基于UML的救災應急管理系統設計研究

趙宗濤 李艾芳 邊倩

【摘 要】我國地域遼闊，各地的地理環境與氣候差異較大，自然災害、公共衛生事件發生頻率較高，因此構建一個救災應急管理系統是維護人民群眾生命財產安全、提高突發事件應對能力的重要保障。文章運用面向對象的設計思想，分析了救災應急管理系統的流程及各功能模塊的需求，設計了系統的功能模型、架構及實現系統功能的方案，為系統的正式開發奠定了堅實的基礎。

【關鍵詞】應急管理;救災系統;突發事件

【中圖分類號】U298.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）04-0029-03

0 引言

近年來，自然災害、公共衛生事件頻發，目前的應急管理系統功能比較單一，不能完全滿足對突發事件的應急管理需求，本研究運用面向對象的分析設計思想，對救災應急管理系統的各級用戶、功能模塊的使用需求及應急救災管理的具體業務流程進行分析。使用統一建模語言，對系統各模塊的功能進行了分析建模，得出了系統的全局用例圖、功能需求模型及數據庫關系模型，為設計出更加科學的救災應急管理系統奠定了基礎，有助于減少人民生命財產損失。

1 用戶需求分析

根據對救災應急管理系統的關注和應用的程度不同，本系統把用戶分為一般用戶、注冊用戶、決策者、系統管理員。①一般用戶，瀏覽災情和相關政策法規信息，不可以參加評論等操作。②注冊用戶，經過注冊后，獲得用戶名和登錄密碼及相應的權限，可以上報救災物資存儲狀況，對物資存儲種類和存儲量等信息進行查詢，可以查詢自己關注的問題，也可以進行評論，根據需要提出問題和建議進行交流、上報，對自己的發言進行修改或刪除，可以根據自己的實際情況提交物資上報申請。③決策者，可以對政府及市場的物資存儲情況進行查詢，了解災區物資儲備與使用、人員傷亡、交通運輸等情況，以及對所需救災工具、志愿者服務等信息進行分析統計，整理公眾反映的問題，制訂具體的救災措施及方案，及時且準確地向上級匯報災情信息，供領導做出正確決策。④系統管理員完成用戶管理和權限管理，管理儲備庫信息，審核注冊用戶提交的申請、增刪，發布救災等信息及進行系統維護[1-3]。

2 功能需求分析

2.1 災情上報管理

發生災情時，注冊用戶可以登錄網站上報災情情況，包括災害類別、災情性質、災情級別、發生時間地點、受災面積、受災程度、受災損失預計、建筑物損壞程度、受災人數、受災面積、人畜財產損失等，系統管理員要對注冊用戶所報受災情況進行核實，確認后上報上一級應急救災指揮中心。

根據以上分析可知，災情上報管理的參與者主要有注冊用戶、決策者、系統管理員。注冊用戶上報查詢災情信息。系統管理員對注冊用戶上報的災情信息進行分類、鑒別、處理，并將最終的結果上報上一級災情管理部門，維護注冊用戶在系統中的各類災情信息。

2.2 物資上報管理

在救災應急系統中救災物資的儲備信息是一個至關重要的環節。根據應急物資調配的需求，系統需要提供以下兩類信息的管理和收集功能。①政府救災物資儲備信息：從災害發生開始到重建這一時期，政府儲備的救災物資是重要保障之一。系統提供救災工具儲備、生活用品、糧食、醫藥儲備等物資儲備相關信息。系統能夠在災害發生后通過政府儲備信息管理中獲取救災物資存儲數量、分布情況、有效期等數據，為政府的決策人員對物資的查詢和協調配送提供信息保障。系統的維護人員負責更新政府儲備信息。通過以上分析可知，政府儲備的救災物資信息管理主要參與者有系統的管理人員與政府部門的決策者。其中，決策者主要操作物資存儲信息的查詢，而系統的管理人員則負責政府儲備庫信息的管理及物資名稱、種類、儲備數量的更新等。②市場儲備的救災物資信息：企業及個體根據自身狀況和所生產物品的種類及存儲能力，提出物資儲備申請，災情防控部門的審核通過后，系統管理員將申報企業及所儲存的救災物資的相關信息錄入系統，企業的物資儲備信息如有變動，企業用戶則可以根據實際情況提出更新需求。系統管理員對企業儲備物資信息進行維護，災難發生后，當政府儲備不能滿足災區人民所需物資要求時，大部分物資可用于救災使用[4]。市場儲備信息管理師涉及的參與者有系統管理員、企業用戶、決策者等。企業用戶的操作有用戶注冊、承擔市場儲備申請、上報物資儲備信息等，已注冊為市場儲備企業的用戶，可以對自己的物資存儲的種類和數量等信息進行查詢、上報、申請更新等操作。決策者可以查詢市場儲備的相關信息。系統管理員對系統的操作包括審核合作儲備用戶的申請、更新用戶相關信息和審核儲備用戶物資儲備信息的變更申請。

2.3 物資查詢管理

災害對人民群眾的影響比較大，當災害發生時，實時了解物資發放和儲備情況顯得尤為重要。因此，系統為決策者提供市級各企業物資儲備及個體的物資發放和儲備情況。在查詢功能中，提供數據分析，以便決策者及時調配救災物資，有利于協調物資提供方、受災方之間的關系。

2.4 災區動態管理

災情及救災信息發布功能：發布災情詳細動態，將災情及實施進展信息及時公布于眾，對維護人心穩定、社會穩定發揮著積極的作用。及時且確切地公布救災措施、救災物資調配情況、災區的傷亡情況及對捐贈、使用信息和災后重建等信息。

