地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)研究①

郭紅梅，陳維鋒，張 瑩，楊 斌

（1.四川省地震局，四川 成都 610041；2.西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，四川 成都 610031；3.四川易利數(shù)字城市科技有限公司，四川 成都 610041）

0 引言

地震應(yīng)急預(yù)案是突發(fā)地震災(zāi)害應(yīng)急救援的基礎(chǔ)，它提供了應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的基本規(guī)則，對(duì)不同等級(jí)地震的應(yīng)對(duì)措施和各單位部門之間的組織協(xié)調(diào)關(guān)系等內(nèi)容［1－3］。地震應(yīng)急預(yù)案都按照一定的規(guī)范編制，在內(nèi)容和形式上都比較統(tǒng)一，在實(shí)際的地震應(yīng)急救援過程中發(fā)揮了應(yīng)有的作用，但同時(shí)暴露出一些問題。其中主要是以文本為表現(xiàn)形式存儲(chǔ)的預(yù)案存在許多缺陷，例如表現(xiàn)不夠直觀形象，操作查詢不便，不能快速有效地提取所需信息，不能根據(jù)地震災(zāi)情發(fā)展情況自動(dòng)關(guān)聯(lián)有直接針對(duì)性的處置內(nèi)容和方案等。將地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化是解決這些問題最直接有效的手段。

數(shù)字化地震應(yīng)急預(yù)案就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，根據(jù)地震災(zāi)害事件的處置流程，在事態(tài)發(fā)展即時(shí)信息的基礎(chǔ)上，形成全面、具體、針對(duì)性強(qiáng)、直觀高效的應(yīng)急預(yù)案，使預(yù)案的制定和執(zhí)行過程達(dá)到可視化、智能化的水平［4］。地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)以應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化為基礎(chǔ)，是地震應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行平臺(tái)，對(duì)于有效綜合利用各類信息，做出科學(xué)高效的決策有十分重要的作用。該系統(tǒng)的建設(shè)是推進(jìn)形成地震應(yīng)急快速反應(yīng)、科學(xué)指揮和高效處置的應(yīng)對(duì)機(jī)制與能力的重要措施。

1 地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化

地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化就是將使用自然語(yǔ)言描述的文本形式的地震應(yīng)急預(yù)案轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠理解和處理的具有結(jié)構(gòu)和邏輯的形式，將目前地震應(yīng)急預(yù)案的靜態(tài)存儲(chǔ)格式轉(zhuǎn)化為應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化存儲(chǔ)格式，便于開發(fā)能夠自動(dòng)分析和執(zhí)行的預(yù)案流程模塊。地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化主要包括形式化描述和數(shù)字化建模。

1.1 地震應(yīng)急預(yù)案形式化描述

本文使用本體理論實(shí)現(xiàn)預(yù)案形式化表示，采用上層本體和應(yīng)用層本體的兩層結(jié)構(gòu)建模，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案知識(shí)的形式化描述。

上層本體模型依據(jù)地震應(yīng)急預(yù)案領(lǐng)域知識(shí)，對(duì)地震應(yīng)急相關(guān)的概念如地震事件、組織體系、應(yīng)急響應(yīng)過程等進(jìn)行了一般抽象，建立與這些概念關(guān)聯(lián)的行為、性質(zhì)等屬性，關(guān)于這些概念更具體的描述需要在應(yīng)用層本體完成。應(yīng)用層本體是對(duì)上層本體的擴(kuò)展，針對(duì)特定地震事件，將應(yīng)急預(yù)案涉及的基本知識(shí)、規(guī)則規(guī)定及其應(yīng)急響應(yīng)過程中有關(guān)的概念、屬性和概念間約束關(guān)系等內(nèi)容描述出來。

以“應(yīng)急響應(yīng)過程”為例，上層本體“應(yīng)急響應(yīng)過程”描述了地震事件隨著時(shí)空變化的處理過程，響應(yīng)過程由突發(fā)地震事件觸發(fā)，可以分解為一系列子過程的任務(wù)。響應(yīng)過程主要包括過程名稱、子過程任務(wù)列表、響應(yīng)開始條件和響應(yīng)結(jié)束條件等屬性，如圖1所示。

