基于移動(dòng)GIS的社區(qū)突發(fā)事件預(yù)警疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王德宇張子民周英曹端廣

(山東建筑大學(xué) 測繪地理信息學(xué)院，山東 濟(jì)南250101)

0 引言

隨著城市建設(shè)步伐的加快，各種突發(fā)事件層出不窮。突發(fā)事件具有發(fā)生突然、發(fā)展速度極快以及不可預(yù)見的特點(diǎn)，不僅會(huì)威脅人民的生命安全，同時(shí)也會(huì)給該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定帶來巨大的影響，當(dāng)前人類社會(huì)還無法完全預(yù)測和消除其對社會(huì)生活帶來的種種威脅[1]。為了更好地應(yīng)對突發(fā)事件，最大限度地減少災(zāi)害事件帶來的損失，應(yīng)該加強(qiáng)對突發(fā)事件“早發(fā)現(xiàn)、早行動(dòng)”的能力。社區(qū)是是公民參與公共危機(jī)治理的重要平臺(tái)，是危機(jī)治理的“最后一公里”[2]。雖然政府在突發(fā)事件預(yù)警與疏散中發(fā)揮主導(dǎo)作用，但社區(qū)作為應(yīng)急管理聯(lián)系群眾第一線，在應(yīng)急管理中的意義尤為重大[2]。對于以社區(qū)為組織單位的突發(fā)事件預(yù)警研究，早在1989年，世界衛(wèi)生組織就提出了“安全社區(qū)”的理念，并制定了安全社區(qū)的國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。我國針對突發(fā)事件監(jiān)測預(yù)警的研究起步比較晚，20世紀(jì)90年代以來，隨著國內(nèi)各類突發(fā)事件的不斷發(fā)生，我國對應(yīng)急管理的研究日漸增多，社區(qū)參與監(jiān)測預(yù)警機(jī)制的研究也越來越受到重視，其研究內(nèi)容和成果也在不斷豐富。

近年來，地理信息在突發(fā)事件應(yīng)急決策中作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，在突發(fā)事件的預(yù)案制定、早期預(yù)警、交通分析、事中地形分析和災(zāi)后地圖更新等方面發(fā)揮著重要的作用[3]，智能手機(jī)也成為突發(fā)事件交互中主要的通訊設(shè)備，二者融合起來即為時(shí)下流行的移動(dòng)地理信息系統(tǒng)GIS(Geo-Information System)技術(shù)。移動(dòng)GIS具有移動(dòng)性和實(shí)時(shí)性，其作為基于位置服務(wù)LBS(Location Based Service)的核心部分，已經(jīng)嵌入到許多LBS應(yīng)用中[4]。國外對移動(dòng)GIS的研究應(yīng)用較早，主要有美國環(huán)境系統(tǒng)研究所ESRI(Environmental Systems Research Institute)公司的ArcGIS Mobile、ArcPad和歐特克Autodesk公司的Autodesk Onsite等。國內(nèi)移動(dòng)GIS由于起步較晚，再加上硬件技術(shù)與無線通信技術(shù)尚未成熟，移動(dòng)GIS的發(fā)展相對較弱[5]。隨著移動(dòng)GIS的快速發(fā)展，空間信息逐漸成為可應(yīng)用于突發(fā)事件動(dòng)態(tài)決策支持的重要資源，利用GIS技術(shù)能夠?yàn)閼?yīng)急指揮提供準(zhǔn)確的空間位置信息，并為政府決策提供科學(xué)有效的依據(jù)。世界上的很多國家都在致力于突發(fā)事件的研究，如美國、日本、歐洲等已經(jīng)用實(shí)踐證明了GIS在突發(fā)事件應(yīng)對處置過程中的重要作用，建立了較為完善的突發(fā)事件預(yù)警信息傳播系統(tǒng)，并將移動(dòng)GIS技術(shù)應(yīng)用于實(shí)時(shí)救援[5-8]。目前，國內(nèi)外相關(guān)的移動(dòng)GIS在突發(fā)事件領(lǐng)域的研究有很多，如2000年3月，賓夕法尼亞醫(yī)療衛(wèi)生和州政府合作，建立了基于ESRI公司ArcGIS地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的西尼羅河WN(West Nile)病毒監(jiān)測系統(tǒng)[6]，可以對疾病爆發(fā)作出及時(shí)響應(yīng)。KEVANY[7]給出了GIS及其相關(guān)的空間分析技術(shù)，并將此分析技術(shù)應(yīng)用到了美國“9·11事件”的應(yīng)急響應(yīng)、救援和恢復(fù)工作中。FULI等[8]提出將地理信息與推特Twitter技術(shù)相結(jié)合，使自組織信息網(wǎng)絡(luò)能夠支持緊急情況下的決策和集體行動(dòng)，完成了以地理信息系統(tǒng)為中心的基于社交媒體的動(dòng)態(tài)決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。豐江帆等[9]通過對移動(dòng)GIS關(guān)鍵技術(shù)的研究，提出了在地震災(zāi)害現(xiàn)場應(yīng)急指揮系統(tǒng)中，綜合利用數(shù)據(jù)緩存、終端位置驅(qū)動(dòng)與服務(wù)器推送技術(shù)，來改善移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)管理方式。柴瑩瑩[10]針對傳統(tǒng)的災(zāi)害監(jiān)測體系中存在的現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取困難和效率低以及現(xiàn)有的應(yīng)急平臺(tái)指揮不及時(shí)等問題，研究了基于移動(dòng)GIS的災(zāi)害監(jiān)測體系。為了能夠有效地提高應(yīng)急管理部門的應(yīng)急效率、快速對應(yīng)急事件做出反應(yīng)，廖明等[11]以地理信息公共服務(wù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，利用安卓Android、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)WebGIS等技術(shù)手段開發(fā)出了一套應(yīng)急服務(wù)地理信息系統(tǒng)。

