基于WebGIS的市級安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)的研究與設計

石慧芳 陳 陽

（廣東省科技基礎條件平臺中心，廣東 廣州 510033）

1 引言

近年來，隨著我國現(xiàn)代化建設的深入，經(jīng)濟高速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，超大型、高參數(shù)、長周期、高風險的生產(chǎn)裝置日益增多，使得現(xiàn)代工業(yè)的危險程度越來越高，各種安全生產(chǎn)事故嚴重威脅著員工的生命安全和企業(yè)生產(chǎn)的正常進行。

廣州是國家中心城市之一，自改革開放以來，廣州發(fā)展經(jīng)歷了翻天覆地的變化，經(jīng)濟總量的快速增長，已連續(xù)26年高居全國城市第三位，2014年超1.6萬億元。廣州對內外經(jīng)濟活動更加頻繁、生產(chǎn)企業(yè)不斷增多，工業(yè)生產(chǎn)領域大量液氯、液氨、液氮等易燃易爆、?；返氖褂煤蛢\增加了安全生產(chǎn)事故發(fā)生的風險和概率。

隨著廣州市經(jīng)濟持續(xù)保持高速增長，企業(yè)數(shù)量不斷增多，廣州市安全生產(chǎn)形勢還未能得到根本性的好轉，日常應急管理和發(fā)生突發(fā)生產(chǎn)安全事故后的應急救援處置手段和方式依然單一，廣州市安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)建設正是在這一背景下提出的，系統(tǒng)的建設將極大地提高日常應急管理和發(fā)生突發(fā)生產(chǎn)安全事故后的應急救援指揮調度能力。

本文結合廣州市安全生產(chǎn)應急救援自有的業(yè)務特點，針對安全生產(chǎn)應急救援指揮和日常應急管理的需求，重點探討了安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)的軟件平臺設計，研究了系統(tǒng)的總體架構和關鍵技術。

2 系統(tǒng)建設目標和總體架構

2.1 系統(tǒng)建設目標

該系統(tǒng)從突發(fā)安全生產(chǎn)事件的應急處置流程出發(fā)，開發(fā)建設應急指揮、監(jiān)控管理等業(yè)務系統(tǒng)，結合地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)管理、空間分析以及Web-GIS信息共享和大型數(shù)據(jù)庫技術，旨在實現(xiàn)對高危行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營單位及企業(yè)重大危險源安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和常態(tài)化維護，豐富安全監(jiān)管部門的動態(tài)監(jiān)管手段，提高應對安全生產(chǎn)突發(fā)事故的應急救援指揮決策能力，消除各種隱患，減少事故的發(fā)生，加快事故處置的進程，降低事故帶來的損失，提高預防和處理安全生產(chǎn)突發(fā)事故的水平。

2.2 總體架構設計

根據(jù)業(yè)務特點，地市安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)縱向要與省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局的應急救援系統(tǒng)以及各區(qū)、縣以及重點防范單位的應急救援相關系統(tǒng)相連，橫向必須和各協(xié)同單位的應急救援相關平臺相連接。其通信網(wǎng)絡是一個集成電信網(wǎng)、政務網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)和單位專網(wǎng)的復雜網(wǎng)絡，各有關單位和企業(yè)通過網(wǎng)絡緊密連接在一起。

廣州市安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)由應急指揮場所、移動應急平臺、基礎支撐平臺、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、綜合應用系統(tǒng)、應急平臺前端展示、法律與標準規(guī)范以及安全保障體系構成。系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

（1）基礎支撐系統(tǒng)

基礎支撐系統(tǒng)建設包括應急通信系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡、視頻會議系統(tǒng)、圖像接入系統(tǒng)、存儲備份系統(tǒng)建設。

（2）綜合應用系統(tǒng)

綜合應用系統(tǒng)能夠采集、分析和處理應急救援信息，為應急救援指揮機構協(xié)調、指揮突發(fā)生產(chǎn)安全事故救援工作提供參考依據(jù)。綜合業(yè)務系統(tǒng)包括應急值守系統(tǒng)、指揮調度系統(tǒng)、應急保障系統(tǒng)、模擬演練系統(tǒng)和預案管理系統(tǒng)。