發布招募志愿者信息：發布急需種類的志愿者招募信息，這樣可以使發生災難地區以外的群眾了解災害對志愿者需求，減少無目的的救災行動，提高工作效率。

發布征用救災工具信息：在儲備救災工具的組織中，政府儲備畢竟有限，當工具不足時，就要向社會各界發布征用在救災過程中所需工具和設備的信息。

2.5 預警預報管理

預警是指在自然、公共安全等災害和危險發生前，根據應急系統收集到的災害或危險信息資料及總結從前的經驗、教訓，向救災管理的部門發出救災信號，報告災情信息，以避免災難在毫無準備的情況下發生，進而最大限度地減少傷害或損失的行為[5]。

預警信息包括事件的級別、類別、影響或可能影響的災害范圍、警示的事項、需要采取的具體措施、發布機關和起始時間。

預警級別劃分為Ⅰ級（特別嚴重）、Ⅱ級（嚴重）、Ⅲ級（較大）、Ⅳ級（一般）4個級別的預警等級，并依次采用紅色、橙色、黃色和藍色表示。因而，在設計預警預報管理模塊，需要設立專家庫，對收集相關的資料信息進行評估分析災害的預警級別，幫助決策者能及時提出救災應急方案。

3 系統分析建模

本文運用應用系統的方法和思想，找出對象組成部分的關系和屬性，建立各模塊的功能需求模型。RUP中的用例技術是許多軟件需求的最佳實踐，用例的構造有利于識別滿足用戶目標的軟件，它是系統向其用戶提供的增值功能。系統的活動者、用例及關系可以用簡單的圖形表示，并能準確地表達活動者與系統的交互情況?；顒诱哂靡粋€“小人”表示，用例用一個橢圓形的圖標表示。

用例圖可以直觀地看到系統中所涉及的主要模塊和各模塊之間及與活動者之間是采用何種邏輯聯系起來，每一個用戶都有自己的任務，他們對系統的各個模塊進行操作。圖1為救災應急管理系統的全局用例圖。

一般用戶的任務就是對此系統的通知公告、政策法規、愛心之窗、災區動態和預警預報模塊進行有效的查詢瀏覽操作，滿足用戶的需求。系統注冊用戶除了一般用戶任務，主要是針對心理咨詢和災區論壇模塊進行操作。前臺人員除了一般用戶的操作任務，主要是對網上辦事大廳中的各個模塊進行操作。后臺管理員根據自己的權限執行相應的任務，包括通知公告管理、災區動態管理、政策法規管理、預警預報管理、愛心之窗管理、心理咨詢管理、論壇管理、網上辦事管理、欄目管理、權限管理和管理員管理等。

4 數據庫邏輯結構設計

邏輯結構設計是將現實世界的概念數據模型設計成為適應于特定數據庫管理系統的邏輯數據模式。概念結構設計所得的類模型是對用戶需求的一種抽象的表達形式，它獨立于任何一種具體的數據模型，因而不能為任何一個具體的DBMS所支持。為了能夠建立起最終的物理系統，還需要將概念結構進一步轉化為某一DBMS所支持的數據模型，然后根據邏輯設計的準則、數據的語義約束、規范化理論等對數據模型進行適當的調整和優化，形成合理的全局邏輯結構，并設計出用戶子模式。這就是數據庫邏輯設計要完成的任務。

數據庫邏輯結構的設計分為兩個步驟：首先將概念設計所得的類圖轉換為關系模型，然后對關系模型進行優化。關系模型是由一組關系（二維表）的結合，而概念設計中的類模型則是由類、類的屬性、類間的關系3個要素組成。所以，要將類模型轉換為關系模型，就是將實體、屬性和聯系都轉換為相應的關系模型。救災應急管理系統的主要關系模型如圖2所示。

災情動態信息表中包含多種受災地區所需物資，包含多中災情信息，也包含多種上報災情信息的用戶，它與它們的信息可以用“包含”描述，它與它們之間構成一對多（1∶N）的關系。

一種類型的物資可以有多個用戶來上報，相應的一個用戶也可以上報多種物資，所以它們的關系可以用“提供”來描述，它們之間構成多對多（M∶N）的關系。

5 結束語

本文在對救災應急管理系統需求充分調研的基礎上，對系統各功能模塊進行了詳細的分析，設計了適用于本系統的功能模型，為系統的正式開發奠定了基礎。該系統將會有效地整合資源，加強地區間、部門間的溝通協調，有利于數據的統計分析，充分發揮系統在應急管理和突發事件應對處置過程中的作用，提高了工作效率，維護了人民群眾生命財產安全。但是，隨著互聯網的發展，部分功能的設計可能會無法滿足現實的需要，還需要對系統進行深入研究與解決。

參 考 文 獻

[1]陳仁德.大力構建新型高效地方應急管理體系[N].福州日報，2021-09-25（T25）.

[2]余其鵬，程曉東.基于Geodatabase面向對象的地震應急數據庫的設計與實現——以鎮江市為例[J].防災減災學報，2018，34（1）：66-71.

[3]余其鵬.基于Android平臺的地震應急系統設計與實現[J].地理空間信息，2020，18（7）：72-77.

[4]劉家福，李帥.基于WebGIS的城市災害應急系統設計研究[J].吉林師范大學學報（自然科學版），2018，39（1）：129-134.

[5]王濤，李強，成曉琴.基于WebGIS的祁縣地質災害預報預警系統研究[J].氣象與環境科學，2017，40（1）：138-143.