1系统建设需求与结构设计
1.1系统建设需求分析
春运是一个巨大、复杂的系统工程，就目前广州春运应急管理能力而言，有待进一步提高。因此，建立在灾害天气影响下的广州春运应急管理信息系统具有必要性，而系统建设应按照应急机制要求，建立完善的应急信息处理、应急预警评估和辅助决策分析等功能。1.建立综合数据管理功能，实现数据收集、组织、存储和管理，包括空间基础数据、气象基础数据和各种应急资源信息的处理分析。同时，提供空间信息与属性信息的交互查询手段；提供数据更新维护手段，使应急管理人员能够方便及时地更新和处理信息。2.建立突发事件预警评估功能，实现从大量预警信息中过识别和提取具有指向性的信号征兆，通过信息征兆关联性及危险性分析，评估事件发生的可能性。能够对气象灾害、运输点及周边区域的乘客滞留量、交通流量等实时监测数据的空间可视化表达和交互分析，对可能存在的风险进行预测评估，建立异常天气预警体系、交通流量预警体系、各交通运输点人群聚集预警体系、突发事件预警体系等，为应急管理人员掌握风险的形式、危害程度和预警分级提供可靠信息支撑。3.建立辅助决策分析模型，能够根据不同突发事件演变特征，分析事件发生和发展趋势，直观地模拟和可视化表达影响范围及危害程度，并进行危险区界定、疏散路径规划等空间分析，为决策者的应急决策、优化应急处置方案提供空间决策支持。4.建立多媒体信息发布平台，实现对外进行信息发布的渠道，其载体包括广播电台、电视台和新闻媒体、公众网、短信等多种方式，并根据应急预案规定的相关程序对日常安全信息、应急信息等进行快速发布。5.建立预案管理功能，支持预案制定、审核，以及预案应用，同时提供预案发布和预案维护等操作。
1.2系统总体结构设计
基于GIS的灾害天气影响下的春运应急管理信息系统采用基于客户机/服务器(client/server,C/S)体系结构，开发环境为VisualStudio.Net2008，开发语言采用C#。系统数据存储、管理和共享平台使用关系型数据库SQLServer2005，空间数据分析和可视化展现与处理基于ArcGIS9.3中的ArcEngine组件进行二次开发。系统的总体结构设计采用三层体系架构，即数据服务层、业务逻辑层和用户表现层，不同层次包含现场决策指挥平台、综合信息服务平台、应用服务平台和综合数据库平台等组件（图2）。现场决策指挥平台主要提供现场决策指挥救援的模型库，包括事件发展与影响后果模型、人群疏散模型、危险性分析与安全评估模型、预警分级模型等。这些模型库基于综合应急信息服务平台提供的基础数据，结合实时天气条件、突发公共事件现场和周边环境等信息融合，模拟预测事件发生发展趋势、规模、范围和危险程度等。综合信息服务平台提供应急数据整合、空间分析、预案数据管理和专家信息管理等服务。不同信息服务通过XML标准通讯协议实现传输和共享。综合信息服务平台与综合数据库平台进行数据交互，并以GIS技术为支撑，通过数据协同可视化、交互分析环境提供现场的相关信息展示。应用服务平台提供复合性应用，如交通场所周边区域监测与乘客滞留量预估等功能。同时，结合对现场监测点所反馈的异常状况，实现突发性公共安全事件预警、报警或自动定位和图文切换，并根据对突发事件状态的描述，实时提供疏散路径规划、资源调度决策支持和信息发布功能，以及救援预案的表示、存储与检索功能，形成基于地学模拟的空间决策依据，并进一步与以往处理突发事件的经验相结合，提供综合应急指挥功能。系统的建立需要大量数据作为基础，故对数据的组织、整合及数据库结构的优化设计是系统建设的关键。系统综合数据库平台由气象基础数据库、地理信息数据库、人流量与运输组织数据库、应急资源数据库和应急专家数据库构成：（1）气象基础数据库用于组织和存储温度、降雨、气压、风向风速四类气象台站数据，以及由温度、降雨、气压匹配于气象观测站空间位置生成等温线、等压线、降雨量色斑图数据等。气象观测数据在时间尺度上是动态变化的，在空间上与气象站匹配。（2）地理信息数据库将所有基础地理数据、遥感影像和数据表单均保存在一个地理数据库中，并组成层次分支结构。地理信息数据库包括遥感影像和分层存储和管理的境界线、水系、交通设施等基础地理要素，以及专题地理数据，例如公安消防和医疗卫生机构等空间要素。（3）人流量与运输组织数据库用于存储和管理交通运输场所的运输组织数据，包括计划表、运力和停运/延误数据等，以及乘客滞留量、人员流量变化监测数据，为系统的乘客滞留监测、预警评估、乘客进站控制、安全疏散和安置等决策分析提供支持。（4）应急资源数据库用于组织和存储应急人员、救援队伍（如医护、消防、公安武警等）和救援物资数据（如医疗、御寒、食品等），同时还包括其他社会资源，如社工人员和慈善团体等。（5）应急专家数据库支持突发性公共安全应急事件的科学动态预测与危险性评估、分析和判断，从而作为整个应急指挥决策的基础，支撑应急预案的实施，应急决策的制定和应急措施调整等，实现科学决策和高效处置。应急专家数据库包括应急预案、风险评估、决策技术、案例分析、事态发展演化等数据。
2系统功能设计
2.1应急指挥模块
