收稿日期 :2008-11-04作者简介 :朱伟 (1978- , 男 , 江西南昌人 , 北京城市系统工程研究中心副研究员 , 主要从事城市安全研究。
2008年 12月第 30卷专辑三峡大学学报 (人文社会科学版Journal of China Three Gorges University (Hu manities &Social Sciences Dec . 2008Vol 130 Special sec .城市公共安全应急决策支持系统框架研究朱伟(北京市城市系统工程研究中心 , 北京 100089摘要 :随着经济的发展 , 突发事故的频率和后果损失都呈现急剧上涨的趋势。
针对城市公共安全应急决策需求 , 围绕决策支持系统的定义、功能、系统设计等方面展开探讨 ; 结合灾害事故监测技术、模拟预测技术和GI S 技术 , 讨论了该系统与城市公共安全体制的融合机制问题 , 并提出了一种快速、支持系统的总体框架 ; 为城市灾害信息的科学管理 , 各种灾害分析模拟 , 技术支持 , , 效的辅助手段。
关键词 :公共安全 ; 应急 ; 决策支持 ; 中图分类号 :X 913. 4:A :1672-6219(2008 专辑 -0014-03、资源、环境、灾、相互依赖、相互制约所构成的复杂空间地域系统。
随着社会经济体系的发展 , 城市系统复杂性也随之增加 , 其表现之一就是城市灾害事故频频发生。
城市突发性事故不仅对个人、群体和组织的正常活动构成了巨大威胁 , 而且使得城市公共安全面临空前的挑战。
例如 , 纽约世贸大厦的坍塌就引发了全球思考。
建立城市公共安全应急决策支持系统 , 实现城市公共安全保障 , 对于某一地区乃至整个国家的经济发展与政治稳定都具有重大的现实意义。
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。
本论文针对城市公共安全应急决策需求 , 首先围绕决策支持系统的定义、功能、系统设计等方面展开探讨 ; 然后结合灾害事故监测技术、模拟预测技术和GI S 技术 , 探讨了该系统与城市公共安全体制的融合机制问题 , 并提出了一种快速、高效构建城市应急辅助决策支持系统的总体框架。
一、决策支持系统的理论分析及模型决策支持系统 (DSS 的定义。
决策支持系统 (DSS 的定义有很多 , 但普遍认为 DSS 是一个交互式的、灵活的、可修改的、基于计算机技术的信息系统 , 开发用于帮助识别和解决复杂的战略管理问题 , 从而提高决策水平。
DSS 应用数据和模型 , 提供一个简单的、人性化界面 , 能够结合决策者的个人见解。
通常 , 决策支持系统 DSS 包括多种多样的模型、数据库和评价工具 , 结合在图形化界面 (G U I 下 , 使用地理信息系统 (GI S 提供的空间数据管理功能实现的功能。
41决策支持系统实现的功能。
DSS 应实现的功能 :一是 DSS 必须能够处理不随时间变化的和随时间变化的数据。
二是 DSS 模型应该包括能够估计事故影响和后果的数学模型和经验法则 , 并能优化资源配置。
三是模型应该包括根据事故特点采取何种恰当应急行动的经验法则。
四是模型必须能够在获取有限信息的情况下运行 , 应该考虑数据随时间的变化。
五是模型应该包括实施撤离预案的数学模型和运算法则。
六是数据库应该能够从外部资料或其他数据库获取信息 , 例如从国外相应机构获取特定类型事故的间接经验。
七是 DSS 的人机界面 (HM I 应该是人性化的 , 不需要输入大量的数据。
八是为了描述空间数据 , 系统的 G U I 应该是基于 GI S 的。
九是系统应该利用远程协助、网络、通信等领域的新技术。
系统设计。
决策支持系统 (DSS 由以下几个结构单元组成。
模型如图 1所示。
数据库 :所需的全部数据。
模型 :、息系统 (GI S。
图 1决策支持系统 (DSS 模型数据库。
数据库具有双重作用 , 一方面 , 数据系统编译和存储了一些操作型数据 , 比如公路网络和运输设备方面的详细信息 ; 另一方面 , 数据库也是一个应用软件之间存储和交换数据的公共平台。
数据库包括 DSS 运行所需的全部数据 , 可分为两类 :(a 不随事故演化而改变的静态和历史数据 , 例如交通网络 , 工厂平面图和装置布置图等 ; (b 随时间改变的动态数据 , 如事故特征 , 环境条件 , 应急单位的位置等。
模型库。
根据应用的领域和问题特征选择模型库里合适的模型。
模型包含以下类型的数学模型、规则和算法 :一是估算事故影响和演化的模型。
这类模型用于评估以下问题 :给出危险物质的类型 , 天气和环境条件 , 设备的特点 (如果事故发生在固定设备附近 , 事故发生处周围区域的特点 (例如人口密度、环境敏感区域、与邻近工厂的距离、交通状况等 , 确定影响区域、事故严重度 , 预测事故的演变情况。
