環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急處置系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

摘 要：近年來，各種原因?qū)е碌沫h(huán)境污染事故的數(shù)量不斷上升，造成人民生命、財(cái)產(chǎn)的巨大損失和生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞，影響社會穩(wěn)定和環(huán)境安全。環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急處置系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它是建立在完備的數(shù)據(jù)存儲和科學(xué)管理之上的，利用先進(jìn)的信息處理技術(shù)構(gòu)建的切合實(shí)際需求的信息系統(tǒng)，是環(huán)境應(yīng)急管理工作的重要輔助手段。

關(guān)鍵詞：環(huán)境預(yù)警 應(yīng)急處置 系統(tǒng)分析 設(shè)計(jì)

中圖分類號：X507文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-02

1 系統(tǒng)功能分析

環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急處置系統(tǒng)以GIS（地理信息系統(tǒng)）平臺、數(shù)據(jù)庫平臺為依托，綜合應(yīng)用現(xiàn)代通訊技術(shù)和環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源監(jiān)測技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)管理理論，建立動態(tài)的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫、重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)源（污染源、放射源、固體廢棄物、危險(xiǎn)化學(xué)品）信息數(shù)據(jù)庫、環(huán)境敏感點(diǎn)數(shù)據(jù)庫以及集中各類環(huán)境應(yīng)急事件處置資源的應(yīng)急資源數(shù)據(jù)庫，建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺。環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急指揮系統(tǒng)以對重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)源和環(huán)境質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控為基礎(chǔ)，以全過程風(fēng)險(xiǎn)管理的思想為指導(dǎo)，自動監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依靠預(yù)測模型對環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故進(jìn)行危害預(yù)測，從而做到風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并通過調(diào)用風(fēng)險(xiǎn)決策支持的相關(guān)信息，對環(huán)境污染事件進(jìn)行應(yīng)急支持。該系統(tǒng)具有以下功能模塊。

1.1 GIS功能

地理信息系統(tǒng)（GIS）又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”，它是一種應(yīng)用廣泛的空間信息系統(tǒng)，它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。基于GIS平臺開發(fā)和運(yùn)行的系統(tǒng)，可根據(jù)需要在電子地圖上顯示環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源、重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)以及應(yīng)急物資、專家、預(yù)案、歷史案例等應(yīng)急資源的地理分布情況，實(shí)現(xiàn)電子地圖的放大、縮小、漫游、圖層控制、空間搜索、GPS定位、導(dǎo)航等功能，可在電子地圖上直觀顯示事故擴(kuò)散的模擬效果。

1.2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能

系統(tǒng)通過采集環(huán)境質(zhì)量、污染源、固體廢棄物、核與輻射、危險(xiǎn)化學(xué)品等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，組成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，得到環(huán)境質(zhì)量、污染源的現(xiàn)狀、規(guī)律和變化趨勢，并對相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)區(qū)域污染狀況的綜合分析，得到相應(yīng)地區(qū)斷面區(qū)間的污染物總量或污染負(fù)荷、污染類型以及污染企業(yè)行業(yè)分布等信息，輸出相應(yīng)的平面分布圖或軸線變化圖等，同時(shí)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)變化范圍，設(shè)定相關(guān)指標(biāo)的報(bào)警濃度限值，為環(huán)境預(yù)警提供決策支持。早期預(yù)警的信息，通過各種通訊手段、各種方式實(shí)行報(bào)警，使得能夠及早查明原因，為及早預(yù)防和處置突發(fā)環(huán)境事件提供技術(shù)支持。

1.3 應(yīng)急資源庫功能

系統(tǒng)通過建立各類應(yīng)急資源數(shù)據(jù)庫，包括環(huán)境應(yīng)急預(yù)案庫、環(huán)境污染物擴(kuò)散模型數(shù)據(jù)庫、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源庫、歷史環(huán)境應(yīng)急事件庫和應(yīng)急處置專家?guī)斓?，結(jié)合環(huán)境敏感點(diǎn)的相關(guān)信息，建立完善的環(huán)境預(yù)警和應(yīng)急處置的系統(tǒng)信息資源。實(shí)現(xiàn)對環(huán)境應(yīng)急所需的各類資源進(jìn)行查詢、分析，為突發(fā)環(huán)境應(yīng)急事件及時(shí)、準(zhǔn)確處置提供技術(shù)保障，為突發(fā)環(huán)境應(yīng)急事件的指揮提供科學(xué)依據(jù)。