应急指挥模块是系统的核心组件，一方面提供突发性事件应急处理过程中的信息管理、整合与监控功能，另一方面提供对应急人员的调度指挥功能。具体来说，应急指挥模块由应急信息管理、应急预案启动、应急响应与指挥和应急预案执行变更功能构成。应急信息管理功能负责应急事件处理过程中的信息综合管理，包括语音、文本、图像等数据。应急预案启动功能支持应急管理指挥中心在突发性事件发生情况下，如火灾、治安，或因电力设施故障等其他原因造成人群聚集、人员伤亡、乘客被困等非正常情况，根据对事件评估，启动相应的应急预案。应急响应与指挥功能实现在指挥、监控应急预案执行的全过程中，根据不同的响应级别，图形化显示分级响应流程，同时提供相应的应急人员、物资等资源的调配方案；决策者根据应急响应流程，向各应急组及现场指挥部发出指令，部署协调救援工作，并根据各应急小组及现场指挥部对事件发展及应急情况反馈，进行效果评估。应急预案执行变更功能支持应急管理指挥中心基于应急指挥模块，通过对各方动态信息掌握、整合分析和实时监控，准确判断事件的变化，并对预案的执行做出相应的变更。
2.2辅助决策分析模块
辅助决策分析模块以GIS技术为支撑，基于图文一体化的人机交互模式提供路径规划决策、疏散指挥决策和人员调度决策等功能。路径规划决策功能根据救援物资、人员和事发地区道路等情况，在特定的约束条件下，如距离、时间等，合理规划出应急救援路径，使得救援力量最快或以最佳路线达到救援目标，或者对疏散、救援、处置等多种运动物体提出优化目标，以有效组织这些应急行动的运行，避免行进方向相互冲突（图3）。疏散指挥决策功能基当前突发公共事件的形成条件和特点，结合事发地地理空间特征、乘客聚集特点和事故现场动态数据反馈，提取相对安全的避难区域，通过地学模拟的乘客疏散组织形式，实现乘客疏散指挥，并在电子地图上勾画出人员疏散路线和方向。人员决策调度决策功能实现对突发性公共事件发生地点及周边环境直观表达，把公安、消防、卫生等救援队伍调动起来，结合路径规划分析和疏散决策将救援队伍快速布置到相应地点，并明确各专业队伍在救援工作中的任务和协调配合的方式，为应急响应机制和启动形式、组织原则和指挥作支撑。
2.3应急预警模块
应急预警模块实现对突发性事件发生做出预警。系统基于应急分级模型按照突发性公共事件的严重程度、可控性和影响范围等因素，分为四级，即特别重大（Ⅰ）、重大（Ⅱ）、较大（Ⅲ）和一般（Ⅳ），依次用红色、橙色、黄色和蓝色表示。预警分级模型采用基于模糊模式识别理论的模糊综合评判法，通过对事件的类型、滞留人数、发展速度和发展趋势以及可用的救援力量等因素，进行综合评价，从而对事故的预警等级进行界定。
2.4气象监测模块
应急系统提供接口实现气象数据导入及其处理。通过导入的气象数据，包括类型（如气温）、设置插值方法、设置等值线间距等参数等，应用GIS的空间数据处理与分析能力，在地图上标示气温、降水量、气压等气象要素的站点分布及数据记录，以及风向风速的风向杆的标注；系统还可以调用地理数据对站点气温、降水量、气压数据进行插值等操作，通过“反距离加权”空间数据内插法使离散的雨量监测点转换为连续的分布趋势面。
2.5信息查询与发布模块
应急信息查询功能主要围绕关键区域和突发性事件地点的相关信息的查询，用于在发生突发事件时为决策者提供详细地理空间、人员、运力、天气、交通、防护设备、应急物资等信息。查询功能通过GIS的空间分析功能，如叠置分析、缓冲区分析等，实现关键区域或事故点周围应急队伍、卫生医疗机构、危险源、防护设备、救援物资的分布及布置信息查询，同时提供对区域内的道路交通网络及相关的属性信息浏览和查询。而信息发布功能是应急管理系统向外进行信息发布的渠道，其信息发布载体包括互联网、短信、广播电台、电视台及新闻媒体为多种方式，根据预案规定的相关程序对春运应急信息进行发布，如应急响应级别，实时交通运行状况、受影响区域和乘客滞留状况等信息。
2.6预案管理模块
预案管理模块具体包括预案制定、预案应用和预案管理三部分。预案制定包括基础信息录入、查询和修订以及预案制作，预案审核等功能。预案应用包括预案查询、预案演示、预案调整、预案调用、预案更新等功能。预案管理包括预案发布和预案维护等功能。其中预案发布能将已完成的预案发布给相应的应急小组，预案发布将采取责任部门主动下载的方式，并对责任部门可访问预案的权限控制。预案维护具备对已完成预案进行调整修订的功能，此功能的使用将受到严格的权限控制，并记录调整过程和内容。
3结论
春运是我国现阶段社会经济发展一个必然产物，涉及社会管理的各个层面，尤其是突发事件应急响应和处置。由2008年南方地区的冰冻天气雪灾对春运影响可知，在诸多影响广州春运的因素中天气灾害的影响是极具灾难性的，就目前广州城市突发事件应急管理能力而言，有必要基于先进空间信息技术建立完善的春运应急管理系统。笔者提出了基于GIS技术的天气灾害影响下的春运应急管理系统体系框架，并着重探讨应急管理信息系统建设中的总体结构和功能设计。系统建设旨在用于对春运应急事件的影响、指挥和辅助决策工作进行技术支持，包括应急指挥、辅助决策、应急预警、气象监测、信息查询与发布、预案管理等功能。以GIS为核心的空间信息技术的引入可显著增强系统的可视化展现能力、综合信息融合能力以及决策支持能力，提高春运应急管理系统的科学性、实用性和快速响应。
作者：陈少沛 唐晓春 单位：广东财经大学 公共管理学院
