取問題，利用GPS的精確定位功能解決RS的定位問題。在遙感平臺(tái)上安裝GPS可以記錄傳感器在獲取信息瞬間的空間位置數(shù)據(jù)。GIS與GPS的集成可為用戶提供全新的空間信息組合方式，滿足不同比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建庫(kù)要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)更新。3S集成是通過軟件技術(shù)等方面的開發(fā)，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了三種技術(shù)在數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)交換、功能模塊等方面的共享。

3S技術(shù)在城市交通事故應(yīng)急管理中的應(yīng)用

3S與城市交通的規(guī)劃

3S技術(shù)在城市交通規(guī)劃、建設(shè)和管理中得到了廣泛的應(yīng)用，在數(shù)據(jù)采集和空間分析已經(jīng)成果輸出等方面大大提高了城市交通規(guī)劃工作的效率。

利用RS技術(shù)獲取道路交通量。交通量是交通流的基本元素，是城市現(xiàn)狀以及規(guī)劃道路網(wǎng)絡(luò)分析評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，指單位時(shí)間里，通過某一地點(diǎn)、某一斷面或某一車道的交通實(shí)體數(shù)目，利用遙感技術(shù)在道路交通量調(diào)查中逐漸得到運(yùn)用，大大提高了工作效率。

遙感計(jì)數(shù)觀測(cè)交通量的方法主要利用了交通流的基本要素相互關(guān)系模型，描述交通流的三個(gè)要素分別為交通量、空間速度和車流密度，其關(guān)系可用三維空間來表示。

利用GIS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和空間分析。城市交通規(guī)劃數(shù)據(jù)量非常大，要以這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及分析，必須采用全面合理、操作方便、便于擴(kuò)展的存儲(chǔ)形式。城市交通規(guī)劃絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)與空間分布相對(duì)應(yīng)，因此，GIS與交通信息的結(jié)合是交通發(fā)展與GIS發(fā)展的自然結(jié)合。城市道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)由多個(gè)數(shù)據(jù)文件所組成，其中，以下五個(gè)數(shù)據(jù)文件是必備的，它們是：節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表、交通節(jié)點(diǎn)類型表、網(wǎng)絡(luò)幾何要素表、網(wǎng)絡(luò)鄰接目錄表以及交通小區(qū)和節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系表。采用傳統(tǒng)方法，建立這幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而在交通規(guī)劃中采用GIS技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，增強(qiáng)成果的圖形表達(dá)能力，并大大提高工作效率。

■ 圖1：3S技術(shù)集成示意圖

■ 圖2：3S技術(shù)在城市交通應(yīng)急中的應(yīng)用

利用GPS技術(shù)進(jìn)行車輛定位。現(xiàn)代車輛定位與導(dǎo)航是發(fā)展智能運(yùn)輸系統(tǒng)ITS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機(jī)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)確定車輛或機(jī)動(dòng)車裝置的位置，辨別正在行駛的公路和所要接近的每個(gè)交叉口。

3S與城市交通系統(tǒng)管理

城市交通系統(tǒng)管理是以3S技術(shù)為突破口，提高城市交通系統(tǒng)的服務(wù)水平和管理水平，從而有效地實(shí)現(xiàn)城市交通優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略。需要的功能主要有：

數(shù)據(jù)采集。主要由車輛車載設(shè)備承擔(dān)，數(shù)據(jù)主要包括：交通的人流量、車輛運(yùn)行車速及車輛駕駛狀態(tài)數(shù)據(jù)等。

信息發(fā)布。能夠分別為決策者、管理者提供所需數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要包括：車輛出行路線查詢、系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)和宏觀信息數(shù)據(jù)等。

數(shù)據(jù)管理。是保障日常運(yùn)營(yíng)的高效監(jiān)控、規(guī)劃和管理的核心部分，主要包括：操作型數(shù)據(jù)管理和分析型數(shù)據(jù)管理。

3S與城市交通事故應(yīng)急管理

在交通應(yīng)急系統(tǒng)中對(duì)突發(fā)事件管理通常可分為4個(gè)階段:緩解階段，準(zhǔn)備階段、響應(yīng)階段、恢復(fù)階段。3S技術(shù)在向應(yīng)急指揮者提供綜合、可視的空間信息的同時(shí)，使社會(huì)公共安全規(guī)劃更加有效。在應(yīng)急指揮的四個(gè)階段，3S所展現(xiàn)的空間數(shù)據(jù)在各個(gè)階段是不同的。

緩解階段。通過3S進(jìn)行情報(bào)收集和綜合分析，對(duì)潛在的危險(xiǎn)和緊急事件認(rèn)知和定位，制定相應(yīng)的規(guī)范、條例和警力資源分配，采取持續(xù)的措施減少或消除潛在危險(xiǎn)。