二是为了确定最优疏散方案 , 建立数学模型解决以下问题 :给定疏散区域的人口分布 , 一系列备选疏散目的地 , 公路网络的布局和容量 , 可用的交通工具 , 确定人员疏散的目的地 , 确定疏散路线以及每条路线的交通容量 , 详细说明最适宜的信号装置和交通管制方案以减少疏散时间。
地理信息系统 (GI S 。
地理信息系统 (GI S 是以地理空间数据为基础 , 以图形、图像等媒介为载体 , 在计算机软硬件的支持下 , 对空间数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示 , , GI , 包括了所有必。
GI S 与中心数据库、绘图。
图形化界面 (G U I :G U I 是 Graphical U ser I nter 2face 的简称 , 即图形化界面 , 应急决策者通过 G U I 输入、获取、分析、管理 GI S 提供的信息。
GI S 的不足之处 :一是由于技术上的限制 (有限的运算速度和数据库规模 GI S 不能实时提供解决方案。
数据库的规模特别是阻碍 GI S 操作人员在适合决策的时间内解决基本的空间问题。
例如 , 用于 GI S 的简单结构化查询语言 (S QL 至少需要 5分钟画出一张地图。
对于实时疏散显然时间太长了。
二是应急管理者忙于紧迫的疏散和决策问题 , 而这些本应该是决策支持系统去做的。
举例来说 , 许多灾难场景决策是关于资源配置 , 如电、气和水的效能保持 , 应急服务资源如公安机关、消防部门和医疗部门的分配。
这些资源的配置通过无线电通信就可完成。
显然 , 将来 GI S 对于实时监测运输路线是很有帮助的。
三是应急决策支持系统的设计没有考虑应急管理人员在应急情况下的要求。
特别是在此情况下更需要时间分辨率而不是空间分辨率。
例如 , 应急管理者更关注于人员和车辆的大致移动 , 而不是空间的精确性和高的空间分辨率。
四是不熟悉 GI S 的应急管理人员在决策过程中不能将其潜能充分发挥出来。
仍然有这样一种想法存在 :GI S 的功能仅仅是提供地图 , 胜于构建和分析空间模型。
二、系统与城市公共安全体制的融合城市公共安全体制主要包括城市各种减灾主体的内部以及相互之间的关系和运行机制。
当前的城51市公共安全体制在机构设置、信息交流方面都处于一种分散和条块分割的混乱状态。
单专业、单方向上的管理体制 , 已经对城市公共安全产生了消极影响。
目前城市中的公安、消防、交警、卫生、环保等应急救援机构是相对独立运作的 , 虽然发生灾害或事故时 , 可以相互支援 , 但没有形成联动机制 , 也没有统一的资源共享机制。
如发生任何事故 , 都是由相关部门收集灾情 , 需要其他部门配合时 , 要报告政府部门 , 经过市政府对事故进行初步评估后 , 再下达统一行动的指令。
显然这种模式会造成应急时间的延误 , 不适应现代化应急救援的要求。
建立应急救援联动机制是今后城市公共安全工作的必然趋势 , 因此建立城市公共安全应急决策支持系统正是顺应这一发展趋势。
应急决策支持系统与城市公共安全体制之间融合的关键在于城市应急救援联动机制的形成 ;常运行 ,三、图 2应急决策支持系统框架应急决策支持系统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 DSS 技术、 GI S 技术、事故模拟预测技术融为一体 , 为应急管理决策提供有效的决策方案。
辅助决策系统将应急决策模型库和城市危险源管理模块结合到 GI S 平台上 , 实现查询管理、事故动态模拟仿真、事故应急决策支持等功能 , 系统建设的总体框架见图 2。
整个应急决策支持系统可以采取模块化设计 , 在模型管理系统的基础上 , 结合GI S 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群疏散模型邮寄结合起来 , 建立城市重大事故应急决策仿真模型 , 实现各个环节的空间决策模拟。
五、结论针对城市突发事故下的应急决策应急平台的建设问题 , 本文首先分析了决策支持系统模型 , 并且对、模型库和 GI S, 两者融合的关键之处在于城市应急救援联动机制的形成。
最后 , 提出了一种快速构建城市空间数据库的技术方案 , 为城市灾害信息的科学管理 , 各种灾害分析模拟 , 公共安全规划以及应急决策支持提供技术支持 , 从而为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。
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