基于上述研究，文章提出利用移動(dòng)GIS研究了社區(qū)突發(fā)事件預(yù)警疏散，模擬了在某種突發(fā)狀況(如地震、火災(zāi))下社區(qū)人群的疏散場景，并開發(fā)了一個(gè)突發(fā)事件預(yù)警與疏散信息傳播系統(tǒng)，在第一時(shí)間通過系統(tǒng)將疏散信息快速、有效地傳遞給災(zāi)難影響范圍內(nèi)的群眾。

1 突發(fā)事件預(yù)警疏散概述

1.1 突發(fā)事件預(yù)警

突發(fā)事件預(yù)警是城市社區(qū)應(yīng)急管理工作的基礎(chǔ)，是突發(fā)事件處置的首要環(huán)節(jié)。雖然目前我國城市社區(qū)在應(yīng)急管理實(shí)施方案中安排了危機(jī)預(yù)警工作，但不少城市社區(qū)應(yīng)急管理預(yù)警機(jī)制不健全，預(yù)警信息不發(fā)布或發(fā)布不及時(shí)，缺乏對危險(xiǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，導(dǎo)致突發(fā)公共事件預(yù)警能力不足[12]。突發(fā)事件發(fā)生時(shí)人們往往處于恐慌之中，人群中恐慌情緒的蔓延十分迅速，一般在極短的時(shí)間(幾分鐘)內(nèi)就可以從幾個(gè)人的恐慌演變?yōu)槿巳赫w的恐慌[13]，所以疏散信息的及時(shí)發(fā)布就顯得極為重要。在突發(fā)事件發(fā)生后，社區(qū)管理人員應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)，將盡可能多的社區(qū)受災(zāi)群眾疏散和撤離到安置區(qū)域，并制定科學(xué)合理和成本最小的決策調(diào)度方案[14]。因此，提高突發(fā)事件預(yù)警與疏散信息的傳播效率可以有效降低突發(fā)事件帶來的損失、減少突發(fā)事件的負(fù)面影響。

1.2 基于移動(dòng)GIS技術(shù)的突發(fā)事件疏散

根據(jù)影響范圍可以將突發(fā)事件劃分為兩種類型:(1)影響范圍較小的小規(guī)模突發(fā)事件(如小區(qū)某棟樓發(fā)生火災(zāi))；(2)影響范圍較大的大規(guī)模突發(fā)事件(如地震、森林火災(zāi)、洪水)。不同類型的突發(fā)事件需要采取不同的撤離方案:對于小規(guī)模的突發(fā)事件，只需從危險(xiǎn)區(qū)域離開即可，而對于大規(guī)模的突發(fā)事件，則要撤離到指定的安全地帶(如避難場所)。