圖1 安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)總體架構圖

（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應包括基礎數(shù)據(jù)庫、安監(jiān)數(shù)據(jù)庫和支撐數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)的建設。

（4）應急指揮場所

應急救援指揮場所是指值守應急和指揮會商的辦公場所以及支撐應急平臺基礎設備運行維護的場所，其建設應滿足日常應急管理和應急處置的需求。

（5）移動應急平臺

移動應急平臺滿足現(xiàn)場應急通信、現(xiàn)場會商、指揮調度、移動辦公、現(xiàn)場圖像采集等功能。

（6）安全保障體系

嚴格遵守國家保密規(guī)定，利用電子政務網(wǎng)安全保障體系，嚴格用戶權限控制，確保涉密信息傳輸、交換、存儲和處理安全。

（7）法律與標準規(guī)范體系

系統(tǒng)接口從設計到實施都遵循國際和國內已有的相關標準，保證不同信息和信令的互聯(lián)互通。

3 系統(tǒng)軟件功能設計

3.1 綜合業(yè)務系統(tǒng)

綜合業(yè)務系統(tǒng)主要由信息接報管理、值班業(yè)務管理、時間信息管理和報表管理四個模塊組成。綜合業(yè)務系統(tǒng)滿足值守應急需要，與省安全生產(chǎn)應急救援指揮平臺、市政府應急平臺、其它政府部門應急平臺7x24小時聯(lián)絡暢通；能夠接收和顯示來自事故現(xiàn)場、救援隊伍、社會公眾各渠道的預測預警信息、現(xiàn)場信息、音視頻數(shù)據(jù)等信息，并對各種信息進行全面監(jiān)控管理。

3.2 輔助決策系統(tǒng)

輔助決策系統(tǒng)包括組織機構管理、應急救援基礎庫管理、應急救援輔助指揮和案例庫管理等功能。輔助決策系統(tǒng)實現(xiàn)當出現(xiàn)應急救援事件時，能快速提供相應的應急救援預案，準確提供相關處置步驟指引及應急救援需要的各類應急資源分布及調集相關信息（如圖2為事故周邊專家信息），為應急救援指揮提供輔助決策支持，實現(xiàn)指揮調度“一張圖”的應急救援輔助決策，提高應急救援指揮調度決策效率。

圖2 事故周邊專家信息

3.3 指揮調度系統(tǒng)

指揮調度系統(tǒng)由信息匯聚、信息表現(xiàn)、任務管理、處置跟蹤和資源調度五個模塊組成。指揮調度系統(tǒng)提供基于GIS地圖的位置顯示支持，當有事故發(fā)生時，地圖可以漫游到了事故發(fā)生地點。系統(tǒng)建立常見事故場景的應急救援處置方案，根據(jù)事故信息，可搜索應急處置方案，根據(jù)處置方案提供的處置步驟建議，應急資源建議，應急專家建議，指定調度資源，指定調度專家，應急聯(lián)絡人，應急部門職責及值守電話信息，為事故處理提供快速的指揮調度支持。

3.4 預案管理系統(tǒng)

預案管理系統(tǒng)包括政府應急預案管理、企業(yè)應急預案管理、安委會成員單位預案管理和預案統(tǒng)計分析。預案管理主要是對安全監(jiān)管局及生產(chǎn)經(jīng)營單位應急預案進行集中管理，同時能共享給各聯(lián)動部門、區(qū)（縣）級政府在突發(fā)生產(chǎn)安全事故應急處理時作指導參考。按照“縱向到底、橫向到邊”的應急管理體系要求，實現(xiàn)預案管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)、內容和結構上的對接，從全局把握預案建立的總體情況，并將各級預案之間進行平滑銜接和關聯(lián)。

3.5 重大危險源管理系統(tǒng)

