突發(fā)事件應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)*

李 群

(中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，北京 100012)

0 引言

近些年，隨著我國各級應(yīng)急管理部門對突發(fā)事件應(yīng)急的逐年重視，國家整體應(yīng)急管理水平明顯提高，以應(yīng)急準備和應(yīng)急預(yù)案等為核心的應(yīng)急管理體系建設(shè)也得到快速發(fā)展，但回顧近期發(fā)生的幾起重特大事故的應(yīng)急處置過程，相關(guān)應(yīng)急處置過程中仍存在較多問題，譬如：2013年發(fā)生的“11·22”青島輸油管道爆炸事故的應(yīng)急過程中，相關(guān)應(yīng)急管理部門與涉事企業(yè)存在多處處置不當?shù)膯栴}，其中溝通與協(xié)作、應(yīng)急預(yù)案的啟動與執(zhí)行等問題非常突出[1]。因此，圍繞各類突發(fā)事件應(yīng)急處置過程中的“協(xié)作”以及“決策”問題，眾多學(xué)者從“應(yīng)急會商”和“應(yīng)急預(yù)案”、尤其是“應(yīng)急現(xiàn)場處置方案”等方面開展針對性研究。在應(yīng)急會商機制構(gòu)建與實際行業(yè)應(yīng)用方面，劉丹[2]等圍繞流域突發(fā)水污染事件應(yīng)急能力體系建設(shè)開展針對性研究，提出從應(yīng)急機制與預(yù)案體系、風(fēng)險防控體系、應(yīng)急監(jiān)測能力、應(yīng)急會商與決策能力、應(yīng)急保障能力建設(shè)等5個具體方面入手；李永林[3]等從地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急演練、地質(zhì)災(zāi)害巡測、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急等3個方面舉例說明遠程會商系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況；范宏喜[4]則回顧了國土資源部利用“地災(zāi)應(yīng)急IP 衛(wèi)星指揮與遠程會商系統(tǒng)”與四川蘆山地震災(zāi)區(qū)進行遠程會商的實際情況。在相關(guān)應(yīng)急會商技術(shù)系統(tǒng)方面，畢于慧[5]等提出基于綜合集成研討廳的方法，設(shè)計構(gòu)建應(yīng)急虛擬會商系統(tǒng)；崔璟[6]等在傳統(tǒng)電視電話會議系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出增加分布式地理信息系統(tǒng)，進而實現(xiàn)遠程參會者實時協(xié)作完成相關(guān)應(yīng)急專題地圖的制作；宋梅[7]論述了北京地鐵應(yīng)急會商系統(tǒng)的主要功能、系統(tǒng)構(gòu)建與網(wǎng)絡(luò)方案。在應(yīng)急預(yù)案(含現(xiàn)場處置方案)的編制與生成方面，林輝[8]在充分梳理現(xiàn)有應(yīng)急預(yù)案體系的基礎(chǔ)上，針對應(yīng)急預(yù)案(含現(xiàn)場處置方案)編制和實施時常見的誤區(qū)進行分析，并提出預(yù)案編制的一般性步驟；胡飛虎[9]等針對應(yīng)急預(yù)案創(chuàng)建過程的可變性問題，提出用工作流技術(shù)進行相應(yīng)的過程管理，進而提高應(yīng)急預(yù)案生成系統(tǒng)的適用性；李洋[10]等提出將基于案例推理(CBR)與基于規(guī)則推理(RBR)相結(jié)合的應(yīng)急預(yù)案快速生成方法。總結(jié)以上現(xiàn)有研究成果可知，圍繞“應(yīng)急會商”與“應(yīng)急預(yù)案”開展的理論、方法、技術(shù)與應(yīng)用方面的研究較多，但研究成果較為分散，理論方法方面的研究較側(cè)重于應(yīng)急實踐中的業(yè)務(wù)指導(dǎo)，而技術(shù)系統(tǒng)方面的研究較側(cè)重于具體信息化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用以及相關(guān)物理系統(tǒng)的搭建，針對此問題，本文從實際突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)與處置的業(yè)務(wù)需求與流程分析入手，具體討論相關(guān)系統(tǒng)功能對實際應(yīng)急業(yè)務(wù)的響應(yīng)性，并提出相關(guān)軟件系統(tǒng)的架構(gòu)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最后通過具體物理系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)進行展示說明，研究成果可為相關(guān)應(yīng)急管理系統(tǒng)平臺的工程建設(shè)與系統(tǒng)集成提供參考。

