吳園園，劉滿存，周千明，竇晶晶

（西安理工大學水利水電學院，陜西 西安 710048）

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對暴雨洪澇事件的應急服務

吳園園，劉滿存，周千明，竇晶晶

（西安理工大學水利水電學院，陜西 西安 710048）

摘 要：面對突發(fā)的暴雨洪澇事件，傳統(tǒng)的應急管理顯得滯后僵硬，難以實現(xiàn)對事件的快速響應，時效性相對較差。針對上述問題，基于綜合集成平臺，結合暴雨洪澇事件應急管理這一應用主題，采用網(wǎng)格、中間件、Web Service 等技術，構建集監(jiān)測預警、應急處置、防汛模擬演練為一體的防汛應急管理體系，能夠快速、靈活地應對處置突發(fā)暴雨洪澇事件，為相關部門提供全面的數(shù)據(jù)、信息和決策服務，以期為防汛應急工作提供借鑒。

關鍵詞：應用主題；暴雨洪澇事件；綜合集成平臺；應急管理；應急預案

0　引言

我國國土面積廣，地形復雜，受季風氣候影響明顯，是暴雨洪澇災害發(fā)生最頻繁的國家之一[1]。暴雨洪澇災害往往具有突發(fā)性和范圍大的特點。近年來，隨著暴雨等極端天氣的增多，洪澇災害的發(fā)生頻率與強度不斷攀升。我國氣象局監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2010 年 5 月以來，廣州、海口、浙江、福建、江西等多個省市的降雨量突破歷史極值，給城市帶來重大的生命財產損失[2]。以延安市暴雨洪澇災害事件的應急管理為例，基于綜合集成平臺，采用中間件、Web Service 等技術，構建了集監(jiān)測預警、應急處置、防汛模擬演練等為一體的防汛應急管理體系，以求快速、智能的應對突發(fā)的暴雨洪澇事件。

對暴雨洪澇災害的應急管理是指政府及其他公共機構針對暴雨洪災的事前預防、突發(fā)應對、事中處置及善后恢復等過程，通過建立必要的應對機制，采取一系列必要措施，應用科學、技術、規(guī)劃與管理等手段，保障公眾生命健康和財產安全[3]?；诖?，對暴雨洪澇事件的應急管理的研究，成為社會各界日益關注的焦點。秦波[4]結合公共管理領域內的 PPRR 模型，從全過程、多部門的公共政策視角，探討了城市在預防、準備、應對洪澇災害及恢復階段所應采取的對策，從而構建洪澇災害應急管理體系。王戰(zhàn)峰[5]基于城市綜合應急救助平臺，對城市應急救助資源的統(tǒng)一備案管理進行了深入與系統(tǒng)的研究，建立了城市救助資源的結構化模型，為應急管理部門高效地進行應急物資調配奠定了堅實基礎。黃春豹[3]通過對紐約、倫敦、名古屋 3 個城市的應急管理模式對比分析，結合我國廣州的城市洪災應急管理模式，從“軟”制度上分析我國應急存在的缺陷，并提出相對應的完善措施?，F(xiàn)階段對暴雨洪澇災害應急管理的研究，有相當一部分是針對制度、體系進行建設研究，如完善城市洪澇災害的應急預案，加強部門之間合作和協(xié)調，完善洪災應急的相關法律法規(guī)，加強防災知識和應急能力的宣傳教育等。

隨著計算機與信息技術的迅速發(fā)展，防汛指揮決策支持系統(tǒng)的研究也取得了一些成績，如長江防洪決策支持及黑龍江省防汛抗旱會商等系統(tǒng)[6-7]，并在實際防汛工作中取得一定成效。但是，由于各級防汛部門業(yè)務需求不同，系統(tǒng)在開發(fā)時采取的規(guī)范與標準不同，使得系統(tǒng)的體系結構和功能差異較大，存在應用局限、低水平重復開發(fā)等問題，遠遠不能滿足防汛應急決策靈活性的需求[8]。針對上述情況，提出了基于綜合集成平臺的暴雨洪澇災害應急管理服務體系。