準(zhǔn)備階段。通過3S為應(yīng)對(duì)突發(fā)事件做準(zhǔn)備工作，如實(shí)時(shí)監(jiān)控、模擬演練、預(yù)案制作、信息采集、預(yù)測(cè)預(yù)警等。

恢復(fù)階段。當(dāng)對(duì)人身安全、財(cái)產(chǎn)以及基礎(chǔ)設(shè)施的威脅消失時(shí)，恢復(fù)重建的工作將隨即開始，這個(gè)階段的主要工作是實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地發(fā)布最新的事件信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件影響及損失評(píng)估，預(yù)報(bào)將來危險(xiǎn)，為后期管理及恢復(fù)重建提供數(shù)據(jù)。

響應(yīng)階段。根據(jù)突發(fā)事件的實(shí)時(shí)情況，有組織的采取一系列的應(yīng)急措施搶救生命和財(cái)產(chǎn)。此階段的工作包括高速穩(wěn)定社會(huì)局勢(shì)、避免再次遭到重大損失以及為受難者提供救援等。

應(yīng)急管理主要圍繞響應(yīng)階段進(jìn)行。響應(yīng)階段的生命周期從指揮中心接到或監(jiān)測(cè)到突發(fā)事件的報(bào)警開始，指揮中心根據(jù)事件現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)指揮調(diào)度，進(jìn)行應(yīng)急處置，直至應(yīng)急處置過程的結(jié)束或進(jìn)行處置移交而中止，應(yīng)急指揮的結(jié)束并不意味著事件的結(jié)束，而只是應(yīng)急指揮中心的應(yīng)急指揮調(diào)度使命的完結(jié)。響應(yīng)階段與其它三個(gè)階段是相輔相成、密不可分的，響應(yīng)階段所需的數(shù)據(jù)大部分來源于其他階段的數(shù)據(jù)積累。

在應(yīng)急響應(yīng)階段，由于突發(fā)事件具有很強(qiáng)的時(shí)間性和空間性，應(yīng)急管理具有極強(qiáng)的科學(xué)性，通過3S，指揮員可快速地做出正確的決策。（3S在應(yīng)急管理中的應(yīng)用如圖2）

對(duì)突發(fā)事件、涉事人員及地點(diǎn)，通過GPS報(bào)警定位與導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)快速、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確的地理位置；通過移動(dòng)GIS系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮，從而迅速準(zhǔn)確地執(zhí)行緊急任務(wù)；在定位的同時(shí)顯示事故地點(diǎn)的周邊環(huán)境信息。

綜合分析?？梢詼?zhǔn)確地圖示突發(fā)事件空間分布，能夠?yàn)橥话l(fā)事件空間查詢、專題分析、趨勢(shì)分析和空間分析等提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。快速的估算出事件造成的破壞區(qū)域和影響范圍，建立擴(kuò)散的方向和速度模型，圖示危險(xiǎn)區(qū)、隔離區(qū)和警戒區(qū)，給出各區(qū)域的危害程度和防護(hù)要求。繪制疏散路線，定位緊急避難所，并進(jìn)行緊急救援物資的合理配給，實(shí)施醫(yī)療急救。

目前，幾乎所有突發(fā)公共安全事件及處置均與環(huán)境密切相關(guān)，作為城市公交領(lǐng)域的一個(gè)明顯趨勢(shì)就是充分借助于3S技術(shù)和三維可視化技術(shù)，建立起以RS技術(shù)為快速信息獲取手段、以GIS的空間顯示功能、空間拓展分析功能及輔助決策支持功能為核心、能夠?qū)崿F(xiàn)各公共安全部門實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)的應(yīng)急指揮調(diào)度與決策支持的綜合系統(tǒng)，使之具有跨部門信息集成、分布式共享管理和三維可視化表達(dá)的功能，以便快速、準(zhǔn)確、直觀地為突發(fā)性事件和災(zāi)害的應(yīng)急管理提供一個(gè)完整的解決方案。因此，3S技術(shù)在現(xiàn)代化應(yīng)急管理中起著至關(guān)重要的作用?？梢詷O大地改善公安機(jī)關(guān)的快速反應(yīng)能力、出警的準(zhǔn)確性和破案效率。

結(jié)束語

3S技術(shù)把城市、國(guó)家乃至整個(gè)地球都高度濃縮到計(jì)算機(jī)屏幕上，在收集大量城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)、結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)建立專家應(yīng)用模型等方面有著其他手段所難以比擬的優(yōu)勢(shì)，所具有的宏觀性、實(shí)時(shí)性及動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)對(duì)城市公共安全應(yīng)急的發(fā)展有著十分重要的意義。

成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院