1 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成的業(yè)務(wù)分析

與以往將應(yīng)急會商作為單獨的應(yīng)急管理環(huán)節(jié)進行討論不同，本文為了更好地分析應(yīng)急會商在實際應(yīng)急處置過程中的定位，將以應(yīng)急預(yù)案為核心來探討相關(guān)應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成的業(yè)務(wù)流程。而基于信息化技術(shù)開展的應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成，首先需要明確現(xiàn)有應(yīng)急預(yù)案的體系結(jié)構(gòu)以及數(shù)字化發(fā)展現(xiàn)狀。自2004 年國

務(wù)院頒發(fā)國家突發(fā)事件總體預(yù)案以來，全國各地方和企事業(yè)單位相繼開展應(yīng)急預(yù)案的編制工作，初步形成了以“總體預(yù)案—專項預(yù)案—部門預(yù)案—企事業(yè)單位預(yù)案”為主線的應(yīng)急預(yù)案體系[11]，但由于我國關(guān)于應(yīng)急管理理論與技術(shù)的研究起步較晚[12]，以應(yīng)急預(yù)案為重要內(nèi)容的應(yīng)急平臺建設(shè)仍處于推廣建設(shè)期，其中應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化程度也較為初級，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化的形式，可將應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化分為：預(yù)案電子化、預(yù)案結(jié)構(gòu)化和預(yù)案智能化等3個階段。其中應(yīng)急預(yù)案電子化是應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化發(fā)展過程的初級階段，是由紙質(zhì)預(yù)案到電子文檔預(yù)案的轉(zhuǎn)化階段，很多應(yīng)急預(yù)案以各種電子文檔格式(Word，WPS)存儲在計算機中，方便存檔管理，但無法實現(xiàn)快速檢索和部分數(shù)據(jù)提取、交換，目前沒有實現(xiàn)MIS系統(tǒng)的中小型企業(yè)一般處在此階段；而應(yīng)急預(yù)案結(jié)構(gòu)化是為了克服應(yīng)急預(yù)案電子化在管理和檢索方面的不足，將應(yīng)急預(yù)案按照一定的結(jié)構(gòu)進行重新梳理，并存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(如SQLSERVER和ORACLE等)中，這樣結(jié)構(gòu)化存儲的應(yīng)急預(yù)案可以實現(xiàn)快速檢索和預(yù)案特征數(shù)據(jù)的提取與交換，目前大多數(shù)實現(xiàn)了MIS系統(tǒng)的大中型企業(yè)和政府機關(guān)處在此階段，具有較好的實際可操作性；應(yīng)急預(yù)案智能化是指在應(yīng)急預(yù)案結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)上，引入各種專業(yè)分析模型和工具，對應(yīng)急預(yù)案的組成結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)進行深度挖掘，找到應(yīng)急預(yù)案在事故應(yīng)急處理過程中的上下文關(guān)系，將靜態(tài)的應(yīng)急預(yù)案運用到不同應(yīng)急情景的應(yīng)急處置中去，目前僅有部分科研機構(gòu)和高校的科研項目中實現(xiàn)了應(yīng)急預(yù)案智能化，但距離實際上線應(yīng)用尚有一定距離。

在明確應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化的不同階段基礎(chǔ)上，本文所要探討的應(yīng)急會商與交互生成的應(yīng)急預(yù)案屬于結(jié)構(gòu)化應(yīng)急預(yù)案范疇，可兼顧信息化系統(tǒng)的可實現(xiàn)性與應(yīng)急實踐中的可操作性，而圍繞其開展的應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成業(yè)務(wù)如圖1所示。

圖1 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成業(yè)務(wù)流程分析Fig.1 Business analysis of emergency consultation and emergency plan interactive generation

