基于3S技术的城市智慧应急系统设计

基于3S技术的城市智慧应急系统设计一、系统建设必要性随着经济生活水平和科技的逐步提高，我国城市建设逐步向智慧化发展。发展智慧城市已经成为当今城市发展的趋势和主题。目前，智慧城市发展已经涉及生活的各个方面，包括建筑、政务、医疗、交通及物流等。智慧城市建设是城市化和信息化发展到一定阶段的产物，是城市发展的必然趋势，是实现安全、和谐、宜居城市和增进民生福祉的重要举措。李克强总理多次强调，要加强应急管理，提高公共安全和防灾、救灾、减灾能力。智慧应急作为智慧城市构架下不可分割的重要组成部分，是智慧城市的重要体现。智慧应急的核心是作为城市主体的人，其他一切要素均可归纳为人的承载物。智慧应急是为了维护广大人民群众的利益，保障人民群众的生命财产安全，因而智慧应急的目标可归结为保障人的正常秩序和状态。若无法保障城市的有效运行和城市居民的正常生活以及缺乏突发事件后的高效应对，城市的智慧就无从谈起。因此，对重大、突发安全公共事件的应对处置能力是衡量城市现代化和智慧程度的重要标志。二、系统建设原则城市智慧应急系统的建设原则主要有以下几方面。首先，统筹规划、加强科学指导。城市智慧应急系统是一项巨大的综合性很强的系统工程，涉及到多个管理部门，必须在统一领导下进行统筹规划建设，使各单位遵照统一的规范建设，同时避免重复建设和开发。其次，信息共享，实现互联互通。对各部门现有的基础数据资源加以整合，统一管理数据，避免内部资源分隔、各自为政。第三，求真务实，提升服务水平。坚持以人为本，以支撑解决行业发展中的重大经济社会问题为宗旨，加快推进地下应急信息服务规范化、产业化发展，使信息真正服务于民。第四，全面覆盖，深化应用领域。以信息化覆盖智慧应急建设的全局，实现信息技术在城市智慧应急系统运行监测、管理、应急与服务领域的深度渗透与融合，加速推进深化应用。此外，建设的城市智慧应急系统需要具备以下几个特性。第一，实用性。系统要以满足应急及相关设施管理需求为原则，注重系统的实用性和操作的便捷性。第二，可扩展性。系统的软、硬件应具有扩充升级的余地，保护以往的投资，使系统中的信息资源具有长期维护使用能力，使系统的升级和维护更加方便。第三，完备性。主要指系统功能的齐全，完备。一般来说，应该具有数据采集、处理、查询、编辑、统计、显示、绘图、转换、分析、输出等功能。第四，安全性。数据管理极为重要，为保证数据的安全性，其查询、修改等操作必须经过相应的授权才能进行。系统应具备切实可行的安全保护和安全措施。对计算机犯罪和病毒有很强的预防能力。保证可靠的数据传输，以防止数据丢失和损坏,确保数据安全。除了硬件、网络、操作系统、数据库级别提供可靠的安全措施，上层应用系统的安全设计也必须进一步加强，以确保用户在数据存储、传输绝对安全的过程中查询，等等。第五，先进性。系统应采用先进的GIS技术、数据库技术、云计算技术、大数据技术等计算机技术，以确保系统运行的高效率。系统的设计采用面向对象技术，组件优化技术，以方便今后系统的升级和维护。第六，规范性。系统应以软件工程的规范来建立，保证系统结构的科学性和合理性，同时，系统的各项功能应该符合应急管理的要求，信息编码、数据应满足行业或地方规范。第七，兼容性。选择标准的数据格式并设计合适的数据格式转换软件，实现与不同的GIS、CAD、各类数据库之间的数据共享。第八，开放性。系统包含各种各样的数据类型，需要提供一个开放的接口。具有异构、多平台的兼容性，系统的处理能力、数据存储容量，网络技术和数据接口等，具有良好的互操作性和可伸缩性，以确保设备未来的扩张和升级。随着技术的发展和信息的增加，确保系统能够平滑升级。第九，可靠性。设计可靠性方面，设计要遵循合理高效的原则，在规定时间内保质保量的完成设计，这一原则要贯穿始终。运行可靠性方面，确保系统7×24小时全天候运行是运行可靠性的要求。先进的运行维护系统设计和技术是实现稳定性和安全性的重要手段。第十，标准性。唯一的标准化技术和标准化协议可以使交换数据和信息资源更加方便、准确，这样来保证系统的开放性。系统平台、系统接口、空间数据库的标准选择必须采取相关的国际标准、国家标准。没有在国际和国家标准根据应用程序的需求需要开发他们自己的标准,确保系统在未来的可扩展性。系统平台开发中数据库必须应用到空间数据管理，技术实现要保证质量，方便系统的日常维护和扩展。