1　基于綜合服務平臺的應急管理體系

1.1結構與技術

綜合集成平臺是集數(shù)據(jù)的存儲、傳輸、處理、服務于一體的計算機平臺，基于 J2EE，SOA 等國際規(guī)范與標準[9]，采用網(wǎng)格，中間件，Web Service 等技術構建而成的，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息、模型、方法等綜合集成?？蚣芙Y構如圖 1 所示，包括以下 2 個過程：1）信息收集過程。通過人工的、自動的、外部介入、離線交換等方式，采集包括實時水雨情、氣象、工程情況、地區(qū)人員物資等信息，通過互聯(lián)網(wǎng)存儲到數(shù)據(jù)庫的相應表格中，并依照主題歸入數(shù)據(jù)庫。2）處理過程。a. 基于網(wǎng)格的資源融合平臺。利用計算機將普通、網(wǎng)格等需要計算的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)資源的融合，轉化為通用的數(shù)據(jù)，使用戶可以進行數(shù)據(jù)資源的共享和交換；b. 基于中間件制成的信息協(xié)調平臺。對外形成統(tǒng)一的調用接口和訪問控制結構，隔離下層數(shù)據(jù)與上層應用之間的直接聯(lián)系，形成規(guī)范的各類集成應用服務，如：工作流引擎、業(yè)務流程管理、目錄、內容管理、Web 服務引擎、地理信息系統(tǒng)工具等服務[10]；c. 應急管理綜合集成服務平臺。通過可視化集成平臺操作界面，采用知識圖，基于面向主題的應急管理和防汛業(yè)務需求，通過應用模型庫（包括洪水預報、防洪調度等專業(yè)模型及對應的參數(shù)定制組件）、防汛應急預案庫、知識庫（包括以往決策方案、風險分析、成功案例等信息），快速搭建應急管理服務系統(tǒng)。

圖1　暴雨洪澇災害應急管理系統(tǒng)框

1.2功能

防汛會商智能化。在知識圖可視化的決策支持集成環(huán)境中，不同決策者可從不同的角度，利用不同的信息資源，提出不同的預測方法，制定不同的決策流程，形成專家個人或群體的決策方案。基于實時監(jiān)測的水、雨情等信息，利用洪水預報、水庫防洪調度、洪水演進及錯峰調度模型方法進行洪水過程模擬，其結果將以表格、圖形的形式形象直觀地表達出來，并為決策者提供包括自動、人機互動等多種洪水調節(jié)方式，對分析洪水過程，形成驗證及調整洪水調度方案提供技術支撐。在平臺中實現(xiàn)水雨情動態(tài)監(jiān)視、旱情監(jiān)測、降雨量分析、視頻監(jiān)視、地理信息、遙感圖像、防洪形勢分析等基礎性服務的同時，實現(xiàn)預報、調度、模擬仿真、災情評估、預案管理與交互式應用、決策分析評價等功能，使防汛會商決策更加科學、合理[11]。

根據(jù)主題管理的要求，并考慮相應的擴展功能，綜合集成平臺將應急管理從功能上劃分為若干個子系統(tǒng)，子系統(tǒng)下根據(jù)需求設若干功能模塊，如圖 2 所示。以防汛應急預案管理為例，圖中應急預案子系統(tǒng)以工作流組件實現(xiàn)預案的在線查詢、調整、審批和發(fā)布，并以可視化方式顯示流程當前所處狀態(tài)，清晰地再現(xiàn)流程的實際運作情況，實現(xiàn)了對預案的直接、條件、模糊和精確查詢等多種檢索模式，并提供了預案修改、刪除和在線打印功能。在此應急預案管理體系之下，將暴雨洪澇、旱災、突發(fā)性水污染等一系列突發(fā)事件應急預案按照主題嵌套其中，應急管理部門便可根據(jù)具體突發(fā)性事件基于服務平臺做出會商和決策，從而實現(xiàn)應急管理的信息化和智能化。

