基于天地圖API的核應急指揮調度系統設計與實現

文/張廣成

核應急指揮調度是核應急救援工作的重要組成部分。直接關系到救援工作的成敗。一直以來，對應急指揮調度的研究都是應急管理領域的熱點問題。目前的研究分別側重于應急資源配置以及應急車輛調度兩個方面，對多資源類型配置、動態路徑規劃等多目標集成情況下應急指揮調度研究較少。

情況 3 u1,…,u10的顏色當中互不相同的僅有3種,不妨設f(ui1,2,3, i=1,2,…,10,則當C(vj)是2-子集時,C(vj)不包含顏色1,2或3且每個C(vj)都不是{1,2,3},從而{1,2,3,4,5,6}中能夠成為Y中點的色集合的數目為當45≤n≤90時,45個集合不能區分Y中的n個頂點,得出矛盾。令C=C1∪C2∪C3,其中:

到最后一圈的比賽時，包括“小飛人”劉相輝在內的四個運動員都有些吃不消了，速度明顯慢了很多。而此時，張海濤卻開始奮起直追，在第四圈跑到一半的時候，他已經追上了跑在前面的四個運動員。最后沖刺時，賽場上出現了不可思議的一幕，“小飛人”劉相輝因為體力透支，兩腿一軟，“撲通”一聲跌倒在地上，跟在他后面的幾個運動員猝不及防，來了一個“汽車追尾”。

針對上述問題，本文針對多災害點、多供給點、多物資類型的核事故災后應急調度問題，設計了一個集成核素彌散劑量信息、救援狀態信息、應急資源配置信息等多元數據融合的指揮調度系統。采用B/S開發模式和MVC設計架構，實現了系統的原型，該系統適用于移動終端（APP）和指揮管理平臺（WEB）不同場景，初步實現了核素彌散、救援狀態、資源配置信息的共享和指揮調度過程的可視化，為核應急指揮決策提供了參考。

1 數據集成分析

1.1 數據基礎

（1）標定事故應急點。輸入初始事故信息：事故類型、事故等級、泄漏量、影響范圍，保存在事故受災點信息表中。

圖1：核應急數據集成分析模型

1.2 集成分析

（1）硬件層為系統提供運行所需的計算、存儲、網絡等物理資源，按照云架構模式建立共享資源池，形成可按需動態擴展的高性能計算、大容量存儲，高帶寬傳輸的技術設施環境。

圖2：核應急指揮調度業務流程

2 業務流程分析

系統按照核應急指揮調度決策機制構建業務流程如圖2所示。

系統所需基礎地理信息數據依托國家地理信息綜合服務平臺“天地圖”，包括核電站周邊30km范圍內的道路、村莊、水系、學校、醫院、消防點等矢量數據；以“天地圖”為基礎建立核應急專題數據庫，包括核電站、核電站平面、應急集合點、應急安置點、撤離路線和對每個核電站建立獨立的應急計劃區，以及各要素類相關聯的要素屬性表。

烏有苦笑著布子東五南十二，偏入東南的邊地，四周全無白子接應，黑子只在東北星位布下一子，白子雖取鎮虎頭之勢，但春庭寂寂，意緒寥寥，其實是一步廢棋，天外飛星，哀哀孤鴻，不知何時可派用場。

在技校語文教學中，教師也要清醒地看到，技校學生的文化知識基礎薄弱且普遍具有“厭學”情緒。因此在課堂教學中。教師應該充分尊重學生的意愿、個性、興趣和愛好，鼓勵學生積極思考，對所學知識進行分析、比較、概括。如:在講授《哦，香雪》《項鏈》等課文時，可以讓學生聯系今天改革開放和市場經濟的新形勢，思考應該怎樣提高自己的綜合素質，從容應對各種機遇與挑戰。在講到第五單元的《愛情詩二首》《情人節的玫瑰綻開在教室里》時，讓學生了解真正的愛情是什么，從而樹立正確的愛情觀等等。

（3）根據指揮調度算法計算最佳應急方案。并把方案在地圖上進行顯示，包括最佳資源供應點和路徑規劃。

3 系統需求分析

無錫金利達生態科技有限公司…………………… （2、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、24）

3.1 人機交互界面友好

本系統旨在根據核素劑量分布、救援狀態、應急資源配置等信息動態生成應急物資分配與調運路徑規劃方案，時間是衡量方案優劣的重要指標，所以要求系統人機界面交互流暢，系統功能穩定，操作簡單方便。

先來看函數概念：一般地，在一個變化過程中的兩個變量x和y，如果對于x的每一個值，y都有唯一的值與它對應，那么我們稱y是x的函數，x是自變量.

3.2 快速確定“反應點”

“反應點”主要指供應點和受災點。由監測系統提供受災點信息，決策者根據應急預案確定供應點位置，并能夠調用應急救援數據庫，查詢供應點屬性信息，包括編號、位置、物資類型及數量。

3.3 地理信息系統基本功能

以“天地圖”為基礎平臺，進行WebGIS服務，基本功能包括地圖放大、縮小，圖層選擇，查找“反應點”地理信息等；與資源調度和路徑規劃模型疊加，實現資源調度方案與行車路徑規劃動態可視化。

湖北農村飲水安全長效機制建設的實踐和思考…………………………………………… 陳楚珍，廖霞林(19.51)

3.4 資源配置與調度決策

核應急響應過程中，決策者需要根據應急預案快速做出救援決策，本系統的功能就是輔助決策者制定資源調配和路徑規劃方案。系統根據受災點救援需求信息作為輸入條件，運用設定的數學模型計算出合理的、有效的物資分配方案和行車路徑規劃。