應(yīng)用層本體“應(yīng)急響應(yīng)過程”是指地震發(fā)生后，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案對(duì)不同階段對(duì)應(yīng)的不同處置任務(wù)的響應(yīng)過程。在地震應(yīng)急預(yù)案中分為臨震應(yīng)急響應(yīng)、震后應(yīng)急響應(yīng)和應(yīng)急期結(jié)束三個(gè)主要階段：臨震應(yīng)急響應(yīng)階段包括接警、信息報(bào)告等，主要做好應(yīng)急準(zhǔn)備；震后應(yīng)急響應(yīng)是在應(yīng)急期開始后，根據(jù)實(shí)際震情結(jié)合應(yīng)急預(yù)案判定響應(yīng)級(jí)別，再根據(jù)不同響應(yīng)級(jí)別下對(duì)應(yīng)的措施開展應(yīng)急救災(zāi)工作；應(yīng)急期結(jié)束是指地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急工作基本完成，震情形勢(shì)基本趨于穩(wěn)定，應(yīng)急工作基本結(jié)束。在進(jìn)行形式化描述時(shí)，可以將這幾個(gè)階段抽象為不同的任務(wù)和子過程，如圖2所示。

圖1 應(yīng)急響應(yīng)過程屬性Fig.1 The attribute of emergency response processes

圖2 應(yīng)急響應(yīng)過程E－R圖Fig.2 E－R figure of emergency response processes

1.2 地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化建模

地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化建模是在形式化描述的基礎(chǔ)上，將目前地震應(yīng)急預(yù)案的靜態(tài)存儲(chǔ)格式轉(zhuǎn)化為數(shù)字化存儲(chǔ)格式。本文通過將現(xiàn)有的預(yù)案分解為以O(shè)pen＿XML格式作為分割標(biāo)記的地震事件定義和描述、組織體系和應(yīng)急響應(yīng)程序等相互獨(dú)立的模塊，建立數(shù)字化模型。以地震事件定義和描述為例。

針對(duì)地震事件，定義一個(gè)全局類型變量Event來表示突發(fā)地震事件的信息，Event包括一個(gè)指明地震事件記錄序號(hào)的屬性eventID和兩個(gè)表示地震受災(zāi)地區(qū)和受災(zāi)級(jí)別的子元素DQ和JB。用Open＿XML定義的地震事件對(duì)應(yīng)的部分代碼如下：

2 系統(tǒng)構(gòu)建與業(yè)務(wù)流程

地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)在地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化的基礎(chǔ)上，與各種已建成的地震應(yīng)急指揮與信息服務(wù)技術(shù)系統(tǒng)集成，為各級(jí)地震應(yīng)急指揮人員提供應(yīng)急指揮行動(dòng)輔導(dǎo)，提高應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行的效率和應(yīng)急指揮的有效性。通過地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)等應(yīng)急支撐系統(tǒng)產(chǎn)生的地震影響場(chǎng)信息、人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、建筑物破壞情況、重點(diǎn)單位分布信息、危險(xiǎn)源分布信息、潛在地質(zhì)次生災(zāi)害點(diǎn)信息、交通系統(tǒng)破壞、人口分布、經(jīng)濟(jì)分布等災(zāi)情信息進(jìn)行綜合分析，預(yù)測(cè)出最新時(shí)間的災(zāi)害發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及資源需求，以集成為核心，應(yīng)急預(yù)案為基礎(chǔ)，針對(duì)災(zāi)害實(shí)際情況定制應(yīng)急指揮、輔助決策等業(yè)務(wù)。系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如圖3所示。具體業(yè)務(wù)流程如下：

（1）對(duì)地震應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行基于模板的規(guī)范化數(shù)字化編制和管理，覆蓋應(yīng)急預(yù)案的全生命周期。對(duì)通過專家評(píng)審的預(yù)案進(jìn)行備案，沒有通過的則需要重新修改編制。

（2）支持常態(tài)管理與應(yīng)急應(yīng)用兩種不同的模式。

（3）在地震發(fā)生后，進(jìn)入應(yīng)急應(yīng)用模式的臨震預(yù)警模塊。

圖3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖Fig.3 System business processes chart