從圖1可知，整個應(yīng)急會商及預(yù)案交互生成過程以“會商專家信息管理”—“會商專家在線會商”—“預(yù)案交互生成”—“預(yù)案發(fā)布”4個環(huán)節(jié)為主線，配以“實時災(zāi)情信息發(fā)布”、“知識信息管理”、“預(yù)案模板信息管理”和“預(yù)案信息管理”等4個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進行支持。

1.1 會商專家信息管理

該環(huán)節(jié)主要負責(zé)參與會商專家的信息收集、狀態(tài)跟蹤、權(quán)限分配及會商專家通知等工作內(nèi)容，其中會商專家的通知主要采用手機短信、電子郵件、系統(tǒng)平臺站內(nèi)消息等形式。

1.2 會商專家在線會商

該環(huán)節(jié)主要負責(zé)將分布于不同地點的各類專家通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，使他們能夠通過計算機在線互相交流有關(guān)預(yù)案的觀點和看法，具體的會商形式包括語音會商、視頻會商、文字會商、地圖協(xié)同標繪以及文件共享等。

1.3 預(yù)案交互生成

該環(huán)節(jié)主要負責(zé)收集參與會商的專家意見，并按照相關(guān)的預(yù)案結(jié)構(gòu)以及內(nèi)容要求，形成最終統(tǒng)一的應(yīng)急預(yù)案，而桌面共享與在線文檔的展示(如word，pdf格式文件)是具體的實現(xiàn)形式。

1.4 預(yù)案發(fā)布

該環(huán)節(jié)主要負責(zé)將應(yīng)急預(yù)案最終稿以多種方式對外發(fā)布出去，發(fā)布方式包括在線發(fā)布、郵件發(fā)送和手機短信發(fā)送等3種方式，而對外發(fā)布首先需獲得相關(guān)的審批和授權(quán)，而接收預(yù)案內(nèi)容的部門和人員范圍也需進行審核。

1.5 實時災(zāi)情信息發(fā)布

該環(huán)節(jié)主要負責(zé)收集、發(fā)布與事故現(xiàn)場有關(guān)的各類信息，包括：氣象信息、道路信息、災(zāi)情快報等，而災(zāi)情信息的發(fā)布也需要通過相關(guān)部門的審核(主要對信息的準確性及發(fā)布范圍等內(nèi)容進行審核)。該環(huán)節(jié)滾動更新的各類災(zāi)情信息是“專家在線會商”的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之一。

1.6 知識信息管理

該環(huán)節(jié)主要為應(yīng)急預(yù)案會商的專家提供相關(guān)應(yīng)急知識的支持，包括事故案例支持、法律法規(guī)支持、標準規(guī)范支持、危險化學(xué)品理化性質(zhì)支持、常見事故處置程序等。

1.7 預(yù)案模板信息管理

該環(huán)節(jié)主要為預(yù)案交互生成提供“模板支持”，預(yù)案模板信息主要包括：模板名稱、模板狀態(tài)、模板制作時間、模板最新修改時間、模板適用條件、模板整體層次結(jié)構(gòu)、模板示例等內(nèi)容，而不同的模板信息需支持各種形式的輸出(如打印輸出、單獨文檔保存輸出、大綱視圖輸出等)。

1.8 預(yù)案信息管理

該環(huán)節(jié)負責(zé)對專家會商形成的應(yīng)急預(yù)案信息進行管理，同時提供對應(yīng)急預(yù)案不同版本的跟蹤記錄。

2 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)的用例分析

通過對以上的“4主”、“4輔”業(yè)務(wù)流程與環(huán)節(jié)的分析，可以進一步對系統(tǒng)的主要參與者與用例進行分析，系統(tǒng)角色主要包括：系統(tǒng)管理員、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員、實時災(zāi)情信息管理員、實時災(zāi)情發(fā)布員、會商組織者、會商專家、預(yù)案信息發(fā)布員等7大類，如圖2所示。

圖2 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)用例Fig.2 Use cases of emergency consultation and emergency plan interactive generation system

