基于3S技術(shù)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于3S技術(shù)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)建設(shè)必要性隨著經(jīng)濟(jì)生活水平和科技的逐步提高，我國城市建設(shè)逐步向智慧化發(fā)展。發(fā)展智慧城市已經(jīng)成為當(dāng)今城市發(fā)展的趨勢(shì)和主題。目前，智慧城市發(fā)展已經(jīng)涉及生活的各個(gè)方面，包括建筑、政務(wù)、醫(yī)療、交通及物流等。智慧城市建設(shè)是城市化和信息化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是城市發(fā)展的必然趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)安全、和諧、宜居城市和增進(jìn)民生福祉的重要舉措。李克強(qiáng)總理多次強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)應(yīng)急管理，提高公共安全和防災(zāi)、救災(zāi)、減災(zāi)能力。智慧應(yīng)急作為智慧城市構(gòu)架下不可分割的重要組成部分，是智慧城市的重要體現(xiàn)。智慧應(yīng)急的核心是作為城市主體的人，其他一切要素均可歸納為人的承載物。智慧應(yīng)急是為了維護(hù)廣大人民群眾的利益，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因而智慧應(yīng)急的目標(biāo)可歸結(jié)為保障人的正常秩序和狀態(tài)。若無法保障城市的有效運(yùn)行和城市居民的正常生活以及缺乏突發(fā)事件后的高效應(yīng)對(duì)，城市的智慧就無從談起。因此，對(duì)重大、突發(fā)安全公共事件的應(yīng)對(duì)處置能力是衡量城市現(xiàn)代化和智慧程度的重要標(biāo)志。二、系統(tǒng)建設(shè)原則城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)原則主要有以下幾方面。首先，統(tǒng)籌規(guī)劃、加強(qiáng)科學(xué)指導(dǎo)。城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)是一項(xiàng)巨大的綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，涉及到多個(gè)管理部門，必須在統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，使各單位遵照統(tǒng)一的規(guī)范建設(shè)，同時(shí)避免重復(fù)建設(shè)和開發(fā)。其次，信息共享，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。對(duì)各部門現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源加以整合，統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)，避免內(nèi)部資源分隔、各自為政。第三，求真務(wù)實(shí)，提升服務(wù)水平。堅(jiān)持以人為本，以支撐解決行業(yè)發(fā)展中的重大經(jīng)濟(jì)社會(huì)問題為宗旨，加快推進(jìn)地下應(yīng)急信息服務(wù)規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，使信息真正服務(wù)于民。第四，全面覆蓋，深化應(yīng)用領(lǐng)域。以信息化覆蓋智慧應(yīng)急建設(shè)的全局，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、管理、應(yīng)急與服務(wù)領(lǐng)域的深度滲透與融合，加速推進(jìn)深化應(yīng)用。此外，建設(shè)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)需要具備以下幾個(gè)特性。第一，實(shí)用性。系統(tǒng)要以滿足應(yīng)急及相關(guān)設(shè)施管理需求為原則，注重系統(tǒng)的實(shí)用性和操作的便捷性。第二，可擴(kuò)展性。系統(tǒng)的軟、硬件應(yīng)具有擴(kuò)充升級(jí)的余地，保護(hù)以往的投資，使系統(tǒng)中的信息資源具有長(zhǎng)期維護(hù)使用能力，使系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)更加方便。第三，完備性。主要指系統(tǒng)功能的齊全，完備。一般來說，應(yīng)該具有數(shù)據(jù)采集、處理、查詢、編輯、統(tǒng)計(jì)、顯示、繪圖、轉(zhuǎn)換、分析、輸出等功能。第四，安全性。數(shù)據(jù)管理極為重要，為保證數(shù)據(jù)的安全性，其查詢、修改等操作必須經(jīng)過相應(yīng)的授權(quán)才能進(jìn)行。系統(tǒng)應(yīng)具備切實(shí)可行的安全保護(hù)和安全措施。對(duì)計(jì)算機(jī)犯罪和病毒有很強(qiáng)的預(yù)防能力。保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，以防止數(shù)據(jù)丟失和損壞,確保數(shù)據(jù)安全。除了硬件、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫級(jí)別提供可靠的安全措施，上層應(yīng)用系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)也必須進(jìn)一步加強(qiáng)，以確保用戶在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸絕對(duì)安全的過程中查詢，等等。第五，先進(jìn)性。系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)的GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的高效率。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，組件優(yōu)化技術(shù)，以方便今后系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)。第六，規(guī)范性。