基于移動(dòng)GIS技術(shù)，當(dāng)發(fā)生小規(guī)模突發(fā)事件時(shí)，社區(qū)管理者需要將撤離通知與危險(xiǎn)區(qū)域范圍(構(gòu)成危險(xiǎn)區(qū)域多邊形的移動(dòng)GIS地理圍欄)推送給受自己管轄的社區(qū)居民，供社區(qū)居民在地圖上可視化查看。當(dāng)發(fā)生大規(guī)模事件時(shí)，社區(qū)管理員需要綜合考慮社區(qū)周邊的應(yīng)急資源、社區(qū)人員構(gòu)成以及交通狀況等因素，制定出疏散方案選中要撤離到的避難場所，將撤離通知與要撤離到的避難場所的位置信息(經(jīng)緯度)一同推送給受自己管轄的社區(qū)居民。社區(qū)居民接收到推送通知與目標(biāo)撤離地點(diǎn)后，通過移動(dòng)GIS的最短路徑規(guī)劃與全球定位系統(tǒng)GPS(Global Positioning System)導(dǎo)航進(jìn)行快速撤離。最短路徑規(guī)劃采用經(jīng)典的最短路徑算法Dijkstra算法，是目前多數(shù)系統(tǒng)解決最短路徑問題采用的理論基礎(chǔ)[15]。最短路徑Dijkstra算法中，每段路線的權(quán)值為道路長度，因此求出的最短路線是基于距離遠(yuǎn)近的選擇而得出的最佳路徑。實(shí)際中在選擇最佳路徑時(shí)，除了要考慮路線長短，還要考慮每段道路的擁堵程度，所以利用通行時(shí)間最短作為選擇依據(jù)最為合理。通行時(shí)間屬性通過距離和通行速度的商值確定，系統(tǒng)通過解析實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)RTIC(Real Time Traffic Information)獲取道路的通行速度，以道路網(wǎng)中路段長度作為通行距離[16]。

2 突發(fā)事件預(yù)警疏散系統(tǒng)需求分析

2.1 管理人員需求分析

在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對社區(qū)居民及避難場所的科學(xué)管理、應(yīng)急時(shí)的有效調(diào)用，及時(shí)為社區(qū)居民提供疏散方案，供管理人員使用的突發(fā)事件預(yù)警與疏散信息動(dòng)態(tài)傳播系統(tǒng)主要包括如下功能:賬號(hào)管理(用戶登錄、個(gè)人信息查看、個(gè)人信息修改)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理(住區(qū)居民管理、避難場所管理)、地圖調(diào)度(地圖顯示、地圖瀏覽)、應(yīng)急指揮管理(制定疏散方案、疏散方案傳播)。社區(qū)管理人員系統(tǒng)總體功能如圖1所示。

圖1 社區(qū)管理人員系統(tǒng)總體功能圖

(1)用戶登錄 服務(wù)器可以接收用戶的登錄請求，根據(jù)用戶請求中的用戶名、密碼與保存在數(shù)據(jù)庫中相關(guān)信息做匹配，如果登錄信息與服務(wù)器中的信息一致，則用戶登錄成功，如果信息不一致，則登錄失敗。

(2)個(gè)人信息查看及修改 用戶在登錄后可以查看當(dāng)前的個(gè)人信息，并有權(quán)限對其進(jìn)行修改。

(3)社區(qū)居民管理 社區(qū)管理者對本社區(qū)的居民信息只可進(jìn)行查詢操作，不具備增加、刪除、修改的權(quán)限。對社區(qū)居民的查詢有兩種方式:①以列表的形式查看住區(qū)居民的詳細(xì)信息，包括姓名、性別、手機(jī)號(hào)、詳細(xì)住址和當(dāng)前所處狀態(tài)(包括安全狀態(tài)和危險(xiǎn)狀態(tài))等；②在地圖上查看受自己管轄的居民的空間分布情況，在疏散過程中可以獲取每個(gè)社區(qū)居民的實(shí)時(shí)位置。

