来聊聊城市公共发展应急管理的研究

    　随着城市化，信息化的高速发展。加强应急管理，提高预防和处置突发事件的能力，是关系国家经济社会发展全局和人民群众生命财产安全的大事，是构建社会主义和谐社会的重要内容;是坚持以人为本、执政为民的重要体现;是全面履行政府职能，进一步提高行政能力的重要方面。此篇内容介绍了“城市公共发展应急管理的研究”的有关知识，在实际案例的过程中，不少企业都会遇到这样的困境，接下来就让小安带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

　　针对城市公共安全应急决策需求，围绕火灾、爆炸与毒气泄漏等突发重大事故，研究灾害事故监测技术、模拟预测方法，集成Internet、GIS、无线数据传输、无线通讯等信息化技术，以分布式的形式整合各独立系统，构建应急管理与决策系统平台。选择化工集团、西气东输城市天然气门站以及生商业中心三个特色功能区，采用高速网络、可视化视频电话系统和远程无线视频监控等技术，组建了城市公共安全应急示范系统。实践表明，在城市可视化与数字化的基础上，该系统能够实现城市灾害信息的科学管理，实现各种灾害的分析模拟、公共安全规划以及应急决策支持，从而有效提高突发性城市公共安全应急的效率和响应速度，为城市公共安全的应急工作提供了有效的辅助手段。

　　随着我国城市化的进程加快，城市规模不断扩大，人员和财富越来越集中。同时，工业重大危险源数目日益增多，灾害威胁形势十分严峻；一旦发生火灾或危险化学品泄漏，很容易发展成为城市重大火灾、爆炸等危害公共安全的重特大事故，从而造成群死群伤和巨大的财产损失。城市公共安全对于保障地区乃至整个国家的经济发展与政治稳定具有重大的现实意义。因此，城市管理机构必须对重大危险事件做出及时、灵敏和正确的反应。

　　在国际上，发达国家近年来在公共安全方面做了大量的投入，特别注重跨领域、跨部门的一体化应急技术体系的研发。欧美等国已经成功地利用先进的应急技术与装备武装了本国的公共安全保障体系，并有超前的灾害研究和完善事故预防机制方面的研究，形成了一整套较为完备的灾害应急防御体系。例如，美国政府建立了“国家应急反应系统”，将指挥、响应、救援技术系统整合为国家综合应急联动技术体系，确保在危机发生后能迅速提供优化决策与快速救援。

　　我国在公共安全部分领域利用已有技术初步建立了监测预警系统，但在计划经济体制影响下形成的分部门、分灾种的城市应急模式，还缺乏统一协调的应急指挥系统。在2004年制定的国家中长期科技发展规划（2006—2020年）中，建国50多年来首次将公共安全列为重点研究专题。开展应急技术科技攻关，为建立健全公共安全应急技术体系、充分发挥应急预案在预防和应对突发公共事件中的指导作用提供科技支撑，是建立我国强大的公共安全保障体系、实现公共安全总体形势根本好转的有效途径。目前，国内各大中城市已陆续建立或正在建立城市应急指挥系统。

　　本文以城市为例，建立分布式城市突发公共事件应急决策指挥体系，形成有效应对火灾、爆炸、有害气体泄露等突发事故相对完整的公共安全应急体系。

　　1城市公共安全应急决策支持系统的功能与总体结构

　　针对城市的特点和安全要求，通过整合现有各类公共安全管理信息系统，在现有应急指挥系统基础上，以分布式的形式整合各独立系统。采用高速网络、可视化视频电话系统和远程无线视频监控等技术，组建一个虚拟的应急决策指挥中心。中心常设一个办公室，平时负责协调各部门的工作，在有突发事故发生时，由应急决策领导小组坐镇指挥中心进行指挥和决策。