三、系统的设计流程系统建设应严格按照ISO9001质量认证体系以及CMM的关于软件开发的质量要求，对工程实施中的每个阶段，从需求分析、系统设计、编码、测试等每个环节进行仔细的把关，实现工程建设的总体目标。1.需求分析资料收集与需求分析是整个城市智慧应急系统建设的第一个阶段。全面了解和掌握具体的业务情况和任务以及现状是系统实施成功的基本保障。该阶段需要用户与开发单位共同完成。需要收集的资料主要包括：地形图数据、现有的探测数据、影像数据（卫星影像、航空影像），如果有电子数据的用户应尽量提供电子数据。2.系统设计该阶段是在第一个阶段的基础上进行的，城市智慧应急系统的建设是一个复杂的系统工程，一个周密、完善的系统设计关系到整个项目的实施是否能够满足总体需求原则。可以说，系统设计越是细致、全面，软件开发等其他工作就越是能够顺利展开，也越能满足系统的要求。系统设计主要包括概要设计和详细设计：在初步设计阶段，主要任务根据需求分析阶段取得的成果，建立各项业务模型，并提供示意性的UI界面以表示数据流程图；建立系统数据库模型雏形；完成软件的基础架构设计等。在详细设计阶段，将对概要设计阶段的成果进一步细化，并在系统基础构架基础上，完成各应用模块的设计，为后续的编码工作提供基础。3.数据库建设及系统开发在需求分析和系统详细设计完成以后，进入应用软件开发阶段，该阶段的主要任务是基于概要设计和详细设计内容完成数据库建设及实际系统开发。4.系统测试在与用户就软件所要求达到的目的和功能等进行充分的沟通，完成所需的设计后，软件开发人员开始代码的编写，同时软件的测试也就按步骤展开了。需要注意的是，软件的测试不是在所有代码开发完毕后进行，而是由设计人员、开发人员、测试人员和需求方在开发过程中和验收阶段共同参与完成的。5.人员培训当系统测试完毕，为保证系统试运行正常进行需要首先进行人员培训。培训对象包括系统管理人员和业务办公人员，培训内容包括基础知识培训和实际操作培训等。6.系统试运行为保证系统建设的安全可靠稳定的运行，在正式上线之前必须进行系统的试运行工作，以检验并根据运行情况进行修正。7.系统验收当系统运行1个月，并对出现的主要问题进行修正后，用户即可组织相关单位进行系统验收。8.系统正式运行系统通过验收后，系统即可开始正式运行。四、城市智慧应急系统的建设城市智慧应急系统借助3S技术，以应急指挥中心为中心，通过各种采集信息途径对各类应急事件进行监控，参考数据库内信息，启动应急预案，统一进行指挥调度。系统架构图如下图所示。五、系统应实现的功能基于3S技术的城市智慧应急系统主要实现以下功能。（1）监控预警利用RS应急管理系统接入城市管理部门的相关视频图像及专业预警信息，实现突发事件的早期预警，事件发生时，快速调阅现场视频，结合其它信息，进行综合研判。利用与GIS的信息关联，实现信息接入的接口功能、图层映射功能、监控图标标识功能及点击图标打开视频图像窗口功能等。当接到事件报警时GIS地图上显示出报警信号的具体位置，报警点周边的监控视频自动弹屏显示；并可根据该事件地理位置为圆心确定一定范围内的危险隐患和应急资源。（2）应急资源管理实现城市应急管理部门的救援物资、救援队伍、应急专家、医疗机构、应急资金、法律法规、预案、典型案例、避难场所等信息的收集、整理和更新维护。（3）危险隐患管理能对危险源进行分类管理，提供数据管理、数据录入与审核维护功能；提供危险源数据的分类导入与导出、综合查询、空间位置管理功能；能对进行危险源编码管理，实现危险源的信息汇总和统一编码；能与监测监控信息集成。危险隐患可展示在GIS地图上，能查看危险隐患的分布情况等。在GIS上可实现危险隐患基本信息查看、危险隐患标注、危险隐患按名称查询及框选查询；与危险隐患相关的庇护场所、脆弱目标展示；以及危险隐患相关监控视频展示。（4）可视化预案管理基于GIS的可视化预案的目标是在突发事件处置时启动相应的数字化预案，利用GlS动态关联预案内应急资源及人员分布，为指挥人员提供精确有效辅助支持。使得预案脱离文本的束缚，以直观、有效的方式呈现在面前，提高了预案的实效性。（5）事故后果模拟城市灾难事故有很多种，其中，危化品类的安全生产事故时较为常见和危害较大，根据危化品相关属性及不同事故计算模型，结合3S系统，获取事故发生时可能产生的不同伤害程度的范围数据，为指