系統(tǒng)應(yīng)以軟件工程的規(guī)范來建立，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，同時(shí)，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能應(yīng)該符合應(yīng)急管理的要求，信息編碼、數(shù)據(jù)應(yīng)滿足行業(yè)或地方規(guī)范。第七，兼容性。選擇標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式并設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件，實(shí)現(xiàn)與不同的GIS、CAD、各類數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)共享。第八，開放性。系統(tǒng)包含各種各樣的數(shù)據(jù)類型，需要提供一個(gè)開放的接口。具有異構(gòu)、多平臺(tái)的兼容性，系統(tǒng)的處理能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)接口等，具有良好的互操作性和可伸縮性，以確保設(shè)備未來的擴(kuò)張和升級(jí)。隨著技術(shù)的發(fā)展和信息的增加，確保系統(tǒng)能夠平滑升級(jí)。第九，可靠性。設(shè)計(jì)可靠性方面，設(shè)計(jì)要遵循合理高效的原則，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì)，這一原則要貫穿始終。運(yùn)行可靠性方面，確保系統(tǒng)7×24小時(shí)全天候運(yùn)行是運(yùn)行可靠性的要求。先進(jìn)的運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和技術(shù)是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和安全性的重要手段。第十，標(biāo)準(zhǔn)性。唯一的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議可以使交換數(shù)據(jù)和信息資源更加方便、準(zhǔn)確，這樣來保證系統(tǒng)的開放性。系統(tǒng)平臺(tái)、系統(tǒng)接口、空間數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)選擇必須采取相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)。沒有在國際和國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)應(yīng)用程序的需求需要開發(fā)他們自己的標(biāo)準(zhǔn),確保系統(tǒng)在未來的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)中數(shù)據(jù)庫必須應(yīng)用到空間數(shù)據(jù)管理，技術(shù)實(shí)現(xiàn)要保證質(zhì)量，方便系統(tǒng)的日常維護(hù)和擴(kuò)展。三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照ISO9001質(zhì)量認(rèn)證體系以及CMM的關(guān)于軟件開發(fā)的質(zhì)量要求，對(duì)工程實(shí)施中的每個(gè)階段，從需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的把關(guān)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的總體目標(biāo)。1.需求分析資料收集與需求分析是整個(gè)城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)的第一個(gè)階段。全面了解和掌握具體的業(yè)務(wù)情況和任務(wù)以及現(xiàn)狀是系統(tǒng)實(shí)施成功的基本保障。該階段需要用戶與開發(fā)單位共同完成。需要收集的資料主要包括：地形圖數(shù)據(jù)、現(xiàn)有的探測(cè)數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)（衛(wèi)星影像、航空影像），如果有電子數(shù)據(jù)的用戶應(yīng)盡量提供電子數(shù)據(jù)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)該階段是在第一個(gè)階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，一個(gè)周密、完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施是否能夠滿足總體需求原則。可以說，系統(tǒng)設(shè)計(jì)越是細(xì)致、全面，軟件開發(fā)等其他工作就越是能夠順利展開，也越能滿足系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)：在初步設(shè)計(jì)階段，主要任務(wù)根據(jù)需求分析階段取得的成果，建立各項(xiàng)業(yè)務(wù)模型，并提供示意性的UI界面以表示數(shù)據(jù)流程圖；建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型雛形；完成軟件的基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)等。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，將對(duì)概要設(shè)計(jì)階段的成果進(jìn)一步細(xì)化，并在系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架基礎(chǔ)上，完成各應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)，為后續(xù)的編碼工作提供基礎(chǔ)。3.數(shù)據(jù)庫建設(shè)及系統(tǒng)開發(fā)在需求分析和系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)完成以后，進(jìn)入應(yīng)用軟件開發(fā)階段，該階段的主要任務(wù)是基于概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)內(nèi)容完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)及實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)。