（4）應(yīng)急模式下，首先通過地震速報(bào)信息共享與服務(wù)平臺(tái)，即EQIM（EarthQuake Instant Messenger）系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取地震事件三要素，根據(jù)地震應(yīng)急預(yù)案的規(guī)定，自動(dòng)預(yù)初判預(yù)警及響應(yīng)級(jí)別，經(jīng)人工確認(rèn)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)響應(yīng)。

（5）根據(jù)數(shù)字化的地震應(yīng)急預(yù)案自動(dòng)產(chǎn)生應(yīng)急執(zhí)行關(guān)鍵內(nèi)容的可視化提示，結(jié)合災(zāi)區(qū)分布、人員傷亡、路橋損毀、救援請(qǐng)求、救援力量分布等災(zāi)情信息和救援需求情況提供初步、可實(shí)時(shí)調(diào)整的應(yīng)急方案，完成擴(kuò)大響應(yīng)。

（6）應(yīng)急方案的修改、審核和發(fā)布，指導(dǎo)相關(guān)部門人員開展應(yīng)急工作直到應(yīng)急結(jié)束。最后進(jìn)入后期處理，通過對(duì)整個(gè)應(yīng)急過程中產(chǎn)生和執(zhí)行的方案以及結(jié)果進(jìn)行錄入和評(píng)估，給出應(yīng)急預(yù)案優(yōu)化提示并備案。

（7）平時(shí)執(zhí)行常態(tài)管理功能，包括應(yīng)急宣傳、培訓(xùn)和演練等，以提高災(zāi)害防范意識(shí)和地震災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備能力，同時(shí)對(duì)演練結(jié)果和過程進(jìn)行評(píng)估與備案。

3 系統(tǒng)總體框架與功能設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)是解決半結(jié)構(gòu)化或結(jié)構(gòu)化問題的交互式計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，它把人的智能與計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力集成和融合，以有效地提高應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行質(zhì)量和效率。系統(tǒng)總體框架由數(shù)據(jù)層、接口層、邏輯層、應(yīng)用層和表現(xiàn)層組成。其中，數(shù)據(jù)層用于存儲(chǔ)和管理與執(zhí)行地震應(yīng)急相關(guān)的各種數(shù)據(jù)；接口層實(shí)現(xiàn)與相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)的共享交換與接口管理；邏輯層在系統(tǒng)架構(gòu)中的位置很關(guān)鍵，它處于數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層中間，起到了數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用；應(yīng)用層則用于提供系統(tǒng)的基本功能和模塊之間的接口；表現(xiàn)層是用戶與數(shù)據(jù)、模型等進(jìn)行交流、交互的人機(jī)界面，直接展現(xiàn)出所需結(jié)果。地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)基于以上的思路進(jìn)行構(gòu)建，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖Fig.4 The overall system structure diagram

（1）數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)急預(yù)案庫(kù)和案例／知識(shí)庫(kù)三個(gè)基本的數(shù)據(jù)庫(kù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的業(yè)務(wù)信息主要是指在地震應(yīng)急決策過程中需要用到的專業(yè)性信息資源，包括應(yīng)急指揮系統(tǒng)產(chǎn)生的預(yù)評(píng)估結(jié)果、災(zāi)情上報(bào)系統(tǒng)獲取的原始災(zāi)情信息和經(jīng)分析處理后的災(zāi)情產(chǎn)品等；應(yīng)急預(yù)案庫(kù)中則包含了大量標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)字化地震應(yīng)急預(yù)案，在地震發(fā)生后可以直接進(jìn)行調(diào)用或結(jié)合實(shí)際災(zāi)害情況綜合分析從中得出可實(shí)時(shí)調(diào)整的應(yīng)急方案，還可在應(yīng)急結(jié)束后對(duì)應(yīng)急結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，給出優(yōu)化的應(yīng)急預(yù)案再錄入到應(yīng)急預(yù)案庫(kù)中；案例／知識(shí)庫(kù)由大量的產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)和事實(shí)知識(shí)組成，包含了地震應(yīng)急相關(guān)的各種專業(yè)知識(shí)和執(zhí)行過程中積累的最佳實(shí)踐和成功經(jīng)驗(yàn)。

（2）接口層

接口層主要實(shí)現(xiàn)與地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享交換與接口管理，通過接口使這些外部系統(tǒng)與地震應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成。同時(shí)提供完善的信息安全機(jī)制以完成對(duì)信息的全面保護(hù)，保證在充分利用系統(tǒng)資源的前提下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平滑的移植和擴(kuò)展，在需要接入新的支持系統(tǒng)時(shí)提供快速、方便和準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)方式。