圖2　暴雨洪澇事件應急管理的功能模塊結構圖

2　實例應用

暴雨洪澇事件的一般應急處置流程如下：1）先期處置。暴雨洪澇事件一旦爆發(fā)，相關部門組織應急力量第一時間將突發(fā)事件的信息迅速上報，并且快速核實、觀察突發(fā)事件的情況和發(fā)展態(tài)勢，并就近組織應急資源進行先期處置，防止突發(fā)事件擴大升級。2）啟動應急預案、開始響應?！秶曳姥纯购祽鳖A案》規(guī)定，按照暴雨洪澇災害的嚴重程度和范圍，以各流域、大江大河河段、水庫類型、省市地區(qū)等發(fā)生暴雨洪澇事件和險情為劃分依據(jù)，將應急響應行動分為 4 個等級。暴雨洪澇事件發(fā)生后，相關部門主持防汛會商，作出部署，組織調度，啟動防汛應急預案，應對暴雨洪澇事件。應急預案啟動后，應急機構要迅速做出應急響應，由軍地領導、有關部門、專家聯(lián)合組成現(xiàn)場指揮部，履行對突發(fā)事件處置進行協(xié)調的職能?，F(xiàn)場指揮部根據(jù)突發(fā)事件的現(xiàn)狀和趨勢，科學、合理、果斷地確定應急救援方案，開展應急處置工作。在進行突發(fā)事件處置時，如果事態(tài)惡化、難以遏制，突發(fā)事件現(xiàn)場指揮部要啟動擴大應急機制，及時向上級人民政府請求支援，加大應急救援隊伍、物資、裝備、資金等方面的投入力度，防突發(fā)事件進一步惡化。3）應急結束。當突發(fā)公共事件的威脅和危害得到控制或是消除后，履行統(tǒng)一領導職責及組織處置工作的應急管理部門即可停止已采取的應急處置措施，撤銷現(xiàn)場指揮部，關閉相關應急預案，應急救援行動結束。

綜合集成平臺針對暴雨洪澇災害應急管理這一主題，將大量的信息融合，定制組件，生成以防汛主題業(yè)務流程（知識圖），應對突發(fā)的暴雨洪澇事件。以延安市防汛應急管理為例，由于延安市出現(xiàn)大范圍、長時間降雨過程，引發(fā)暴雨洪澇災情，啟動四級救災應急響應。在延安市防汛應急管理過程中采用基于綜合集成平臺的決策服務模式，按照防汛應急管理服務需求，將服務信息分成七大類并明確業(yè)務分工，運用組件、知識圖、數(shù)據(jù)流等技術，連接所需各類信息，構建延安市防汛應急管理服務平臺，方便應急管理相關部門快速查詢信息詳情，為應急管理帶來便捷的決策支持。

7 類決策服務包括：1）監(jiān)測防控。對陜西省各監(jiān)測站點進行實時水雨工情等檢測和預警，預防和控制險情發(fā)生，如預警監(jiān)視，實時水雨情，監(jiān)測統(tǒng)計分析等。2）預測預警。通過各種預報預測，模型計算手段對洪水的過程進行模擬及錯峰分析，降低洪水造成的危害，如天氣預報、水文預報、洪水趨勢等。3）事件描述。下設事件信息錄入界面，存儲時間相關信息，以備查詢和借鑒。4）應急預案。根據(jù)防汛工作所涉及的內容及影響區(qū)域，生成相應突發(fā)事件處置的應急預案，如江河防洪、水庫防汛、城鎮(zhèn)防洪和山洪災害等應急預案。5）應急保障。執(zhí)行應急預案，統(tǒng)計預案執(zhí)行效果及防汛應急救援信息，如專業(yè)救援，預案執(zhí)行效果，請求支援信息等。6）應急評價。提供防汛突發(fā)事件處置的應急保障相關信息的服務，如應急資源分布、狀態(tài)等。7）模擬演練。提供針對防汛突發(fā)事件的模擬演練功能，包括演練計劃、方案、過程記錄、結果評價等。各類業(yè)務信息下面的方框代表節(jié)點，每個節(jié)點下面都連有與節(jié)點名稱對應的 1 個或多個組件或知識圖，每個組件可以連接一種信息，如文本、圖片、視頻、音頻或 GIS 數(shù)據(jù)等信息，點擊每個組件即可顯示組件所連接的信息。知識圖由多個組件組成，組件之間的連線代表數(shù)據(jù)流，通過數(shù)據(jù)流傳遞組件中的信息，從而實現(xiàn)對應主題的各種功能。