4 系統總體框架與功能設計

4.1 總體設計

核應急指揮調度系統利用北斗、GIS等系統實現車輛位置以及資源位置定位；利用核素監測系統，提供實時核素擴散狀態信息（道路可靠度判據因子）。以集成為核心，針對核電站核事故應急，制定救援、指揮、調度、信息查詢等業務。該系統整體采用瀏覽器/服務器(Browser/Server，簡稱B/S)開發模式和MVC( Model View Controller)軟件架構模式。

4.2 架構設計

根據指揮中心和移動應用兩種場景，分別設計了Web端與APP端，Web端主要實現APP端數據接收，信息管理等功能，依據對接收信息的研判，完成核應急指揮調度任務指派工作，其用戶對象為省各級核應急工作負責人； APP端主要功能是依據使用對象設置不同權限和使用范圍，實現監測、指揮、救援等數據上傳及任務接收等功能，其用戶對象為監測人、救援隊伍、應急專家。系統包括以下主要功能，如圖4所示。

核應急響應就是通過采取緊急防護行動對輻射損傷人員提供醫治和救援，防止工作人員或公眾中確定性效應的發生，盡可能減小隨機性效應的發生率，并采取補救措施，減少事故對環境的污染。由于核應急響應所涉及專業信息多，例如可能涉及核設施、放射性物質的特性，氣象因素、放射性監測、輻射防護等方面的信息。因而系統設計與開發必須要對各方面數據集成與融合分析，為指揮決策提供快捷、有效的支持。如圖1所示。

（2）數據層為系統提供所需的各種基礎數據，主要包括：應急救援物資數據庫、救援力量與隊伍數據庫、典型案例庫、應急救援方案庫等。

（3）服務層是包含了所有根據業務邏輯關系抽象出來的功能或功能集合，采用面向對象的開發思想，根據核應急指揮調度實際工作業務流程，對數據操作進行抽象化設計、模塊化調用。

（4）應用層為指揮中心指揮調度業務制定了基本的功能操作。包括事故狀態查詢、資源定位查詢、應急資源需求分析、應急車輛路徑分析以及應急資源調度方案查詢。它通過Web service調用基礎支撐服務所提供的模型算法。

（5）視圖層為用戶的交互頁面，與應用層緊密相連。可以根據需求對應急資源調度方案在GIS地圖上進行展示，包括資源供應點位置、資源數量、行車路徑等。

圖3：核應急指揮調度系統架構

圖4：核應急資源調度系統功能模塊

4.3 功能設計

根據核應急指揮調度業務流程，該系統采用MVC的設計模式，整個系統分為硬件層、數據層、服務層、應用層和視圖層五個層面。如圖3所示。

4.3.1 信息管理該模塊包括事故狀態、應急資源、應急需求等信息管理更新。

4.3.2 地圖顯示

（2）根據受災點信息查找應急需求表，找出對應的應急需求：應急車輛、救援隊伍、防護設備、醫療用品等。

該模塊提供兩種矢量地圖和遙感影像兩種模式，包括了基本的地圖操作、數據編輯、網絡分析等功能。

看圖寫話是小學語文教學中的重要組成部分，是培養小學生想象力與表達能力的重要途徑，如何進一步提高教學水平也已經成為教師集中關注的問題。

根據核應急救援實際，本節對核應急指揮調度系統進行詳細分析。通過對核應急救援特性及其相關工作特點的調研分析，確定系統需要具備的主要功能如下：

4.3.3 調度計算該模塊是系統的核心內容，集成核應急指揮調度模型及其求解算法。

4.3.4 調度方案

該模塊是使產生的調度方案能在地圖上直觀顯示出來，包括資源供應點位置、資源數量、行車路徑等。

5 應用實例

系統以彭澤核電為例，進行了核事故場景下應急指揮調度仿真。監測、救援隊伍可以通過APP端將現場災情、勘查記錄、資源需求情況及時上報，指揮平臺端可實時接收并反饋信息，及時指揮調度，完成應急工作，實踐證明通過系統完成工作，提高了指揮調度的效率，有利于核事故應急救援工作的開展。

圖5：APP系統端界面

圖6：核應急指揮調度系統運行界面

圖7：應急資源供應點到受災點的路徑

系統通過后臺管理頁面可隨時導入需要管理、統計數據。在部署應用時，導入了彭澤核電、應急資源供應點及周邊應急計劃區疏散撤離點的地理位置信息。

如圖5所示，系統APP端界面主要由六個功能菜單組成，包括地圖顯示、調度方案、調度計算、災情報告、政策法規和科普常識。主要對應了應急設置模塊、信息更新模塊、方案生成和顯示模塊。

如圖6、7所示，當發生核事故時，系統一方面給出受災點的各種資源供應點的分布情況，另一方面，系統根據核素擴散劑量信息，進行路徑可靠度分析，給出各個資源供應點到受災點最優路徑。

6 結束語

本文對基于天地圖API的核應急指揮調度系統進行了總體設計，并對系統原型進行了實現。通過設置資源供應點、受災點的位置，系統根據最新應急資源需求以及核素彌散劑量分布情況，調用后臺調度模型及算法，計算優化最佳資源配置，并基于天地圖實現了可靠行車路徑的動態可視化。實例證明核應急指揮調度系統具備實用價值，有利于提升核應急救援決策支持系統的科學性。

由表4可知，實驗8周后，只有在群體交往一致性方面實驗組和對照組無顯著性差異(P>0.05)，在總體凝聚力及凝聚力其他3個維度方面實驗組和對照組均存在顯著性差異(P<0.05)；在任務凝聚力方面實驗組與對照組存在顯著性差異(P<0.05)。具體表現為，實驗組成員實驗后，對課程教學目標和任務更加清晰，團隊歸屬感和榮譽感增強，愿意為共同的目標共同努力、刻苦訓練；同學們交往也更加密切、融洽。