　　针对城市的特点，采用基于移动式的温度、有毒气体快速检测设备，结合无线视频监控系统、无线数据传输系统，设计建立移动式现场指挥平台，同时采用大屏幕多路视频、In-ternet GIS（Geographic Information System）服务器、远程数据处理器、NAS网络存储系统、自动备份磁带库等设备建成了城市公共安全应急决策指挥中心；集成现有的专门系统，实现对重大危险源及事故过程的远程动态实时监测以及与指挥中心的远程图像、语音通讯，为中心实时提供事故现场情况。

　　构建了城市公共安全基础数据库，开发了基于InternetGIS的城市重大灾害事故应急决策支持软件系统。能够实现对城市火灾、爆炸与有害气体泄漏等公共安全事故过程的模拟和预测，对比推理性知识库、程式性知识库，针对人员和人群特点，选择最优化的、最适合的模型，为事故发生时的人员疏散方案和事故应急预案制定提供指导，实现事故接警，地理信息查询，事故分级，分析预测事故发展趋势及其影响范围，确定事故应急预案、制定指挥方案及人员疏散和疏导策略等功能。

　　2分布式应急决策系统硬件平台

　　根据城市实际情况，在现有应急指挥系统基础上，以分布式的形式整合各个独立系统，采用应急决策中心与分布式现场指挥平台相结合的硬件结构方式；重点围绕火灾、爆炸与有毒气体泄漏事故监控、事故模拟与预测、应急处置预案、应急指挥决策、人员疏散等方面开展系统的攻关研究，集成Internet GIS、无线数据传输、图像采集与通信等先进的信息化技术，建立城市突发重大热灾害事故的应急指挥决策系统技术平台。

应急

　　2.1应急决策中心

　　在应急响应过程中，应急中心接受、传递和显示事故信息和应急响应的有关信息，并进行分析和评价，为专家咨询和行政首长提供技术信息支持和决策依据；为重大事故应急响应提供通信联络手段；作为场外指挥的场所，为相关人员提供工作环境，保障应急响应活动顺利进行。应急决策中心通过系统集成方式配置多路视频投影、Internet GIS服务器、远程数据处理器、NAS（Network Attached Storage）网络存储系统、数据库服务器、自动备份磁带库等设备，实现对重大危险源及事故过程的远程动态实时监测以及与远程音视频通讯，为中心实时提供事故现场情况。

　　事故动态模拟数据存储备份系统采用高性能磁盘阵列和大容量磁带库相结合的存储方案，配合数据自动迁移软件实现数据的透明管理。选择NAS文件级的存储方案，既保证常用数据的存取性能，又具有较强的扩容能力。主要设备是一台类似于文件服务器的存储设备，通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上，无需服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而采用一个面向用户设计、内置网络连接协议的专门用于数据存储的简化操作系统。NAS作为文件服务器，为IP网络客户机上的重要数据或需共享的数据提供存储空间，利用其本身具有的Snapshots（快照）功能，可制定自动的快速备份策略，将重要数据进行备份恢复。

　　显示、通信和控制子系统主要包括大屏幕投影、数字视频会议和中央控制器。大屏幕投影是信息显示的主要设备，由数码电视图像处理器、视频矩阵切换器、9台背投影单元监视器、功放、音箱和计算机控制系统及相关附属设备组成。根据投影系统中图像信号的数量，在计算机控制下切换拼接设备，将信号源进行组合式的选择与切换，可实现44″单独显示，也可以组合成2×2或3×3（整屏）最大达132″的拼接画面。集中控制系统将投影设备拼接系统及音响环境、信号切换繁琐的操作有序地结合在一起，实现信号、投影、视音频设备及音响系统的全部操作。应急决策系统的通信通过视频会议完成，视频采集包括1个主会场摄像头、5个分会场摄像头和2个移动现场摄像头。主会场摄像头采用高灵敏CCD,分辨率为752×528;分会场和移动摄像CCD的分辨率为640×480。视频会议摄像机设置与控制功能均可通过计算机完成。音频系统调音台实现8路麦克风输入混音；可编程语音交换机，响应时间≤400ms,可实现语音信号的快速切换。