（3）邏輯層

邏輯層為地震應(yīng)急預(yù)案的輔助執(zhí)行制定了基本的操作功能，定義了一些基本的操作，包括預(yù)警分析、響應(yīng)分析、聯(lián)動(dòng)分析和模塊管理等。同時(shí)起到了數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用，對(duì)于數(shù)據(jù)層而言，它是調(diào)用者，對(duì)于應(yīng)用層而言，它卻是被調(diào)用者。

（4）應(yīng)用層

應(yīng)用層是整個(gè)系統(tǒng)的核心層，主要輔助實(shí)現(xiàn)地震應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行與管理，包括：預(yù)案管理、常態(tài)管理、應(yīng)急管理、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)管理和系統(tǒng)管理五個(gè)部分。在常態(tài)下執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案的常態(tài)管理；在應(yīng)急狀態(tài)下，應(yīng)用層在運(yùn)行過程中按照應(yīng)急預(yù)案輔助執(zhí)行功能的實(shí)現(xiàn)流程，全面調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、方法庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、預(yù)案庫(kù)中的相關(guān)信息，最終生成合理的應(yīng)急方案，輔助地震應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行。

（5）表現(xiàn)層

表現(xiàn)層可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)地震應(yīng)急方案的執(zhí)行和管理情況進(jìn)行展示，相關(guān)信息可以通過GIS在地圖上進(jìn)行展示，也可以通過列表或文檔形式進(jìn)行展現(xiàn)。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合地震應(yīng)急過程中的實(shí)際需要，地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)主要包括了以下幾個(gè)基本功能：

（1）預(yù)案管理模塊。主要作用是對(duì)預(yù)案進(jìn)行數(shù)字化結(jié)構(gòu)化管理，同時(shí)對(duì)預(yù)案的編制和修訂進(jìn)行版本管理和預(yù)案的全生命周期進(jìn)行管理，包括：預(yù)案編制、預(yù)案入庫(kù)、預(yù)案評(píng)審和預(yù)案發(fā)布，從而方便對(duì)預(yù)案進(jìn)行調(diào)閱、查詢和統(tǒng)計(jì)。

（2）常態(tài)管理模塊。常態(tài)管理的主要作用是完成應(yīng)急值守的日常工作，對(duì)預(yù)案演練進(jìn)行管理，對(duì)與應(yīng)急相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行日常維護(hù)管理更新等。

（3）應(yīng)急管理模塊。該模塊的主要功能是當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)按照應(yīng)急預(yù)案要求實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急響應(yīng)工作的管理，同時(shí)還要對(duì)需要擴(kuò)大響應(yīng)的地震事件進(jìn)行管理，再根據(jù)響應(yīng)結(jié)束要求進(jìn)行結(jié)束響應(yīng)的信息管理、發(fā)布和查詢，按照應(yīng)急預(yù)案對(duì)后期處置工作進(jìn)行記錄管理和查詢。

（4）模板管理模塊。模板管理模塊的主要作用是對(duì)各類標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)進(jìn)行日常維護(hù)管理，包括對(duì)案例庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、模版庫(kù)、范本庫(kù)的添加、修改、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出、查詢等功能。

（5）系統(tǒng)管理模塊。系統(tǒng)管理模塊主要完成系統(tǒng)管理的功能，包括：使用本系統(tǒng)的單位、部門、人員的管理，本系統(tǒng)的角色管理，即對(duì)使用者的角色、權(quán)限配置進(jìn)行的管理，系統(tǒng)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的更新及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)，接口系統(tǒng)的配置管理等。

3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建

要實(shí)現(xiàn)高效有序的地震應(yīng)急管理，有效、全面、及時(shí)的各類地震應(yīng)急信息是輔助地震應(yīng)急方案生成和執(zhí)行的關(guān)鍵［5］。而實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、管理則需要通過建立數(shù)據(jù)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)。在地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建包括對(duì)各種資料的收集和整理、數(shù)字化、錄入以及數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)等。其流程如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建流程圖Fig.5 Flow chart of Database construction