重大危險源管理系統(tǒng)包括危險源基礎信息管理、危險源視頻監(jiān)管、危險源數(shù)據(jù)監(jiān)測和危險源GIS綜合分析。根據(jù)應急救援管理需要，重大危險源管理系統(tǒng)可結合GIS平臺實現(xiàn)位置定位及周邊視頻、周邊脆弱目標、周邊庇護場所關聯(lián)和周邊信息標注，提供相關信息的登記、查詢、修改及周邊應急資源、應急專家及救援隊伍的管理分析。危險源視頻監(jiān)控需實現(xiàn)對重大危險源周邊環(huán)境的實時監(jiān)控（具體實現(xiàn)如圖3所示）。

圖3 危險源視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3.6 事故模擬演練系統(tǒng)

事故模擬演練系統(tǒng)包括事故后果模擬參數(shù)管理、事故后果計算模型管理和事故后果模擬應用。事故模擬演練系統(tǒng)可以根據(jù)泄漏的物質特性和事故發(fā)生時的具體環(huán)境信息（如風向、風速、地貌等）實時測算氣體擴散范圍和空間濃度，為事故應急救援的決策指揮提供重要的技術支撐。采用事故后果模擬計算模型，結合?；废嚓P特性，同時采集或設置計算模型中需要的參數(shù)因子（風向、風速等因素），做出科學的計算。

3.7 應急GIS地理信息子系統(tǒng)

采用專業(yè)GIS平臺的應急GIS地理信息系統(tǒng)支撐，實現(xiàn)包括地圖定位、地圖基礎操作（放大、縮小、漫游、標注、計算等），實現(xiàn)資源調度，路徑分析等高級空間分析技術，同時支持各類應急業(yè)務相關專題圖、環(huán)境分析、接警聯(lián)動等高級功能操作。

4 系統(tǒng)關鍵技術

項目組設計和開發(fā)了Web版的安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)以符合SOA架構的WebGIS開發(fā)平臺Super-Map IS為基礎，并采用SQL Server 2008進行數(shù)據(jù)管理，集成了AJAX和Silverlight等技術，豐富和完善了客戶端的表現(xiàn)形式，為決策者提供了更加全面直觀、及時有效的信息。

SOA是一種通過一個強大而靈活的架構，解決松散分布環(huán)境下面向多種需求提供全面服務的模型。用戶可以通過一個統(tǒng)一的服務或業(yè)務整合平臺，把自己需要的各種實際應用靈活定制，從而在保證穩(wěn)定性的前提下實現(xiàn)系統(tǒng)的全面性和靈活性。采用SOA架構，在數(shù)據(jù)層和服務層對安全生產(chǎn)信息資源及應用服務進行整合集成，提供多種SaaS應用，實現(xiàn)安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)的網(wǎng)絡化共享。最終實現(xiàn)的應急體系機構是基于SOA的、支持流程的架構。安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)采用SOA進行設計和實現(xiàn)，對需要集成的已有系統(tǒng)進行服務封裝。

SuperMap平臺在本系統(tǒng)中占據(jù)了系統(tǒng)的核心地位，支持服務器集群部署方式，具有高度伸縮性；支持多源數(shù)據(jù)集成與海量數(shù)據(jù)快速訪問；具有較強的空間分析功能，能夠進行三維空間分析，在實際操作中，可以實現(xiàn)對危險源和事故點的精確定位，對事故附近救援隊伍和救援資源實現(xiàn)快速搜索以及最優(yōu)路徑選取，對系統(tǒng)提供了強有力的支持。

5 結束語

本文結合廣州市安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)的研發(fā)而展開，從突發(fā)安全生產(chǎn)事件的應急處置流程出發(fā)，結合廣州市安全生產(chǎn)信息化建設實際情況，分析設計廣州市安全生產(chǎn)應急救援指揮系統(tǒng)的總體架構和軟件平臺，制定出一套切實可行的系統(tǒng)設計解決方案，在關鍵技術點上進行了實踐突破，從而大大提高了系統(tǒng)的可實現(xiàn)性。

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