　　2.2事故现场视频及特征气体数据采集

　　为了获得事故现场的第一手资料，需要事故现场的实时影像资料以及氧气、可燃气体、有毒气体浓度等数据，为后续仿真、预测模型提供关键性的参数。针对城市的城市特点，并考虑设备的机动性能，采用基于移动式的有毒气体快速检测设备、无线数据传输系统，并结合无线视频传输系统建立移动式现场指挥平台。数据的远传通过互联网实现，即采集采用无线加有线的传输方式。

　　现场移动式监测平台集成了便携式气体采集设备PGM-50、便携式无线视频传输系统PT-209和服务器，PGM-50可同时检测5种不同成分气体的含量；PT-209最多可同时采集传输16路音视频信号。事故现场与现场指挥平台间采用短距离无线传输，服务器将无线采集的数据和图像做进一步处理并存储备份，再将现场视频图像和特征气体数据通过互联网实时传到应急决策指挥中心。

　　无线视频传输系统采用直接序列扩频（DSSS）技术，便携式移动终端由CCD摄像头、MPEG4编码器、LCD显示器、无线调制解调器和电源部分组成。每套设备拥有一个IP地址，在接收端，相同IP地址的无线调制解调器分别通过以太网接口和RS-232串行接口与监控计算机相连。网络接口用于传输视频和音频信号，RS-232传输特征气体数据。

　　便携式气体探测器持续监测现场环境有毒、易燃和氧气含量。气体探测器测得的数据按照一定格式存储，并通过无线调制解调器将气体数据传输出去。数据采集软件安装在现场指挥平台的服务器端，可在服务器端实时显示采集到的数据及其变化趋势，并提供数据接口功能，通过ASP网页的形式实时发布，指挥中心和其他用户可以通过互联网在远端实时浏览事故现场的气体数据。

　　3应急决策系统软件平台

　　应急决策系统的软件融合了多学科领域的理论和技术手段，运用系统工程方法，将专家经验、现代技术、计算技术融为一体，为管理决策提供有效的决策方案[3,4]。辅助决策软件将应急决策模型库和城市危险源管理模块结合到主程序中，系统设计采用螺旋模型，使初始软件原型不断收敛于用户需求。系统涵盖的功能为基本信息的查询管理、事故动态模拟仿真、事故应急决策支持，软件总体框架见图1。

　　软件系统采用模块化设计，在模型管理系统基础上，结合GIS软件开发平台，将事故模拟预测模型、应急预案、应急调度决策模型和人员疏散模型有机地整合起来，建立城市重大事故应急决策的仿真模型，实现各个环节的空间决策模拟，包括灾情模拟分析与分级、应急预案、应急力量配置与调度、最佳调度路径分析、人员疏散等。

　　4城市公共安全应急管理与决策示范试点

　　为了与城市政府应急平台建设规划接轨，在现有应急指挥系统基础上，以分布式的形式整合各独立系统。采用高速网络、可视化视频电话系统和远程无线视频监控等技术，组建了城市公共安全应急示范系统。选择安徽氯碱化工集团、西气东输城市天然气门站以及安徽乐普生商业中心三个特色功能区进行公共安全示范建设。前两家单位是城市重大危险源的代表，乐普生商业中心则作为城市人口密集场所的典型代表。

　　4.1应急决策示范系统工作流程

　　应急决策示范系统作为灾害事故信息的“汇集点”，在突发灾害事故时必须快速有效地整合、分析、提取危险源和事故现场的信息；提供对事故的科学动态预测与危险性分析，判断预警级别并快速发布预警。在应急决策系统的支撑下，通过人机交互，完成人群疏散与避难的评估、应急方案的优化确定与启动、动态的应急决策指挥和资源配置等系统功能。围绕应急预案，进行有准备、有条理、机动灵活的科学决策和施救，其工作流程见图2[5]。

