水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急決策管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

紀(jì)昌杰　宋庭新　周偉

摘 要：因氣象災(zāi)害造成的水運(yùn)交通事故時(shí)有發(fā)生，急需相應(yīng)的應(yīng)急決策系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)和管理救援工作，為水運(yùn)交通保駕護(hù)航。在水運(yùn)交通業(yè)務(wù)分析和應(yīng)急處置流程優(yōu)化基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急決策管理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能和數(shù)據(jù)流向進(jìn)行了詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)，并以長(zhǎng)江客輪沉沒(méi)事件為例進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證，證實(shí)了系統(tǒng)的有效性。

關(guān)鍵詞：水運(yùn)交通；災(zāi)害處置；應(yīng)急決策；管理系統(tǒng)

DOIDOI：10.11907/rjdk.161814

中圖分類號(hào)：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2016）011014803

基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：湖北省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目（鄂交科教2014-721-4-3）

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：紀(jì)昌杰（1991-），男，湖北大冶人，湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化；宋庭新（1972-），男，湖北宜都人，湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士后，研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化；周偉（1976-），男，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士研究生，研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化。

0 引言

隨著長(zhǎng)江沿江地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，長(zhǎng)江水上運(yùn)輸?shù)玫搅饲八从械目焖侔l(fā)展。國(guó)家確立了“中部地區(qū)崛起”戰(zhàn)略和 “大力發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)，加快長(zhǎng)江黃金水道建設(shè)”戰(zhàn)略。受此影響，今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，長(zhǎng)江水上運(yùn)輸將迎來(lái)難得的發(fā)展機(jī)遇。但水上運(yùn)輸安全形勢(shì)不容樂(lè)觀，其中一個(gè)重要因素是惡劣氣象環(huán)境，特別是長(zhǎng)江流域經(jīng)常出現(xiàn)大范圍持續(xù)霧霾天氣。針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了災(zāi)害氣象條件下的水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急決策管理系統(tǒng)，旨在增強(qiáng)事故處置能力和救災(zāi)快速反應(yīng)能力。

1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析

1.1 水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急處置業(yè)務(wù)

為了實(shí)現(xiàn)水運(yùn)災(zāi)害發(fā)生時(shí)應(yīng)急響應(yīng)的快速性和決策的科學(xué)性，本系統(tǒng)對(duì)險(xiǎn)源上報(bào)、應(yīng)急預(yù)案制定、物資調(diào)度及庫(kù)存管理等應(yīng)急處置的全生命周期進(jìn)行管理。根據(jù)水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急處置業(yè)務(wù)需求，參照相關(guān)部門制定的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)案，本文設(shè)計(jì)了險(xiǎn)源上報(bào)、預(yù)案管理、調(diào)度管理和應(yīng)急資源管理4個(gè)核心業(yè)務(wù)功能[1]，業(yè)務(wù)需求分析如下：

（1）險(xiǎn)源上報(bào)。主要包括上報(bào)渠道管理及險(xiǎn)源信息填報(bào)，需要對(duì)事故信息進(jìn)行登記并核實(shí)。在接到水運(yùn)災(zāi)害事故報(bào)警后，預(yù)警室值班員對(duì)險(xiǎn)情信息進(jìn)行登記并初步核實(shí)，核實(shí)后立即報(bào)告。預(yù)警室負(fù)責(zé)人對(duì)上報(bào)內(nèi)容進(jìn)一步查實(shí)并全面收集災(zāi)害信息。

（2）決策與預(yù)案。主要包括應(yīng)急預(yù)案制定、事故案例匯編及預(yù)案審批。應(yīng)急指揮小組根據(jù)險(xiǎn)源上報(bào)信息對(duì)事故進(jìn)行全面研判和分析，快速制定出相應(yīng)的應(yīng)急處置預(yù)案并提交系統(tǒng)執(zhí)行。若系統(tǒng)案例庫(kù)或預(yù)案庫(kù)中有相似的案例及預(yù)案，經(jīng)指揮小組審議后，可直接選取已有預(yù)案開(kāi)展應(yīng)急處置工作[2]。

（3）資源調(diào)度。主要負(fù)責(zé)潛水員、搶險(xiǎn)船舶、救援車輛、搶險(xiǎn)物資等應(yīng)急資源的調(diào)度，依據(jù)應(yīng)急預(yù)案調(diào)配各種人員、物資和設(shè)備。

（4）應(yīng)急資源管理。主要對(duì)應(yīng)急處置所涉及到的人員、物資、裝備及倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行管理。當(dāng)物資供應(yīng)不足時(shí)，倉(cāng)庫(kù)管理員需及時(shí)申請(qǐng)物資采購(gòu)[3]。