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建首先需要對(duì)各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集和整理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地震基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、地震應(yīng)急預(yù)案、救援力量和物資儲(chǔ)備數(shù)據(jù)等。然后再進(jìn)行資料分析、數(shù)據(jù)判讀和數(shù)字化處理，并在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)整合。為方便使用和存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并分別錄入其中，最后按照系統(tǒng)選定的數(shù)據(jù)庫(kù)類型將各類數(shù)據(jù)統(tǒng)一整合到以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為平臺(tái)的GIS系統(tǒng)中，建成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.4 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

在構(gòu)建地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)時(shí)，為了得到地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)等已建成的技術(shù)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)急預(yù)案的支撐，需要在系統(tǒng)與各子系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)共享與接口管理。主要的外部接口包括：地震速報(bào)獲取接口、快速評(píng)估結(jié)果獲取接口、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢接口、專題地圖獲取接口、預(yù)案方案發(fā)布接口、災(zāi)情文檔獲取接口和上報(bào)備案接口等，如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)Fig.6 System interface design

其中，EQIM為地震速報(bào)系統(tǒng)，通過EQIM獲取接口與系統(tǒng)集成可以快速獲取地震速報(bào)信息；通過快速評(píng)估結(jié)果獲取接口與系統(tǒng)集成可以快速提供影響場(chǎng)、災(zāi)情預(yù)評(píng)估結(jié)論等信息；地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫(kù)查詢接口與系統(tǒng)相聯(lián)系；專題地圖快速生成管理系統(tǒng)通過專題地圖獲取接口與系統(tǒng)集成，可快速獲取地震應(yīng)急專題地圖；防震減災(zāi)素質(zhì)教育系統(tǒng)通過預(yù)案方案發(fā)布接口集成到系統(tǒng)中，快速將通知公告發(fā)送到受災(zāi)地區(qū)；災(zāi)情快速獲取與匯集處理系統(tǒng)通過災(zāi)情文檔獲取接口幫助系統(tǒng)快速獲得各類現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情信息；最后，在應(yīng)急結(jié)束后將應(yīng)急方案通過上報(bào)備案接口進(jìn)行備案。

4 基于GIS的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用ArcGIS Engine 9.3組件式GIS開發(fā)平臺(tái)與面向?qū)ο蟮目梢暬疺isual Studio C＃2008開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā)。

4.1 GIS技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行的智能化，首先要對(duì)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行數(shù)字化表示、結(jié)構(gòu)化分解和流程分析，將地震應(yīng)急預(yù)案表示成XML格式的數(shù)字化存儲(chǔ)格式［6］。

GIS引擎通過解析XML格式的預(yù)案，將預(yù)案中相關(guān)的資源專題圖層與各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，通過GIS的不同圖層可動(dòng)態(tài)展現(xiàn)地震應(yīng)急預(yù)案的資源演變情況。其中，除了GIS本身的基礎(chǔ)圖層外，還包括應(yīng)急預(yù)案涉及到的影響場(chǎng)信息等實(shí)時(shí)信息資源。此外，在預(yù)案實(shí)施過程中各級(jí)指揮人員和救援人員通過GIS展現(xiàn)的各個(gè)圖層能直觀地監(jiān)控預(yù)案涉及的資源演變狀況、以及各個(gè)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和事件發(fā)展情況。

在地震發(fā)生后系統(tǒng)中的應(yīng)急事件會(huì)被觸發(fā)，同時(shí)會(huì)根據(jù)災(zāi)區(qū)實(shí)際受災(zāi)情況自動(dòng)判定出響應(yīng)級(jí)別，在地震應(yīng)急預(yù)案對(duì)該級(jí)別地震災(zāi)害應(yīng)對(duì)方案的基礎(chǔ)上提取出涉及到的各個(gè)部門和單位的應(yīng)急方案，明確任務(wù)和職責(zé)。而在地震應(yīng)急方案執(zhí)行過程中各單位可以根據(jù)GIS提供的與之對(duì)應(yīng)的專題圖更好的明確任務(wù)范圍與工作重點(diǎn)。例如交通管理部門通過GIS能看到災(zāi)區(qū)交通破壞的相關(guān)圖層展現(xiàn)了解地震現(xiàn)場(chǎng)的交通狀況，發(fā)布疏導(dǎo)信息；現(xiàn)場(chǎng)指揮部門可以通過GIS查看受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)附近的地理環(huán)境了解路面、橋隧等結(jié)構(gòu)物的信息和次生災(zāi)害信息，更好地指揮現(xiàn)場(chǎng)清理和救援等；指揮中心人員能看到整個(gè)預(yù)案實(shí)施的一個(gè)綜合性的圖層集，及時(shí)了解事態(tài)的發(fā)展，以便統(tǒng)一指揮和調(diào)度。

