3S技術在城市交通事故應急管理中的應用

■李莉 黃圣波

3S技術在城市交通事故應急管理中的應用

■李莉 黃圣波

3S技術把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上，在收集大量城市基礎數據、動態等方面有著其他手段所難以比擬的優勢，在社會各個領域發揮著越來越重要的作用，對城市公共安全和城市交通應急管理等有著十分重要的意義。

近年來，隨著經濟社會快速發展和城市現代化水平的不斷提高，城市的地域、人口、交通量等都在迅速擴大，城市功能日益復雜化。與此同時，城市所面臨的風險也日益增加。火災、爆炸、毒物泄漏、高樓坍塌、交通事故等生產和生活中人為因素造成的各類安全問題和事故風險日益突出，災害事故對城市功能正常發揮的影響越來越大。因此，建立應急信息化系統，增強城市應急反應和防災減災能力，以最大限度的減少人為制造災害或自然災害事件對城市可持續發展和市民正常生活的不利影響，是當今世界大城市面臨的一項重要課題。“3S”技術對各級公安機關建立集中、高效、快捷的城市交通應急管理系統、提高公安機關處置突發城市交通事故的能力和快速緊急救援受傷人員具有重要的現實意義。

3S技術集成原理和特點

“3S”技術是RS、GPS、GIS是各自獨立發展起來的技術領域。借助于通訊技術和計算機技術，可將它們有機地集成起來，實現在線的連接、實時的處理和系統的整體性。3S技術以地理信息系統為核心，構成了對空間數據實時采集、更新、處理、分析及為各種與空間位置有關的實際應用提供咨詢和輔助決策的強大技術體系，是空間信息技術的主要部分。

3S集成的方式可以在不同技術水平上實現，主要有以下三種:一是數據層面的集成，二是平臺層面集成，三是功能層面集成。3S集成既可以是三種技術的集成，也可以是其中兩種技術的集成。（具體如圖1所示）

RS與GIS集成的主要目的是把來自于兩個技術系統的技術信息集成到統一的坐標環境下，實現對多元信息的動態管理與綜合分析。RS與GPS集成的主要目的是解決智能化的信息獲取問題，利用GPS的精確定位功能解決RS的定位問題。在遙感平臺上安裝GPS可以記錄傳感器在獲取信息瞬間的空間位置數據。GIS與GPS的集成可為用戶提供全新的空間信息組合方式，滿足不同比例尺空間數據庫的建庫要求，實現對GIS數據庫的實時更新。3S集成是通過軟件技術等方面的開發，在一定范圍內實現了三種技術在數據接口、數據交換、功能模塊等方面的共享。

3S技術在城市交通事故應急管理中的應用

3S與城市交通的規劃

3S技術在城市交通規劃、建設和管理中得到了廣泛的應用，在數據采集和空間分析已經成果輸出等方面大大提高了城市交通規劃工作的效率。

利用RS技術獲取道路交通量。交通量是交通流的基本元素，是城市現狀以及規劃道路網絡分析評價的重要指標之一，指單位時間里，通過某一地點、某一斷面或某一車道的交通實體數目，利用遙感技術在道路交通量調查中逐漸得到運用，大大提高了工作效率。

遙感計數觀測交通量的方法主要利用了交通流的基本要素相互關系模型，描述交通流的三個要素分別為交通量、空間速度和車流密度，其關系可用三維空間來表示。

利用GIS技術進行數據管理和空間分析。城市交通規劃數據量非常大，要以這些數據進行處理及分析，必須采用全面合理、操作方便、便于擴展的存儲形式。城市交通規劃絕大部分數據與空間分布相對應，因此，GIS與交通信息的結合是交通發展與GIS發展的自然結合。城市道路網絡結構數據庫由多個數據文件所組成，其中，以下五個數據文件是必備的，它們是：節點坐標表、交通節點類型表、網絡幾何要素表、網絡鄰接目錄表以及交通小區和節點對應關系表。采用傳統方法，建立這幾個數據庫非常費時費力，而在交通規劃中采用GIS技術建立數據庫，增強成果的圖形表達能力，并大大提高工作效率。

■ 圖1：3S技術集成示意圖

■ 圖2：3S技術在城市交通應急中的應用

利用GPS技術進行車輛定位。現代車輛定位與導航是發展智能運輸系統ITS的關鍵環節，利用全球定位系統（GPS）接收機實時、動態確定車輛或機動車裝置的位置，辨別正在行駛的公路和所要接近的每個交叉口。