4.系統(tǒng)測(cè)試在與用戶就軟件所要求達(dá)到的目的和功能等進(jìn)行充分的溝通，完成所需的設(shè)計(jì)后，軟件開發(fā)人員開始代碼的編寫，同時(shí)軟件的測(cè)試也就按步驟展開了。需要注意的是，軟件的測(cè)試不是在所有代碼開發(fā)完畢后進(jìn)行，而是由設(shè)計(jì)人員、開發(fā)人員、測(cè)試人員和需求方在開發(fā)過程中和驗(yàn)收階段共同參與完成的。5.人員培訓(xùn)當(dāng)系統(tǒng)測(cè)試完畢，為保證系統(tǒng)試運(yùn)行正常進(jìn)行需要首先進(jìn)行人員培訓(xùn)。培訓(xùn)對(duì)象包括系統(tǒng)管理人員和業(yè)務(wù)辦公人員，培訓(xùn)內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)和實(shí)際操作培訓(xùn)等。6.系統(tǒng)試運(yùn)行為保證系統(tǒng)建設(shè)的安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行，在正式上線之前必須進(jìn)行系統(tǒng)的試運(yùn)行工作，以檢驗(yàn)并根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行修正。7.系統(tǒng)驗(yàn)收當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行1個(gè)月，并對(duì)出現(xiàn)的主要問題進(jìn)行修正后，用戶即可組織相關(guān)單位進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)收。8.系統(tǒng)正式運(yùn)行系統(tǒng)通過驗(yàn)收后，系統(tǒng)即可開始正式運(yùn)行。四、城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)借助3S技術(shù)，以應(yīng)急指揮中心為中心，通過各種采集信息途徑對(duì)各類應(yīng)急事件進(jìn)行監(jiān)控，參考數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，統(tǒng)一進(jìn)行指揮調(diào)度。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖所示。五、系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能基于3S技術(shù)的城市智慧應(yīng)急系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能。（1）監(jiān)控預(yù)警利用RS應(yīng)急管理系統(tǒng)接入城市管理部門的相關(guān)視頻圖像及專業(yè)預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件的早期預(yù)警，事件發(fā)生時(shí)，快速調(diào)閱現(xiàn)場(chǎng)視頻，結(jié)合其它信息，進(jìn)行綜合研判。利用與GIS的信息關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息接入的接口功能、圖層映射功能、監(jiān)控圖標(biāo)標(biāo)識(shí)功能及點(diǎn)擊圖標(biāo)打開視頻圖像窗口功能等。當(dāng)接到事件報(bào)警時(shí)GIS地圖上顯示出報(bào)警信號(hào)的具體位置，報(bào)警點(diǎn)周邊的監(jiān)控視頻自動(dòng)彈屏顯示；并可根據(jù)該事件地理位置為圓心確定一定范圍內(nèi)的危險(xiǎn)隱患和應(yīng)急資源。（2）應(yīng)急資源管理實(shí)現(xiàn)城市應(yīng)急管理部門的救援物資、救援隊(duì)伍、應(yīng)急專家、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、應(yīng)急資金、法律法規(guī)、預(yù)案、典型案例、避難場(chǎng)所等信息的收集、整理和更新維護(hù)。（3）危險(xiǎn)隱患管理能對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行分類管理，提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)錄入與審核維護(hù)功能；提供危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)的分類導(dǎo)入與導(dǎo)出、綜合查詢、空間位置管理功能；能對(duì)進(jìn)行危險(xiǎn)源編碼管理，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源的信息匯總和統(tǒng)一編碼；能與監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息集成。危險(xiǎn)隱患可展示在GIS地圖上，能查看危險(xiǎn)隱患的分布情況等。在GIS上可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)隱患基本信息查看、危險(xiǎn)隱患標(biāo)注、危險(xiǎn)隱患按名稱查詢及框選查詢；與危險(xiǎn)隱患相關(guān)的庇護(hù)場(chǎng)所、脆弱目標(biāo)展示；以及危險(xiǎn)隱患相關(guān)監(jiān)控視頻展示。（4）可視化預(yù)案管理基于GIS的可視化預(yù)案的目標(biāo)是在突發(fā)事件處置時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的數(shù)字化預(yù)案，利用GlS動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)預(yù)案內(nèi)應(yīng)急資源及人員分布，為指揮人員提供精確有效輔助支持。使得預(yù)案脫離文本的束縛，以直觀、有效的方式呈現(xiàn)在面前，提高了預(yù)案的實(shí)效性。（5）事故后果模擬城市災(zāi)難事故有很多種，其中，危化品類的安全生產(chǎn)事故時(shí)較為常見和危害較大，根據(jù)?；废嚓P(guān)屬性及不同事故計(jì)算模型，結(jié)合3S系統(tǒng)，獲取事故發(fā)生時(shí)可能產(chǎn)生的不同傷害程度的范圍數(shù)據(jù)，為指