1.4 應(yīng)急處置功能

系統(tǒng)以突發(fā)環(huán)境應(yīng)急事件處置流程為向?qū)В瑸閼?yīng)急事件接報(bào)、準(zhǔn)備、指揮、救援、處置、善后、分析提供平臺，通過事故的擴(kuò)散模擬，為突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急處置提供決策輔助。對于某些無法在第一時(shí)間內(nèi)確定事故源的環(huán)境事件，系統(tǒng)根據(jù)事故發(fā)生的癥狀、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征，結(jié)合事故發(fā)生時(shí)的氣象水文條件，自動劃定涉嫌的風(fēng)險(xiǎn)源范圍，并對涉嫌風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行事故擴(kuò)散模擬，通過事故追蹤分析，幫助應(yīng)急指揮人員確定事故來源；通過對事故善后處置辦法的選擇、優(yōu)化，提出事故善后處置的建議；系統(tǒng)對應(yīng)急處置的所有數(shù)據(jù)、視頻和語音信息，自動形成事件案例，為以后的事件處置分析、類似事件的處置提供真實(shí)生動的

借鑒。

1.5 系統(tǒng)信息維護(hù)和管理功能

構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)門戶，提供統(tǒng)一的用戶管理，地區(qū)、部門管理，系統(tǒng)角色權(quán)限管理和系統(tǒng)配置管理；提供統(tǒng)一的系統(tǒng)資源管理原始數(shù)據(jù)和內(nèi)容管理及服務(wù)；提供統(tǒng)一的系統(tǒng)升級策略，建立系統(tǒng)軟件分發(fā)、升級、維護(hù)服務(wù)中心系統(tǒng)。系統(tǒng)管理主要包括：各種信息維護(hù)，人員帳號、權(quán)限維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)視頻參數(shù)維護(hù)，報(bào)警管理維護(hù)，GIS管理維護(hù)等后臺需要設(shè)置的維護(hù)功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 模塊體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用基于.NET架構(gòu)下搭建應(yīng)用軟件的框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)多層次的合理的框架體系，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

體系自下而上依次為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行平臺、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器和應(yīng)用系統(tǒng)層；系統(tǒng)運(yùn)行于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之上，采用業(yè)界主流的MS SQL SERVER2005關(guān)系數(shù)據(jù)庫。在.NET平臺之上是系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器，包括數(shù)據(jù)存取接口、通訊接口、業(yè)務(wù)邏輯及GIS引擎，該部分提煉了軟件系統(tǒng)一些通用的組件，可以靈活運(yùn)用于不同的系統(tǒng)中，增強(qiáng)了軟件的可重用性；應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺之上是應(yīng)用系統(tǒng)層，包括監(jiān)測監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急處置、綜合查詢和數(shù)據(jù)維護(hù)等各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。

整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成遵循應(yīng)用軟件開發(fā)的相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)體系，提供全系統(tǒng)的安全支撐，并為基礎(chǔ)運(yùn)行平臺提供監(jiān)控和管理平臺；安全保障體系包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、應(yīng)用程序安全、數(shù)據(jù)資源安全和安全認(rèn)證，從安全技術(shù)和安全管理機(jī)制兩個(gè)方面為應(yīng)用系統(tǒng)提供安全

保障。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急處置數(shù)據(jù)模塊在系統(tǒng)框架中屬于基礎(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容，系統(tǒng)包含了地理信息數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，地理信息數(shù)據(jù)庫由基礎(chǔ)地理信息圖層、環(huán)保專題圖層、污染源擴(kuò)散模擬圖層等組成，基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫由環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)庫、風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫、環(huán)境敏感點(diǎn)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急資源數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急響應(yīng)處置數(shù)據(jù)庫等組成。建立的數(shù)據(jù)庫不僅要充分考慮到與其他模塊的關(guān)聯(lián)性和整體性，還要考慮與環(huán)境應(yīng)急系統(tǒng)原有數(shù)據(jù)庫的兼容性。環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急處置數(shù)據(jù)庫是一個(gè)以應(yīng)急指揮中心為核心，各聯(lián)動單位為節(jié)點(diǎn)的分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫應(yīng)急數(shù)據(jù)庫的建立，為整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、有效的運(yùn)行提供了前提條件，環(huán)境決策者對事故響應(yīng)也能做出快速的

判斷。

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)可使用Microsoft Visual Studio.NET 2005作為軟件的開發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫平臺采用Microsoft Windows SQL Server 2005，采用美國ESRI公司的ArcGIS Server及ArcSDE作為系統(tǒng)的GIS平臺，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，可采用接口數(shù)據(jù)庫的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)根據(jù)相關(guān)系統(tǒng)的國家、省或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。

3 結(jié)語

環(huán)境預(yù)警與應(yīng)急處置系統(tǒng)是一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境信息管理系統(tǒng)，目前在蘇州市已投入使用，系統(tǒng)體現(xiàn)了強(qiáng)大的實(shí)用性和先進(jìn)性。系統(tǒng)的建成可以為城市日常環(huán)境管理提供一個(gè)包括環(huán)境質(zhì)量、污染源等信息的數(shù)據(jù)綜合分析預(yù)警和應(yīng)急處置平臺；能夠更好的為環(huán)境管理和應(yīng)急工作提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

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