1.2 水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急處置流程

由于長(zhǎng)江流域水情復(fù)雜，水勢(shì)多變，特別是近年來(lái)大范圍持續(xù)霧霾天氣的影響，要做到事故快速響應(yīng)難度較大。對(duì)長(zhǎng)江流域的水情以及氣候進(jìn)行綜合分析，預(yù)先制定各種規(guī)范化的應(yīng)急處置流程和預(yù)案，一旦接到報(bào)警，系統(tǒng)就可立即啟動(dòng)執(zhí)行應(yīng)急處置流程，進(jìn)行各種資源調(diào)配。根據(jù)長(zhǎng)江海事局頒布的水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案規(guī)范，本文設(shè)計(jì)了水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急處置流程，如圖1所示。

（1）險(xiǎn)源上報(bào)：水運(yùn)災(zāi)害信息來(lái)源主要包括12395報(bào)警電話、事故目擊者以及政府海事監(jiān)察部門提供的信息。需要上報(bào)的險(xiǎn)源信息包括災(zāi)害對(duì)象、事故地點(diǎn)、發(fā)生時(shí)間、信息來(lái)源、事故描述以及報(bào)案時(shí)間等。預(yù)警室值班員登錄系統(tǒng)后，若接到事故報(bào)警，應(yīng)立即對(duì)報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行核實(shí)，確認(rèn)后再收集事故周邊信息，越詳細(xì)越好，然后將信息登記上報(bào)。

（2）信息審核：預(yù)警室負(fù)責(zé)人查看值班人員上報(bào)的事故信息，進(jìn)一步核實(shí)事故的準(zhǔn)確性，若信息真實(shí)則通過(guò)審核，并根據(jù)險(xiǎn)情狀況對(duì)事故進(jìn)行定級(jí)（一般分為4級(jí)），最后將險(xiǎn)情提交給應(yīng)急決策指揮小組。

（3）預(yù)案制定：應(yīng)急決策指揮小組接到事故信息后，召集相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，分析險(xiǎn)情并制定處置預(yù)案。若系統(tǒng)案例庫(kù)中有相同情況的預(yù)案，可以直接選取該預(yù)案提交給調(diào)度指揮室執(zhí)行。

（4）調(diào)度指揮：調(diào)度指揮人員依據(jù)應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容調(diào)配各種人員、物資及裝備進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)。若救災(zāi)物資庫(kù)存不足，則通知倉(cāng)庫(kù)人員立即采購(gòu)或調(diào)配。

（5）物資調(diào)配：應(yīng)急物資管理人員根據(jù)采購(gòu)和調(diào)配信息檢查庫(kù)存，發(fā)送救援物資至事故現(xiàn)場(chǎng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急處置業(yè)務(wù)需求和流程需要，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了險(xiǎn)源上報(bào)管理、應(yīng)急預(yù)案管理、調(diào)度管理、應(yīng)急資源管理、人員管理和系統(tǒng)管理6個(gè)功能模塊。每個(gè)模塊既相互獨(dú)立又互相聯(lián)系，通過(guò)工作流引擎和任務(wù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制建立各模塊之間的銜接。不同角色的用戶登錄該系統(tǒng)時(shí)根據(jù)權(quán)限執(zhí)行工作任務(wù)，整個(gè)系統(tǒng)采用MVC模式，實(shí)現(xiàn)視圖層與業(yè)務(wù)層分離，最大限度減少客戶端、服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫(kù)之間的耦合性。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)、Java開(kāi)發(fā)平臺(tái)和Spring+Hibernate框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。其中Spring 3.0框架作為一個(gè)無(wú)侵入式輕量級(jí)框架，通過(guò)Spring提供的IoC容器，可以將對(duì)象之間的依賴關(guān)系交由容器控制，避免硬編碼造成的過(guò)度耦合[4]。Spring MVC作為控制層，可以將業(yè)務(wù)邏輯層與表示層分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)前端頁(yè)面與后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯的松耦合連接[5]。Hibernate 3.0是一個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)框架，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的JDBC接口進(jìn)行了輕量級(jí)對(duì)象封裝，實(shí)現(xiàn)了ORM（Object/Relation Mapping，對(duì)象-關(guān)系映射）和數(shù)據(jù)持久化處理。為了實(shí)現(xiàn)前端頁(yè)面的動(dòng)態(tài)展示，增加用戶體驗(yàn)感，系統(tǒng)采用Ext JS技術(shù)進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)。Ext JS可以用來(lái)開(kāi)發(fā)富客戶端應(yīng)用，同時(shí)支持Javascript和Ajax技術(shù)，可以快速方便地創(chuàng)建類似Windows風(fēng)格的Web界面，是Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)中流行的前臺(tái)界面開(kāi)發(fā)技術(shù)[6]。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用Oracle10g作為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。值班人員在收到報(bào)警后需要收集大量的險(xiǎn)源信息上報(bào)，這些信息包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，除了需要文字表達(dá)，還需要附帶大量的語(yǔ)音信息以及圖片和視頻信息。應(yīng)急決策指揮小組根據(jù)上報(bào)的險(xiǎn)源信息以及以往的事故案例進(jìn)行分析和判斷，作出決策和處置預(yù)案。調(diào)度人員依據(jù)制定的應(yīng)急預(yù)案調(diào)配消防、潛水員、車輛、船舶以及救援設(shè)備和物資抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，倉(cāng)庫(kù)和物流部門依據(jù)預(yù)案調(diào)撥和采購(gòu)救援物資。圖3所示的數(shù)據(jù)流圖清晰地反應(yīng)了應(yīng)急處置過(guò)程中的數(shù)據(jù)流向。