基于可視化平臺的延安市防汛應急管理的主界面如圖 3 所示，在監(jiān)測防控模塊下，嵌套了與主題相關的實時監(jiān)測信息、降水實況圖、水庫調度圖等，用戶可以點擊單項進行信息查詢。查詢實時監(jiān)測信息，包含延安市河道、水庫、重要監(jiān)測斷面、水源地等信息。如圖 4 所示，點擊河道信息進行查詢，彈出數(shù)據(jù)表，表中顯示了 2014 年 7 月包含渭河、灃河、黑河、洛河等陜西省主要河流的徑流信息，只需獲取延安市所屬河道水文測站徑流信息即可。獲取相應時間的流量信息，綜合其它監(jiān)測信息，為防汛會商提供指導。

暴雨洪澇事件發(fā)生后，相關部門要進行應急處置，防汛應急預案則是行動指南。將預案按相關主題分割成若干條塊，編入服務平臺，如圖 5 所示，按照總則、主要職責及組織機構分工、應急調度等級劃分、應急響應機制、應急響應措施、附則將預案分為 6 組，相關規(guī)定和措施都具體編入平臺組件中，這樣用戶就可以根據(jù)具相關主題進行查詢和處置，條理清晰、方便快捷，相比傳統(tǒng)紙質的防汛預案，這樣節(jié)省了時間，提高了效率。而且，在應急處置完成后，對總結出的成功經驗和做法，也可以及時地添加編入預案組件，使應急預案進一步完善。

圖3　延安市防汛應急管理主界面圖

圖4　延安市防汛預案管理實時監(jiān)測信息界面圖

3　結語

信息是應急管理成敗的重要因素，建立一個功能強大的應急管理服務平臺，是應急管理必不可少的一部分。隨著通信技術和計算機功能的發(fā)展和強大，防汛應急管理綜合服務平臺所能達到的功能越來越強大、效率越來越高?；诰C合服務平臺的暴雨洪澇應急管理體系運用現(xiàn)代計算機技術，綜合大量數(shù)據(jù)資料集合成的數(shù)據(jù)庫，面對暴雨洪澇事件做出快速合理的反應。由平臺、組件、知識圖、可視化工具組成新的應急管理應用模式，平臺操作簡便，流程清晰，內容全面，使防汛應急管理指揮部門高效地協(xié)調各有關職能部門及時開展防汛應急工作，并能快速地將城市洪澇災害災情及應急信息向社會發(fā)布，同時也提高了公眾的信息獲取能力與自身的防災救災能力，對提高我國城市洪澇災害應急管理水平具有重要的作用。

圖5　延安市防汛預案管理界面圖

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Emergency Management for Rainstorm and Flood Events

WU Yuanyuan, LIU Mancun, ZHOU Qianming, DOU Jingjing
(College of Water Resources and Hydroelectric Power, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China)

Abstract:Facing sudden rainstorms and flood events, traditional emergency management lags, is stiff and difficult to achieve fast response to events. And timeliness is relatively poor. To solve these problems, based on the integration platform, combined with the application of rainstorm and flood emergency management theme, the technology of grid, middleware, and web service technology are used to build flood control and emergency management system which composes by a set of monitoring and early warning, emergency response, flood simulation exercise. It can deal with sudden rainstorm flood events fast and flexibly, provide comprehensive data, information and policy services for the relevant departments, and provide reference to the flood control and emergency work.

Key words:applying theme; rainstorm and flood events; integration platform; emergency management; emergency plan

作者簡介：吳園園（1986-），男，陜西眉縣人，碩士研究生，主要研究方向為水利信息化。

基金項目：國家自然科學基金資助項目（51509201）；陜西省科技攻關項目（2012-16）；陜西省教育廳科研計劃項目（15JK1503）

收稿日期：2015-11-15

中圖分類號：P426.616

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9405(2016)01-0029-05