一網統管下的應急指揮系統的設計和應用研究

卜良

上海鴻翼智城數據科技有限公司 上海 200233

引言

一網統管是建設運行和推動構建社會治理體系和治理能力現代化的重要手段，應急管理是關乎社會發展全局和社會安全的頭等大事，近年重大突發事件頻發，應急管理部門的應急指揮體系和綜合能力相對落后，應急管理信息化和智能化水平不足，因此迫切需要在“一網統管”的治理體系下，運用大數據、人工智能、GIS等新技術，建設高效智能的應急指揮系統。應急指揮系統以應急預案結構化、應急資源可視化、應急指揮體系化、應急處置流程化為目標，為各類突發事件的指揮提供最優的處置建議，實現“事前精細管理、事發迅速響應、事中高效處置、事后有序恢復”。

本系統以上海市某區應急管理平臺項目為基礎進行設計分析，該項目依托城運中心“城市大腦”，開展業務工作的深度融合，整合應急管理相關資源，如人員、數據、流程，并進行融合，為應急指揮提供更多的數據源接入，更全面地進行事態的研判和指揮，從而實現應急指揮的精細化。

1 應急指揮系統整體框架設計

1.1 應急指揮系統信息化現狀

隨著計算機技術及“互聯網+”技術的發展和應用，原應急管理相關部門都已建立起大量的信息系統，以往都是各自為戰，沒有站在多災種融合治理的角度考慮信息化建設的標準，應急指揮系統的集成和數據的綜合應用是面臨的現實問題。

圖1 多災種融合治理圖

1.2 應急指揮系統總體框架

應急指揮系統依托城市綜合管理體系和智能化技術手段，立足高起點，追求高品質，爭做新標桿，通過制度創新、模式創新、管理創新，進一步夯實應急管理工作基礎，進一步優化應急指揮工作流程，進一步提高各類應急資源的共享水平。緊密圍繞應急管理部門的職能，實現縱橫聯通、聯勤聯動，充分發揮“平時可值守、戰時可指揮，日常可監管、應急可聯動，系統可應用、功能可擴展、資源可共享、數據可維護”的作用。

在發生重大突發事件時，應急指揮系統能夠輔助調配區域內各種物資裝備和應急隊伍，形成統一指揮、專常兼備、反應靈敏、上下聯動、平戰結合的應急管理體系。通過應急管理大數據應用層實現不同業務系統的數據互聯互通和共享交換，業務應用層包括監測預警、值班值守、應急指揮、輔助決策、GIS一張圖等核心業務應用，交互層通過不同網絡、不同門戶實現各類業務和數據的融會貫通。

圖2 應急指揮系統總體框架圖

2 應急預案結構化

2.1 應急預案結構化的定義

應急預案結構化就是以傳統的文本應急預案為基礎，構建可以被計算機自動識別并處理的數字化預案，將文本形式的應急預案內容轉化為計算機可以理解的數據信息，實現應急預案標準化、結構化的過程[1]。

2.2 應急預案結構化設計

應急預案結構化是應急指揮系統的核心模塊，實現對各級別、各類型應急預案的信息化管理。應急預案結構化模塊實現應急預案結構化內容的快速查詢，在突發事件發生時提供高效精準的預案結構化查詢數據，利用餅圖、柱狀圖等各種統計圖表對結構化預案進行深度分析，輔助應急管理人員掌握應急預案分類、分布及編制質量情況。以預案結構化要素模塊化為核心，圍繞事件鏈、空間鏈、時間鏈，進行態勢研判，自動生成應急處置方案[2]。實現突發事件發生時自動調用相關預案，為 輔助決策提供技術支撐。

圖3 應急預案管理界面設計圖

2.3 應急預案結構化要素

應急預案的結構化是將文本預案進行結構化分解，將預案基本信息、組織體系及責任清單、組織機構與職責、行動清單、應急處置流程圖、應急資源等要素進行整合，并利用NLP等先進技術開發成既相對獨立又相互關聯的程序模塊，形成電子預案庫，實現電子預案的版本控制、快速檢索和在線預覽，形成一套有效的預案編撰與實戰實用的工具。

圖4 應急預案結構化要素圖

3 應急指揮體系化

應急指揮體系是應急指揮系統的非常重要的組成部分，是及時，有序，有效開展應急救援的重要保障。如何在突發事件發生后快速建立高效有序的應急指揮體系是應急指揮系統需要重點研究和解決的核心問題。

應急指揮系統設計了一套智能化的應急指揮體系管理模塊，該模塊包括應急管理機構體系信息、重要相關部門體系信息、應急物資體系信息、隊伍裝備體系信息、避難場所體系信息、應急專家體系信息、醫療機構體系信息、交通工具體系信息、人員體系信息等。

在突發事件發生時應急指揮體系模塊可根據預案結構化的部門和人員職責，結合當日值班值守信息、應急通訊錄信息，以及實際的應急組織體系和工作流程，快速智能的關聯應急處置部門和人員，建立參與應急處置人員的一體化信息群組，實現信息一鍵推送、電話一鍵呼叫、指令一鍵下達。

應急指揮體系管理模塊還可根據事態的不斷發展，動態調整指揮體系中的組內成員，提升指揮層級。應急指揮體系化的建設極大地提高了突發事件應對和處置的能力，建立起“信息通暢，反應迅速，指揮有力，責任明確”的應急指揮新機制。如圖5。

圖5 應急指揮體系示意圖

4 應急處置流程化

4.1 應急處置流程化的意義

突發事件發生后，制定有效的應急處置流程進行救援，是降低人員傷亡和防止二次事故發生的關鍵。應急指揮系統處置流程化力求“一屏可視、總攬全局，閉環管理、全程監管，寬窄聯動、快速指揮”。