(4)避難場所管理 社區(qū)管理人員對管轄范圍內(nèi)的避難場所可進(jìn)行查詢和修改操作，既可以在地圖上查看避難場所的空間分布情況，又可以在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，社區(qū)管理人員選定要撤離的避難場所后，輸入要撤離到該避難場所的人數(shù)，此時(shí)，該避難場所的當(dāng)前可容納人數(shù)就會(huì)減少相應(yīng)的數(shù)量。

(5)地圖顯示 在地圖上實(shí)現(xiàn)避難場所、社區(qū)居民空間位置以及突發(fā)事件影響范圍的二維可視化顯示，是系統(tǒng)的核心模塊之一，提供一定的輔助決策功能。

(6)地圖瀏覽 可對地圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、定位等一系列操作。

(7)制定疏散方案 社區(qū)管理者可以根據(jù)避難場所空間位置、當(dāng)前可容納人員數(shù)量以及突發(fā)事件影響空間范圍等客觀因素選擇最終要撤離到的避難場所。

(8)疏散方案傳播 將最終制定的疏散方案推送給社區(qū)管理者管轄范圍內(nèi)的所有社區(qū)居民。

2.2 社區(qū)居民需求分析

普通居民功能有賬號(hào)管理(包括用戶登錄、用戶注冊、個(gè)人信息查看、個(gè)人信息修改)、地圖調(diào)度(地圖顯示、地圖瀏覽)、實(shí)時(shí)位置上傳、實(shí)時(shí)狀態(tài)更新、路徑規(guī)劃、GPS導(dǎo)航。社區(qū)居民系統(tǒng)總體功能如圖2所示。

圖2 社區(qū)居民系統(tǒng)總體功能圖

(1)用戶注冊 用戶在注冊時(shí)需要填寫姓名、性別、手機(jī)號(hào)碼和詳細(xì)住址信息，系統(tǒng)可以利用高德地圖提供的地理編碼功能，將用戶填寫的住址信息轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度，另外，用戶還需要從社區(qū)管理者列表中選擇自己社區(qū)的管理員。

(2)狀態(tài)更新 當(dāng)沒有發(fā)生災(zāi)難時(shí)，居民為安全狀態(tài)，災(zāi)難發(fā)生時(shí)，狀態(tài)更改為危險(xiǎn)狀態(tài)，在撤離到避難場所范圍內(nèi)后重新恢復(fù)為安全狀態(tài)。狀態(tài)更新是系統(tǒng)借助高德地圖提供的地理圍欄實(shí)現(xiàn)的，用戶無需進(jìn)行任何操作。

(3)實(shí)時(shí)位置上傳 當(dāng)社區(qū)居民處于突發(fā)事件影響范圍內(nèi)時(shí)，就會(huì)向社區(qū)管理者持續(xù)發(fā)送實(shí)時(shí)位置，方便管理者在撤離過程中實(shí)時(shí)掌握居民的撤離狀態(tài)。

(4)路線規(guī)劃 用戶在接收到撤離方案之后即可發(fā)起路線規(guī)劃請求，借助高德地圖獲取從當(dāng)前位置到達(dá)避難場所的最優(yōu)路徑。

(5)GPS導(dǎo)航 在撤離的過程中，用戶可以調(diào)用GPS導(dǎo)航功能。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需求分析

系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL Server進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，共涉及社區(qū)管理者、社區(qū)居民、避難場所、疏散方案等因素，通過將其抽象為4個(gè)實(shí)體并考慮四者之間的關(guān)系，可以獲取以下信息:

(1)社區(qū)管理者具有姓名、性別、賬號(hào)、密碼和管轄區(qū)域?qū)傩?；社區(qū)居民具有姓名、性別、手機(jī)號(hào)碼、密碼、詳細(xì)地址、經(jīng)度、緯度、是否安全和所屬管理者屬性；避難場所具有詳細(xì)地址、經(jīng)度、緯度和當(dāng)前可容納人數(shù)屬性；疏散方案具有社區(qū)管理者姓名、要撤離到的避難場所的經(jīng)度、緯度以及疏散方案是否被推送到社區(qū)居民的屬性。