3S與城市交通系統管理

城市交通系統管理是以3S技術為突破口，提高城市交通系統的服務水平和管理水平，從而有效地實現城市交通優先發展的戰略。需要的功能主要有：

數據采集。主要由車輛車載設備承擔，數據主要包括：交通的人流量、車輛運行車速及車輛駕駛狀態數據等。

信息發布。能夠分別為決策者、管理者提供所需數據。數據主要包括：車輛出行路線查詢、系統狀態的實時數據和歷史數據、系統仿真數據和宏觀信息數據等。

數據管理。是保障日常運營的高效監控、規劃和管理的核心部分，主要包括：操作型數據管理和分析型數據管理。

3S與城市交通事故應急管理

在交通應急系統中對突發事件管理通常可分為4個階段:緩解階段，準備階段、響應階段、恢復階段。3S技術在向應急指揮者提供綜合、可視的空間信息的同時，使社會公共安全規劃更加有效。在應急指揮的四個階段，3S所展現的空間數據在各個階段是不同的。

緩解階段。通過3S進行情報收集和綜合分析，對潛在的危險和緊急事件認知和定位，制定相應的規范、條例和警力資源分配，采取持續的措施減少或消除潛在危險。

準備階段。通過3S為應對突發事件做準備工作，如實時監控、模擬演練、預案制作、信息采集、預測預警等。

恢復階段。當對人身安全、財產以及基礎設施的威脅消失時，恢復重建的工作將隨即開始，這個階段的主要工作是實時、動態地發布最新的事件信息，實現對突發事件影響及損失評估，預報將來危險，為后期管理及恢復重建提供數據。

響應階段。根據突發事件的實時情況，有組織的采取一系列的應急措施搶救生命和財產。此階段的工作包括高速穩定社會局勢、避免再次遭到重大損失以及為受難者提供救援等。

應急管理主要圍繞響應階段進行。響應階段的生命周期從指揮中心接到或監測到突發事件的報警開始，指揮中心根據事件現場的實時狀態指揮調度，進行應急處置，直至應急處置過程的結束或進行處置移交而中止，應急指揮的結束并不意味著事件的結束，而只是應急指揮中心的應急指揮調度使命的完結。響應階段與其它三個階段是相輔相成、密不可分的，響應階段所需的數據大部分來源于其他階段的數據積累。

在應急響應階段，由于突發事件具有很強的時間性和空間性，應急管理具有極強的科學性，通過3S，指揮員可快速地做出正確的決策。（3S在應急管理中的應用如圖2）

對突發事件、涉事人員及地點，通過GPS報警定位與導航，實現快速、動態、準確的地理位置；通過移動GIS系統進行遠程指揮，從而迅速準確地執行緊急任務；在定位的同時顯示事故地點的周邊環境信息。

綜合分析。可以準確地圖示突發事件空間分布，能夠為突發事件空間查詢、專題分析、趨勢分析和空間分析等提供數據基礎。快速的估算出事件造成的破壞區域和影響范圍，建立擴散的方向和速度模型，圖示危險區、隔離區和警戒區，給出各區域的危害程度和防護要求。繪制疏散路線，定位緊急避難所，并進行緊急救援物資的合理配給，實施醫療急救。

目前，幾乎所有突發公共安全事件及處置均與環境密切相關，作為城市公交領域的一個明顯趨勢就是充分借助于3S技術和三維可視化技術，建立起以RS技術為快速信息獲取手段、以GIS的空間顯示功能、空間拓展分析功能及輔助決策支持功能為核心、能夠實現各公共安全部門實時聯動的應急指揮調度與決策支持的綜合系統，使之具有跨部門信息集成、分布式共享管理和三維可視化表達的功能，以便快速、準確、直觀地為突發性事件和災害的應急管理提供一個完整的解決方案。因此，3S技術在現代化應急管理中起著至關重要的作用。可以極大地改善公安機關的快速反應能力、出警的準確性和破案效率。

結束語

3S技術把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上，在收集大量城市基礎數據、動態和準動態跟蹤監測、結合數據庫技術和計算機技術建立專家應用模型等方面有著其他手段所難以比擬的優勢，所具有的宏觀性、實時性及動態性等特點對城市公共安全應急的發展有著十分重要的意義。

成都理工大學地球科學學院