通過與GIS引擎的集成，地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)能更為直觀地展示地震災(zāi)害的區(qū)域、程度等信息。此外，由于地震災(zāi)害中的不確定性和外部條件的千變?nèi)f化，地震應(yīng)急預(yù)案規(guī)定的情景與實(shí)際地震發(fā)生時(shí)的具體情況難以完全吻合，需要根據(jù)受災(zāi)規(guī)模和外部條件動(dòng)態(tài)生成多個(gè)應(yīng)急方案在GIS平臺(tái)上展現(xiàn)，供指揮人員選擇和修改。GIS平臺(tái)借助數(shù)字化預(yù)案獲取的相關(guān)信息，利用各種分析模型進(jìn)行輔助決策分析，為指揮人員提供輔助決策信息。

4.2 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例

圖7 地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)主界面Fig.7 The main interface of earthquake emergency plan executionauxiliary system

系統(tǒng)主界面主要由五個(gè)功能菜單組成，包括應(yīng)急管理模塊、預(yù)案管理模塊、常態(tài)管理模塊、模板管理模塊和系統(tǒng)管理模塊。如圖7所示。

應(yīng)急管理模塊是系統(tǒng)的核心，本文重點(diǎn)展示了應(yīng)急管理模塊的使用。應(yīng)急管理模塊包括應(yīng)急事件和應(yīng)急方案兩個(gè)子模塊，在地震應(yīng)急中發(fā)揮不同的作用。以北川縣5.2級(jí)地震為例，相關(guān)單位人員收到此次地震發(fā)生的消息后，在應(yīng)急事件子模塊下選定此次地震事件，同時(shí)觸發(fā)它，系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)際受災(zāi)情況自動(dòng)判定響應(yīng)級(jí)別，再根據(jù)地震應(yīng)急預(yù)案中對(duì)于該級(jí)別的地震災(zāi)害規(guī)定的應(yīng)對(duì)措施和涉及到相關(guān)部門的職責(zé)，為各部門生成相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急方案，接下來再下載災(zāi)情文檔進(jìn)行任務(wù)的分配，提高整體的應(yīng)急處置效率。具體流程如圖8所示。

點(diǎn)擊應(yīng)急方案則進(jìn)入應(yīng)急方案界面，如圖9所示。

圖8 自動(dòng)生成應(yīng)急流程圖Fig.8 Emergency flowchart automatically generated by the system

圖9 應(yīng)急方案主界面Fig.9 The main interface of emergency action plan

在左側(cè)邊欄中列出了不同地區(qū)不同震級(jí)的應(yīng)急方案，選定后具體的應(yīng)急方案將顯示在文檔框中。右側(cè)邊欄列出了了災(zāi)情文檔和震區(qū)專題圖，其中震區(qū)專題圖包括地震影響分布圖、震中位置分布圖、震中與主要城市分布圖等專題地圖，并列出了地震應(yīng)急涉及到的不同部門和單位的詳細(xì)應(yīng)急方案供指揮人員選擇。

5 結(jié)語(yǔ)

地震應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行輔助系統(tǒng)以數(shù)字化地震應(yīng)急預(yù)案為基礎(chǔ)，加強(qiáng)了地震應(yīng)急信息共享，對(duì)提高地震應(yīng)急響應(yīng)速度，改進(jìn)地震應(yīng)急指揮決策的合理性和科學(xué)性意義重大。但是這一領(lǐng)域目前處在起步階段，缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)做支持。數(shù)字化地震應(yīng)急預(yù)案的模板以及管理等都是自定義的。另外，基于地震應(yīng)急預(yù)案的應(yīng)急決策過程中源預(yù)案的適應(yīng)性調(diào)整一般由決策人員或者領(lǐng)域?qū)＜襾硗瓿?，這是比較困難的工作。在今后的工作中，可以結(jié)合人工智能的推理技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用背景展開進(jìn)一步的研究，通過系統(tǒng)本身的一些規(guī)則來自動(dòng)進(jìn)行預(yù)案的適應(yīng)性調(diào)整，再結(jié)合決策者和領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，將大大提高系統(tǒng)的有效性和可用性。