(2)社區(qū)管理者與社區(qū)居民之間存在一對多的管理關(guān)系，即一個(gè)社區(qū)管理者可以管理若干社區(qū)居民，而每個(gè)社區(qū)居民只能被一個(gè)社區(qū)管理者管理；社區(qū)管理者與避難場所之間存在多對多的修改關(guān)系，即一個(gè)社區(qū)管理者可以修改多個(gè)避難場所的信息(修改的是當(dāng)前可容納人數(shù))，而一個(gè)避難場所的信息也可以被多個(gè)社區(qū)管理者修改；社區(qū)居民與避難場所之間存在多對多的查看關(guān)系，即一個(gè)社區(qū)居民可以查看多個(gè)避難場所的信息，一個(gè)避難場所也可以被多個(gè)社區(qū)居民查看。社區(qū)管理者與疏散方案之間存在著一對多的推送關(guān)系，即一個(gè)社區(qū)管理員可以推送多條疏散方案，但每條疏散方案只能被一個(gè)社區(qū)管理者推送。社區(qū)居民與疏散方案之間存在著多對一的查看關(guān)系，即一個(gè)社區(qū)居民只可以查看針對自己所屬社區(qū)的一個(gè)推送方案，而每個(gè)推送方案可以被多個(gè)社區(qū)居民查看。

通過分析，明確了上述4個(gè)實(shí)體的類型、各自的屬性以及四者之間的關(guān)系，將其用實(shí)體—聯(lián)系圖來表示，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的實(shí)體—聯(lián)系圖

3 突發(fā)事件預(yù)警疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

移動(dòng)GIS在繼承了傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)對地理空間數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，還集成了嵌入式技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和定位技術(shù)，使得地理空間數(shù)據(jù)的采集與處理更加具有靈活性與實(shí)時(shí)性[17]。在Android系統(tǒng)中，集成了一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)庫SQLite，其具有小巧、簡單、快捷以及安全可靠的特點(diǎn)，通常情況下SQLite能同時(shí)管理4 TB的數(shù)據(jù)，而且是用SQL語句進(jìn)行管理，是一種比較有效的關(guān)系數(shù)據(jù)庫[18]。在管理系統(tǒng)中SQL Server數(shù)據(jù)庫的鎖定機(jī)制可以保證在彼此之間不發(fā)生沖突的前提下實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)訪問和更改共享數(shù)據(jù)[19]。在軟件架構(gòu)上采用了ASP.NET MVC模式，采用分層的模式，具有面向?qū)ο蟮母邇?nèi)聚、低耦合思想，其設(shè)計(jì)思想的多態(tài)、繼承等特性，可以有效地降低系統(tǒng)的開發(fā)難度[20]。

3.2 系統(tǒng)模塊

3.2.1 用戶登錄模塊

系統(tǒng)有社區(qū)管理員和社區(qū)居民等兩種用戶角色，二者有不同的功能需求，表現(xiàn)為登錄成功之后有不同的功能界面，但共用一個(gè)登錄界面。因此，這就要求在用戶進(jìn)行登錄操作時(shí)，不僅要對其輸入的賬號(hào)密碼的正確性進(jìn)行驗(yàn)證，還需要對用戶角色進(jìn)行區(qū)分。只有賬號(hào)密碼驗(yàn)證正確，確定了用戶角色之后才能正確跳轉(zhuǎn)到與用戶相匹配的可視化界面，如圖4所示。

圖4 用戶界面圖

3.2.2 地圖調(diào)度模塊

通過調(diào)用第三方的地圖應(yīng)用程序接口API(Application Programming Interface)，可以實(shí)現(xiàn)地圖的顯示、切換圖層、控件交互(操控縮放按鈕、指南針、定位按鈕、比例尺等地圖控件以定制自己想要的視圖效果)、手勢交互(包括縮放、旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)、傾斜等)、在地圖上繪制點(diǎn)、地理編碼、地理圍欄等操作。用戶在登錄成功后即可看到地圖顯示界面，并定位到當(dāng)前自己所處位置，可以實(shí)現(xiàn)對地圖進(jìn)行平移、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)以及重新定位到當(dāng)前位置的操作；也可以通過點(diǎn)擊圖層按鈕，切換地圖圖層(包括導(dǎo)航地圖和衛(wèi)星圖)顯示，還可以查看一定范圍內(nèi)的避難場所的空間分布。社區(qū)管理人員還可以在地圖上查看自己管轄范圍內(nèi)所有社區(qū)居民的空間分布。