3 應(yīng)用案例

水運(yùn)交通應(yīng)急決策管理系統(tǒng)主界面如圖4所示，本文選取“東方之星”號(hào)客輪沉沒(méi)事件驗(yàn)證該系統(tǒng)的有效性。

“東方之星”號(hào)客輪由于突遇龍卷風(fēng)于2015年6月在長(zhǎng)江湖北石首段傾覆，當(dāng)時(shí)船上載有400余人，幾乎全部遇難。在接到客輪報(bào)警信息后，長(zhǎng)江海事部門值班人員立即對(duì)事發(fā)周邊信息進(jìn)行分析梳理并錄入系統(tǒng)，提交給應(yīng)急指揮小組。預(yù)警負(fù)責(zé)人在核實(shí)事故真實(shí)性后，根據(jù)收集到的災(zāi)害信息將事故等級(jí)定為嚴(yán)重一級(jí)。應(yīng)急處置小組專家組成員在分析事故信息后，迅速制定了切割船體、潛入江底搜救、船體扶正并吊起3個(gè)應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急處置調(diào)度部門對(duì)專家組成員提交的3個(gè)預(yù)案所需人員、物資、裝備進(jìn)行了調(diào)配和采購(gòu)，這些物資包括：潛水員、船體結(jié)構(gòu)工程師、沖鋒舟、搜救直升機(jī)、搜救船舶、救護(hù)車、巡邏車、警車、大型打撈船、圖像聲吶儀、側(cè)掃聲吶、多波束探測(cè)設(shè)備、水下電視、鋼纜、吸油氈、氧氣瓶、腳蹼、面鏡、潛水服、呼吸器、刀具等。在調(diào)配過(guò)程中發(fā)現(xiàn)吸油氈庫(kù)存量不足，立即啟動(dòng)采購(gòu)計(jì)劃，申請(qǐng)采購(gòu)120套吸油氈，由系統(tǒng)自動(dòng)下達(dá)采購(gòu)計(jì)劃到倉(cāng)庫(kù)，保證了救援物資及時(shí)采購(gòu)到位。系統(tǒng)工作流引擎實(shí)現(xiàn)任務(wù)式牽引，及時(shí)下達(dá)救援任務(wù)給相關(guān)人員，信息傳達(dá)準(zhǔn)確及時(shí)，參與救援人員各司其職，大大降低了信息溝通不暢帶來(lái)的時(shí)間浪費(fèi)，極大提高了物資調(diào)配效率，實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)。

4 結(jié)語(yǔ)

水運(yùn)災(zāi)害應(yīng)急決策管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從報(bào)警、險(xiǎn)情分析、預(yù)案制定、人員物資調(diào)度、倉(cāng)庫(kù)管理等水運(yùn)災(zāi)害處置全生命周期的管理功能，實(shí)現(xiàn)了處置流程的信息化和自動(dòng)化，充分整合和優(yōu)化了應(yīng)急處置所涉及的人員、設(shè)備、技術(shù)和資源，實(shí)現(xiàn)了各種信息的有效溝通和交融，為提高水運(yùn)交通管理部門應(yīng)對(duì)災(zāi)害事件的整體反應(yīng)能力與指揮協(xié)調(diào)能力提供了可靠的平臺(tái)和工具，為保障水上交通安全提供了有力的技術(shù)支撐。

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（責(zé)任編輯：杜能鋼）