（References）

［1］都吉夔，鄭建常，張宇隆，等.地震應(yīng)急預(yù)案信息管理系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)研究［J］.西北地震學(xué)報(bào)，2010，32（4）：393－398.DU Ji－kui，ZHENG Jian－chang，ZHANG Yu－long，et al.Exploiting Techniques of Information Management System for Earthquake Contingency Plans［J］.Northwestern Seismological Journal，2010，32（4）：393－398.（in Chinese）

［2］翟丹妮.應(yīng)急平臺(tái)中數(shù)字化預(yù)案系統(tǒng)建設(shè)的研究［J］.中國(guó)公共安全：學(xué)術(shù)版，2008，1（12）：34－37.ZHAI Dan－ni.Research on the Construction of Digitalized Preplanning Emergency System ［J］.China Public Security：Academy Edition，2008，1（12）：34－37.（in Chinese）

［3］王國(guó)慶，黃鈞.突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案的體系與數(shù)字化研究［J］.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2008，22：42－45.WANG Guo－qing，HUANG Jun.Research of Architecture and Digital of Emergency Plans for Emergency Incident［J］.Journalof Huazhong University of Science and Technology：Social Sciences Edition，2008，22：42－45.（in Chinese）

［4］申俊義，杜冬霞，謝紅薇.應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008，18（36）：105－108.SHEN Jun－yi，DU Dong－xia，XIE Hong－wei.Research on and Implementation of Digital System for Emergency Responding［J］.Sci－techinformation Development ＆ Economy，2008，18（36）：105－108.（in Chinese）

［5］J H Canos，G Alonso，J Jaen.A Multim Edia Approach to the Efficient Implementation and Use of Emergency Plans［J］.IEEE Multimedia，2004，11（3）：106－110.

［6］M Grathwohl，F(xiàn) de Bertrand de Beuvron，F(xiàn) Rousselot.A New Application for Descriptionlogics Disaster Management［A］∥ Proc.of the International Work shop on Description Logics＇99.Linkoping，Sweden：［s.n.］，1999：56－60.

［7］范協(xié)裕.應(yīng)急預(yù)案工作流及其跨組織協(xié)同研究［D］.天津：天津大學(xué)，2008.FAN Xie－yu.Research on Earthquake Emergency Plan Workflow and Inte－rorganizational Cooperation［D］.Tianjin：Tianjin University，2008.（in Chinese）

［8］張超，裴玉起，邱華.國(guó)內(nèi)外數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)［J］.中國(guó)安全生產(chǎn)科術(shù)，2010，6，（5）：154－158.ZHANG Chao，PEI Yu－qi，QIU Hua.Current Status and Development Trend of Digital Emergency Plan at Home and A－broad［J］.Journal of Safety Science and Technology，2010，6（5）：154－158 .（in Chinese）

［9］王永昕，陳虹.應(yīng)急預(yù)案在地震應(yīng)急響應(yīng)中的作用——以唐山地震、汶川地震為例［J］.國(guó)際地震動(dòng)態(tài)，2012，406（17）：17－22.WANG Yong－xin，CHEN Hong.Emergency Response in China——Taking Tangshan and Wenchuan Earthquakes as Axamples［J］.Recent Developments in World Seismology，2012，406（17）：17－22.（in Chinese）

［10］劉希強(qiáng)，孫亞強(qiáng)，趙冰，等.地震震中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位的方法研究［J］.西北地震學(xué)報(bào)，2012，34（4）：342－349.LIU Xi－qiang，SUN Ya－qiang，ZHAO Bing，et al.Research on Real－time Evolutionary Earthquake Epicentral Location［J］.Northwestern Seismological Journal，2012，34（4）：342－349.（in Chinese）

［11］何霆.增強(qiáng)型12322地震應(yīng)急信息服務(wù)系統(tǒng)［J］.華南地震，2012，32（3）：107－117.HE Ting.Enhanced 12322Emergency SMS System［J］.South China Journal of Seismology，2012，32（3）：107－117.（in Chinese）