3.2.3 應(yīng)急指揮管理模塊

社區(qū)管理者可以查看管轄區(qū)域內(nèi)的所有居民的信息，包括基本資料與位置信息。基本資料以列表的形式展示給社區(qū)管理人員，從列表中可以看到居民的姓名及電話，點(diǎn)擊某一居民信息，其位置信息以地圖的形式展現(xiàn)出來，每一個(gè)社區(qū)居民在地圖上都是一個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)標(biāo)記。除此之外，在當(dāng)前界面下方，還可以顯示用戶的詳細(xì)信息，包括姓名、性別、電話、詳細(xì)住址、經(jīng)度、緯度、當(dāng)前狀態(tài)(安全或危險(xiǎn))。社區(qū)管理者還可以在地圖上直觀地看到避難場所的空間分布，每個(gè)避難場所在地圖上都是一個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)標(biāo)記，可以查看避難場所當(dāng)前可以容納的人數(shù)以及從當(dāng)前位置出發(fā)到達(dá)各避難場所的路線。在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，社區(qū)管理者可以在地圖上選擇要撤離到的避難場所，并輸入撤離人數(shù)，這時(shí)避難場所的容量就減少相應(yīng)的數(shù)量，避難場所當(dāng)前可容納人數(shù)是社區(qū)領(lǐng)導(dǎo)者選擇避難場所的重要參考，及時(shí)更新這一數(shù)值可以有效避免出現(xiàn)多個(gè)社區(qū)都選擇撤離到同一個(gè)避難場所而導(dǎo)致容納不下的現(xiàn)象。

社區(qū)管理者通過調(diào)用Web Service將疏散方案寫入到數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的表中，若當(dāng)前讀取到的數(shù)量與上一次讀取到的數(shù)量不同，則調(diào)用服務(wù)端封裝好的方法，實(shí)現(xiàn)將自定義的通知推送至社區(qū)居民使用的移動(dòng)端應(yīng)用程序。當(dāng)發(fā)生小規(guī)模的突發(fā)事件時(shí)，管理者將構(gòu)成危險(xiǎn)區(qū)域多邊形的一系列點(diǎn)坐標(biāo)(經(jīng)緯度)傳遞給社區(qū)居民。居民在接收到推送后，首先判斷當(dāng)前位置與危險(xiǎn)區(qū)域的位置關(guān)系，若在危險(xiǎn)范圍內(nèi)，則自動(dòng)將該居民的當(dāng)前狀態(tài)更改為危險(xiǎn)狀態(tài)，并創(chuàng)建以該危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)榻缦薜亩噙呅蔚乩韲鷻冢O(jiān)聽離開圍欄事件，觸發(fā)持續(xù)定位服務(wù)。在離開危險(xiǎn)區(qū)域之前，每隔10 s向數(shù)據(jù)庫更新一次當(dāng)前所在位置的經(jīng)緯度，從危險(xiǎn)區(qū)域撤離后，觸發(fā)離開圍欄事件，自動(dòng)將該居民狀態(tài)更改為安全狀態(tài)。在此過程中，管理者通過刷新社區(qū)居民圖層可獲取居民的狀態(tài)信息與位置信息。若居民當(dāng)前在危險(xiǎn)區(qū)域外，則需將危險(xiǎn)區(qū)域范圍呈現(xiàn)給該社區(qū)居民，警示其不要進(jìn)入該范圍。居民應(yīng)急疏散響應(yīng)界面如圖5所示。