2.1 系統(tǒng)管理員

作為系統(tǒng)后臺管理者，主要負責(zé)系統(tǒng)平臺穩(wěn)定、安全運行過程中所需的各類配置與管理工作，包括系統(tǒng)用戶信息的增刪改查、系統(tǒng)各類后臺服務(wù)的自檢與配置管理、系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)的備份與還原(數(shù)據(jù)完整性和時效性)、系統(tǒng)日志的管理。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員

作為系統(tǒng)運行中基本業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的提供者與維護者，主要負責(zé)各類應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護工作，具體包括對各類知識信息的增刪改查、預(yù)案模板信息的邏輯構(gòu)建以及應(yīng)急預(yù)案信息的版本維護。

2.3 實時災(zāi)情信息管理員與發(fā)布員

作為系統(tǒng)運行中各類動態(tài)災(zāi)情信息的提供者與發(fā)布者，負責(zé)災(zāi)情信息的增刪改查以及審核發(fā)布，發(fā)布是指災(zāi)情信息以在線發(fā)布、郵件發(fā)送和手機短信發(fā)送的方式發(fā)布給指定人員。

2.4 會商組織者與會商專家

作為系統(tǒng)的主要參與者，會商組織者負責(zé)應(yīng)急會商的發(fā)起、過程控制(包括應(yīng)急會商內(nèi)容的在線記錄與共享展示)以及結(jié)束，會商專家則在已經(jīng)創(chuàng)建的會商基礎(chǔ)上，通過語音、文字、視頻、文件資料以及電子地圖等形式參與應(yīng)急處置方面的在線討論。

2.5 預(yù)案信息發(fā)布員

作為會商結(jié)果的主要審核與發(fā)布者，預(yù)案信息發(fā)布員將審核通過的預(yù)案信息通過網(wǎng)絡(luò)、郵件、手機短信(預(yù)案下載鏈接)等形式發(fā)布至指定人員處。

3 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)的整體架構(gòu)及關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)的整體架構(gòu)采用分層模塊化設(shè)計，從整體上由低至高可以劃分為物理層、基礎(chǔ)軟件層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層與用戶層，如圖3所示。

圖3 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)整體架構(gòu)Fig.3 Architecture of emergency consultation and emergency plan interactive generation system

3.1.1 物理層

物理層是系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，主要包括承載各種功能的服務(wù)器和外圍設(shè)備。其中WEB服務(wù)器主要通過IIS對外提供http訪問服務(wù)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中存儲的地方，主要部署相關(guān)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；通信服務(wù)器上主要部署系統(tǒng)中相關(guān)的交互服務(wù)平臺(例如：在線語音/視頻交互軟件)；流媒體服務(wù)器主要部署相關(guān)的流媒體軟件，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的媒體點播與廣播；地圖服務(wù)器上主要部署相關(guān)的GIS服務(wù)軟件(例如：Supermap 的iServer，Geoserver等)；多口短信貓主要實現(xiàn)應(yīng)急現(xiàn)場對外群發(fā)相關(guān)應(yīng)急信息的手機短信，由于該種設(shè)備直接使用SIM卡，通過運行商的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短信，故是災(zāi)難現(xiàn)場通過計算機網(wǎng)絡(luò)對外通信的1種有力補充。

3.1.2 基礎(chǔ)軟件層

基礎(chǔ)軟件層是在系統(tǒng)物理層之上部署的基礎(chǔ)類軟件，該類軟件主要包括：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、流媒體服務(wù)軟件、通信服務(wù)程序、FTP服務(wù)端軟件、GIS服務(wù)軟件、在線語音/視頻交互軟件包、第三方短信發(fā)送服務(wù)(例如：短信貓廠商的開發(fā)接口程序、與第三方短信發(fā)送平臺的接口程序等)。

3.1.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)核心，系統(tǒng)所有的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)均圍繞數(shù)據(jù)層相關(guān)的數(shù)據(jù)庫進行開展，主要包括：系統(tǒng)用戶與權(quán)限配置數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急預(yù)案模板數(shù)據(jù)庫、地理信息數(shù)據(jù)庫、法律法規(guī)數(shù)據(jù)庫、事故案例數(shù)據(jù)庫、標準規(guī)范數(shù)據(jù)庫、實時災(zāi)情交互數(shù)據(jù)庫、在線會商數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

