基于G IS 的城市公共安全应急决策支持系统的研究

基于G IS 的城市公共安全应急决策支持系统的研究

文章编号: 100926094 ( 2004) 0620082204

基于 G IS 的城市公共安全

应急决策支持系统的研究3

徐志胜, 冯 凯, 徐 亮, 冯春莹

(中南大学防灾科学与安全技术研究所, 长沙 410075)

(G IS) 为平台, 集成决策支持系统 (D SS) , 研 摘 要: 以地理信息系统

究开发了“基于 。 该系统包 G IS 的城市公共安全应急决策支持系统”括基础信息子系统、灾害信息子系统、危险源管理子系统、火灾分析子 系统、洪灾分析子系统、地震分析子系统、风灾分析子系统、公共安全 规划子系统、应急决策子系统和系统总控模块等。剖析了当前城市公 共安全决策模式的弊端, 介绍了该系统的结构框架和各子系统的功 能, 提出了一种快速、高效构建城市基础空间数据库的技术方案, 并探 讨了该系统与城市公共安全体制的融合机制问题。实践证明, 在对城 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, 各种灾害分析模拟, 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。

措施以及应急预案等等。因而综合运用灾害科学和信息技术, 建立集基础信息管理、灾害信息管理、重大危险源管理、各种 灾害分析模拟、公共安全规划、应急决策模式于一体的应急决 策系统, 将在城市公共安全中发挥快速、准确的辅助决策作 用, 最大程度地保障人民的生命财产安全。

1 城市公共安全应急决策、G IS 和D SS

111 城市公共安全应急决策

关键词: 安全管理工程; 地理信息系统; 决策支持系统; 应急; 城市

公共安全 中图分类号: X 924 文献标识码: A

0 引 言

城市是以人为主体, 由社会、经济、资源、环境、灾害等要 素之间通过相互作用、相互依赖、相互制约所构成的复杂空间 地域系统。随着我国城市建设步伐的加快和城市化造成人口 急剧膨胀, 因人为因素、自然因素以及两者叠加造成的灾害事 故频度和程度迅速增加, 使得城市的可持续发展功能受到严 重威胁, 城市公共安全面临空前的挑战1, 2 。纽约世贸大厦的 坍塌引发了全球思考。实现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。一个 城市是否具备防范灾害的能力已成为衡量其质量和文明程度 的重要标志2, 3 。

目前应对城市突发事故的决策主要依赖于各自独立的管 理部门, 其效果主要取决于领导者掌握的信息量以及个人知 识、经验水平, 但由于人为因素过多, 难免产生一些错误的决 策。一旦发生灾害, 错误的决策不仅容易导致在组织群众疏散 和防止灾害扩大方面贻误时机, 而且造成重大的人员伤亡和 经济损失。

在城市公共安全研究中, 无论是各种主要的自然灾害, 还 是人为的工业灾害, 对其监测、预报、评估以及防灾、救灾、恢 复、教育、保险与综合管理的每一过程和环节都与空间的地理 要素密切相关, 如灾害发生的时空分布、强度与频度, 灾害发 生地的社会经济易损性及抗灾能力、人员分布、灾害应急救助

突发事件发生后的最初几分钟, 是最为关键的时刻。其间

能否采取迅速而有效的应变行动, 将决定整个状况能否被控 制, 损害是否减轻。因此城市公共安全决策就是在最短时间内 处理大量与灾害相关的空间和属性数据, 合理调配各种资源, 组织应急扑救, 以减少灾害的影响范围。

当前应急决策模式信息不足的主要原因是对灾害空间的 理解有误。灾害空间不仅包括灾害源的空间布局、实质环境状 况、关键设施状况、应急救援力量等实体空间, 而且涉及社会 经济领域非实体因素, 如人口分布、财产分布等4 。 1) 潜在灾害类型及分布

潜在灾害类型及分布是建构城市公共安全数据库的基 础。依据历史灾情库和环境特征, 将该地区可能发生的灾害进 行辨认, 并将其空间分布导入应急决策的知识库。 2) 实质环境状况

实质环境状况是引发城市灾害的物质基础, 是判别灾害 潜力的依据, 尤其在那些灾害频发的敏感地区。 3) 关键设施状况 包括政府机构、教育机构、重要公共场所及水、电、气、热、 交通、通信等各类城市生命线。 4) 应急救援力量 包括公安、消防、医疗、环境、防疫等重要应急机构的数量 及空间分布。

5) 社会经济因素 主要包括产业结构、流通结构、人口分布等。不同社会经 济条件下发生同种程度的灾害, 可能产生截然不同的后果。 城市公共安全应急决策作为一个动态系统的运行过程, 其复杂的灾害空间需要强有力的信息分析工具的支持。地理

(G IS) 和决策支持系统 (D SS) 是解决这一问题的有 信息系统

力工具。

112 G IS 与D SS

G IS 是一门集地理学、计算机图形学等多门学科为一体 的技术, 是对地理数据进行有效管理与分析的计算机系统5 。

模型、知识以人机交互方式进行 D SS 是辅助决策者通过数据、

半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。

传统的 存储、查询、制图等基本功 G IS 尚局限于获取、

能, 缺少对复杂空间问题的有效支持6 。在应急决策过程中某 些重要的决策依据无法在 G IS 中进行展示, 如 If2th en 规则、 互动模式、依赖关系等非结构化问题4 。因此本文引入一种新 的模式——基于 G IS 的决策支持系统, 将决策支持架构在空 间数据上, 通过空间数据库和模型库的链接实现基础设施的 显示、查询和分析, 给领导提供直观的信息服务和决策支持。

: 2004203229

作者简介: 徐志胜 ( 1962- ) , 男, 博士, 教授, 博士生导师, 从事城

市公共安全及信息技术在综合防灾中的应用研究。

基金项目: 国 家 “十 五 ”科 技 攻 关 项 目 ( 2002BA 803B 04 和

2002BA 806B 0321)

2 城市公共安全应急决策支持系统的结构与功能

211 系统总体结构

根据系统需求分析和开发目标, 城市公共安全应急决策

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