圖5 居民應(yīng)急疏散響應(yīng)界面示意圖

3.2.4 疏散信息傳播模塊

相對于傳統(tǒng)的單向疏散信息傳播而言，系統(tǒng)的疏散信息的傳播是雙向的，通過GPS和移動(dòng)GIS的實(shí)時(shí)定位與空間分析功能。社區(qū)管理者可以將制定好的危險(xiǎn)區(qū)域范圍與疏散方案推送給受自己管轄的社區(qū)居民，在撤離過程中，社區(qū)居民可以實(shí)時(shí)更新自己當(dāng)前所處位置(經(jīng)緯度)與狀態(tài)(危險(xiǎn)或安全)，供管理者掌握撤離情況。在社區(qū)居民接收到推送通知后，首先通過地理圍欄分析判斷用戶當(dāng)前狀態(tài)(安全或危險(xiǎn))，若用戶當(dāng)前為危險(xiǎn)狀態(tài)則自動(dòng)開啟持續(xù)定位服務(wù)，系統(tǒng)每隔幾秒就將數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的用戶當(dāng)前空間位置信息更新一次，直到用戶到達(dá)避難場所時(shí)才停止。在這期間，社區(qū)管理者只需要點(diǎn)擊界面上的圖層按鈕就可以掌握居民的實(shí)時(shí)撤離情況。具體疏散信息傳播過程如圖6所示。

圖6 疏散信息傳播過程圖

當(dāng)發(fā)生影響范圍較大的突發(fā)事件時(shí)，社區(qū)管理者通過數(shù)據(jù)庫中的疏散方案將要撤離到的避難場所的位置坐標(biāo)推送給居民。社區(qū)居民在接收到管理者推送的通知之后，觸發(fā)廣播，通過移動(dòng)GIS的路徑分析生成“一鍵式”撤離方案，社區(qū)居民可以根據(jù)撤離方案中的疏散路線及時(shí)撤離。同時(shí)根據(jù)選定的避難場所自動(dòng)生成安全區(qū)域的地理圍欄，同時(shí)開啟本地服務(wù)，這個(gè)服務(wù)會(huì)一直存活，以確保后臺(tái)能持續(xù)監(jiān)聽用戶當(dāng)前位置與安全區(qū)域的位置關(guān)系。當(dāng)用戶在安全區(qū)域之外時(shí)，用戶會(huì)持續(xù)向數(shù)據(jù)庫更新當(dāng)前位置信息，每隔10 s向數(shù)據(jù)庫更新一次當(dāng)前所在位置的經(jīng)緯度。當(dāng)用戶進(jìn)入安全區(qū)域時(shí)，觸發(fā)地理圍欄的進(jìn)入事件，調(diào)用Web Service將自身狀態(tài)更改為安全狀態(tài)。居民應(yīng)急疏散撤離界面如圖7所示。

圖7 居民應(yīng)急疏散撤離界面示意圖

4 結(jié)語

文章針對突發(fā)事件發(fā)生時(shí)的預(yù)警與疏散信息傳播，開發(fā)了基于移動(dòng)GIS的社區(qū)突發(fā)事件預(yù)警和疏散系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)的突發(fā)事件預(yù)警系統(tǒng)，其充分發(fā)揮了移動(dòng)GIS的優(yōu)勢，借助高德地圖和API，實(shí)現(xiàn)了向用戶發(fā)送包含空間位置信息的廣播指令，極大地提高了信息的可讀性。而傳統(tǒng)的預(yù)警及疏散信息傳播系統(tǒng)通常采用從上至下的機(jī)制，即信息的傳遞是單向的，管理者可以向群眾發(fā)送消息，但群眾缺少向管理者反饋的途徑，這就導(dǎo)致了在疏散過程中管理者無法全面了解當(dāng)前的撤離情況，從而很難科學(xué)地做出下一步的指揮工作。系統(tǒng)借助GPS定位技術(shù)及地理圍欄技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了管理者與社區(qū)居民間的空間位置共享，極大地方便了社區(qū)居民撤離工作的進(jìn)行。建立起的基于移動(dòng)GIS的突發(fā)事件預(yù)警與疏散系統(tǒng)能夠有效地幫助以社區(qū)為組織單位的疏散工作，極大地提高了信息傳播的有效性、準(zhǔn)確性以及疏散效率。群眾能夠更加明確、快速地獲取預(yù)警信息與疏散方案，管理者能夠在撤離過程中準(zhǔn)確把握群眾的撤離情況，便于展開下一步工作。