圖6 應急處置流程圖

4.2 應急處置流程化賦能科學調度

突發事件應急處置以突發事件事發位置為中心點，結合GIS強大的空間分析技術，實現突發事件周邊的應急物資，和該事件最匹配的應急專家和隊伍，可能會影響的風險源和安全隱患，人員轉移的應急避難場所，道路交通等應急關鍵要素的查詢展示。獲取突發事件周邊應急要素信息后，應急指揮系統可有效進行應急資源調度，確保第一時間組織力量進行科學救援。

圖7 應急處置示意圖

5 應急指揮移動化

面向日常管理、趕赴途中、救援現場等不同作戰環境使用需求，充分利用移動通訊（3G/4G/5G/Wi-Fi）、GPS定位、GIS等技術，結合應急指揮業務需求，實現多終端、多數據、多業務的融合移動應急指揮系統，該系統打通了應急指揮過程中的最后一公里，賦能一線處置人員與后方指揮大廳的互聯互通，通過現場簽到、信息報送、預案調閱、資源調度、指令傳遞等功能實現跨區域、跨部門、跨層級的應急指揮協調聯動。

圖8 應急指揮移動化

6 應急指揮一張圖

應急指揮一張圖是應急指揮系統的指揮中樞，依托國產高性能地理空間平臺，建立空間數據共享、數據綜合展示分析的一張圖服務，為應急指揮系統提供統一空間數據資源和功能性服務，提供多用戶并發的Web共享能力，促進應急指揮系統各類空間信息跨行業、跨平臺的在線共享應用。

應急指揮一張圖通過時空數據治理、時空數據管理、時空數據應用、時空數據分析服務等功能建設，匯聚城市管理基礎部件、突發事件、風險隱患、應急物資、應急裝備、街面視頻等數據，并結合先進的GIS技術，對匯聚整合的數據進行綜合應用，為指揮長應急指揮提供高效智能的技術支撐。

圖9 應急指揮一張圖示意圖

7 應急指揮系統的技術應用

7.1 面向服務的架構

應急指揮系統涉及非常復雜的數據、業務和應用，按照傳統的應用集成解決方案，很難實現，傳統“煙囪式”的系統架構在這種情況下無法改善和優化流程，應急指揮系統采用了SOA架構和云服務技術構建系統，將相關應用系統和業務進行梳理，把復雜的應急業務邏輯、應急通信協議轉換、多源數據格式轉換等封裝成SOA服務，對封裝的SOA服務進行動態組合，能夠快速進行不同應用子系統和功能模塊之間的互聯互通和數據交換，滿足業務變化、流程整合的需要。

7.2 容器化部署

應急指揮系統采用docker技術實現容器化解決方案，容器化很好地解決了傳統虛擬化技術對硬件使用效率不高，系統依賴組件部署和配置煩瑣，系統升級和降級復雜，InDrive通過Docker技術，可以一鍵直接部署在安裝最小化linux系統的物理機上，在docker網絡環境中內置私有局域網，固定各服務之間的網絡關系，實現零配置開箱即用，利用docker特有的系統編排技術，可以秒級實現系統的滾動式升、降級。

7.3 國產化

如今全球安全危機事件頻發，信息安全成為世界各國政府關注的頭等大事。應急指揮系統中含有大量敏感的、重要的信息數據，因此在系統底層設計上需要充分考慮設備安全、網絡安全、數據安全、應用安全等各種安全措施，在設備安全上全面使用國產化服務器和操作系統，在網絡安全上系統全部部署在政務外網區域，在數據安全上系統采用國產化的達夢數據庫并使用國產加密算法對核心數據進行加密，在應用安全上系統開發全部使用開源的Java語言。

7.4 國產化GIS平臺

應急指揮系統采用國產化GeoScene標準版平臺軟件作為GIS引擎，該GIS引擎支持二三維一體化應用。

GeoScene平臺以云計算為核心，并融合各類最新IT技術，提供豐富、強大的GIS專業能力，包括制圖與可視化、空間數據管理、大數據與人工智能挖掘分析、柵格影像管理與分析、實時數據可視化及分析、實景三維等新型數據的三維可視化與分析、空間信息可視化以及整合、發布與共享等。

GeoScene具備GIS技術前沿性、強大性與穩定性等特點，并面向國產化需求，從云端到客戶端，再到平臺擴展開發，為不同的應用模式與業務場景，不同的用戶角色，提供了完整、靈活的選擇空間。

7.5 自然語言處理

應急預案結構化使用自然語言處理技術對文本預案進行自動拆解，實現預案的智能化應用。自然語言處理（NLP）主要研究如何讓機器進行自然語言信息處理，即讓計算機模擬人類語言習慣，信息數據的精準發現、精準提取、精準存儲、精準加工與高效傳輸[3]。NLP是計算機科學、語言學、人工智能與數學等學科的交叉學科和邊緣學科，將人們對語言的結構規律的認識用精確的、形式化的、可計算的方式（計算模型）加以表示。

8 結束語

綜上所述，“一網統管”下的應急指揮系統是高效處置一件事的重要工具，是關系到城市安全和社會穩定的重要支撐。本文所設計的應急指揮系統結合了GIS、人工智能、大數據等先進技術，從應急指揮體系的建立、應急預案的結構化、應急指揮一張圖的綜合應用、應急處置的流程化等方面描述了應急指揮系統的技術實現及應用。

應急指揮系統的建設可有效提升應急管理部門工作效率，有效提高應急指揮的科學性、及時性、準確性，確保城市運行安全，保障人民生命財產安全。