　　4.2典型功能区远程数据采集与传输远程数据传输采用“无线采集-有线中继”，基于移动式的有毒气体快速检测设备，无线视频采集结合无线数据传输系统分别在3个试点单位建立移动式现场指挥平台。现场指挥平台由便携式气体采集设备PGM-50、便携式无线视频传输系统PT-209和服务器等组成。服务器将无线采集的数据和图像做进一步处理、存储，再通过有线互联网（Internet）将视频图像和气体数据传回城市应急指挥中心，图3为远程数据采集与传输示意图。

　　在城市天然气门站，安排采集一路视频信号及CO、LEL、VOC等气体数据，采用PT-209型无线通信系统和PGM-50型气体探测设备。现场指挥平台设在距离储气罐现场约500m的办公楼内，一台计算机兼作视频服务器和特征气体动态发布IIS服务器，通过ADSL与互联网连接。经过多次现场测试验证，可以满足传输一路视频和气体数据的要求。图4为远程气体浓度数据传输软件框图。图5为在应急中心浏览到的实时气体数据和变化趋势图。

　　在氯碱化工厂，除了设有上述无线视频及氯气参数无线采集外，还在液氯分装车间和液氯储罐上分别安装了两台CCD摄像头，通过专用电缆与监控计算机图像采集卡相连，监控计算机即作为IIS服务器实时发布气体数据，又作为硬盘录像机，作为嵌入式网络视频Web DVR服务器使用，通过以太网接口与氯碱化工厂的内部局域网实现无缝连接，采用纯硬件压缩提供高质量MPEG4视频流。图6为WebDVR实现视频监控的示意图。这样，指挥中心就可以通过访问视频服务器实现对化工厂生产现场的实时监控。

　　生商业中心有完备的网络化消防及安全保卫监控系统，近20台与监控室硬盘录像机等监控设备相连的CCD摄像头遍布商业中心各主要通道。选取其中一路有线视频作为试点监控，配合无线视频采集和火灾特征气体远程数据采集设备实现对商业中心的监控，指挥中心通过互联网访问商业中心内部网络，实现对现场的实时监控。

　　4.3事故趋势预测与决策管理的实现

　　城市公共安全应急决策过程的一个重要特点就是涉及的空间信息量巨大，如火场周围环境、应急力量的分布和配置、道路状况等，且这些信息对决策结果有十分重要的影响。地理信息系统（GIS）为管理和分析空间数据提供了丰富的可视化手段，把应急资源、建筑物特性、单位或区域性质等属性信息与地表空间位置相连，组成完整的决策信息数据库，方便查询、管理、分析、调用和现实[3,6]。应急决策的过程就是根据报警参数从这些数据中提取对决策有意义的事实和关系，如事故波及范围内是否存在重大危险源；消防队与随机事故发生地点之间的距离，可能到达的路径以及其中最佳的路径等。通过对地理空间数据进行分析处理，并与危险化学品泄漏模型、可燃气云的爆炸波模型、人员安全疏散模型、火灾和烟气蔓延过程的动态模拟等专业模型计算相结合，使模拟计算的结果能更准确合理，依据知识库中的专家知识，分析估计事故，划定事故等级。提供给应急决策模型库进行决策，以此指导事故现场的人员疏散和事故的扑救工作。例如判断需要多个消防队联合作战，每个消防队需要出动的消防力量，同时根据道路网的情况，在地图上给出最佳调度路径。图7为基于GIS的天然气爆炸事故模拟及应急响应示意图。

　　5结论

　　本文针对城市特点，采用基于移动式的数据采集和音、视频传输设备，并集成现有的专门系统，实现对重大危险源及事故过程的远程动态实时监测；构建了典型事故预测预报模型；建立了基于WebGIS的公共安全基础数据库及应急管理与决策系统的软件平台；并选择城市的典型商业中心、危险化学品生产基地以及危险化学品仓储地进行了示范试点，形成一个建设性的公共安全应急决策框架系统。该系统实现了对火灾、爆炸、毒气泄漏等典型公共安全事故的应急管理与决策功能，还可以将其他公共安全事故的相关功能进行模块式扩充，为城市公共安全应急决策系统的建立提供了参考。

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