3.1.4 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層是本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)節(jié)，所有相關(guān)的業(yè)務(wù)流程均在該層進行實現(xiàn)，如圖3所示，該層在“系統(tǒng)權(quán)限控制管理模塊”的保障下，以“會商管理模塊”為核心模塊，“資料共享模塊”、“應(yīng)急知識管理模塊”、“文字交互模塊”、“語音交互模塊”、“視頻交互模塊”、“地圖協(xié)同標繪模塊”、“實時災(zāi)情發(fā)布模塊”、“預(yù)案在線交互生成模塊”等8個模塊為輔助擴展模塊，實現(xiàn)相關(guān)的預(yù)案會商和交互生成業(yè)務(wù)目標，最終以“預(yù)案管理模塊”和“預(yù)案發(fā)布模塊”2個模塊將預(yù)案會商與交互的結(jié)果進行存儲與發(fā)布。

3.1.5 用戶層

用戶層是系統(tǒng)的最上層，代表不同用戶角色的統(tǒng)一訪問方法和界面(單點登錄)，包括：系統(tǒng)管理員、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員、實時災(zāi)情信息管理員、實時災(zāi)情發(fā)布員、預(yù)案信息發(fā)布員、會商組織者和會商專家等7類用戶。

3.2 系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心是基于預(yù)案模板的應(yīng)急預(yù)案信息與內(nèi)容，通過數(shù)據(jù)實體關(guān)系圖的形式進行說明，如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)實體關(guān)系Fig.4 Entity relation of system key data

4 應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)

應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)采用B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用JAVA，F(xiàn)LEX等后端和前端技術(shù)；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用Mysql和SQLServer；分布式地理信息系統(tǒng)采用Supermap；在線會商與實時交互采用Anychat SDK和BigBlueButton平臺開發(fā)，圖5為在線預(yù)案交互修改與生成頁面，圖6在線預(yù)案信息全文查詢頁面。

圖5 在線預(yù)案交互修改與生成頁面Fig.5 Page of emergency plan interactive generation and modification on line

圖6 在線預(yù)案信息全文查詢頁面Fig.6 Page of emergency plan full-text query on line

從系統(tǒng)實現(xiàn)的角度來看，采用的均為較為成熟的系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)，后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)均為業(yè)內(nèi)主流平臺，故與其它應(yīng)急管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接時，具有較好的系統(tǒng)兼容性，而從系統(tǒng)的業(yè)務(wù)定位來看，圍繞應(yīng)急預(yù)案開展的會商與在線交互生成，可為應(yīng)急情景構(gòu)建系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、應(yīng)急演練與評估系統(tǒng)、事故模擬仿真系統(tǒng)等提供較好的數(shù)據(jù)接口，具有較好的系統(tǒng)可集成性。

5 結(jié)論

1)在充分梳理、分析應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成業(yè)務(wù)需求與流程基礎(chǔ)上，提出以“會商專家信息管理”—“會商專家在線會商”—“預(yù)案交互生成”—“預(yù)案發(fā)布”4個環(huán)節(jié)為主線，以“實時災(zāi)情信息發(fā)布”、“知識信息管理”、“預(yù)案模板信息管理”和“預(yù)案信息管理”等4個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)為輔線的業(yè)務(wù)模型。

2)在“4主”、“4輔”業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)上，提出系統(tǒng)平臺的功能用例、系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計思路，并在Anychat SDK，BigBlueButton平臺、Supermap分布式地理信息數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，采用Flex前端和JAVA后端技術(shù)實現(xiàn)物理系統(tǒng)。

3)設(shè)計實現(xiàn)的應(yīng)急會商與預(yù)案交互生成系統(tǒng)在業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)層面具有良好的可集成性，在技術(shù)層面具要良好的兼容性，可為相關(guān)應(yīng)急管理系統(tǒng)平臺的工程建設(shè)與系統(tǒng)集成提供參考。

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