3S技术在城市交通事故应急管理中的应用

2011-11-03李莉黄圣波

中国公共安全 2011年4期

■李莉黄圣波

3S技术在城市交通事故应急管理中的应用

■李莉黄圣波

3S技术把城市、国家乃至整个地球都高度浓缩到计算机屏幕上，在收集大量城市基础数据、动态等方面有着其他手段所难以比拟的优势，在社会各个领域发挥着越来越重要的作用，对城市公共安全和城市交通应急管理等有着十分重要的意义。

近年来，随着经济社会快速发展和城市现代化水平的不断提高，城市的地域、人口、交通量等都在迅速扩大，城市功能日益复杂化。与此同时，城市所面临的风险也日益增加。火灾、爆炸、毒物泄漏、高楼坍塌、交通事故等生产和生活中人为因素造成的各类安全问题和事故风险日益突出，灾害事故对城市功能正常发挥的影响越来越大。因此，建立应急信息化系统，增强城市应急反应和防灾减灾能力，以最大限度的减少人为制造灾害或自然灾害事件对城市可持续发展和市民正常生活的不利影响，是当今世界大城市面临的一项重要课题。“3S”技术对各级公安机关建立集中、高效、快捷的城市交通应急管理系统、提高公安机关处置突发城市交通事故的能力和快速紧急救援受伤人员具有重要的现实意义。

3S技术集成原理和特点

“3S”技术是RS、GPS、GIS是各自独立发展起来的技术领域。借助于通讯技术和计算机技术，可将它们有机地集成起来，实现在线的连接、实时的处理和系统的整体性。3S技术以地理信息系统为核心，构成了对空间数据实时采集、更新、处理、分析及为各种与空间位置有关的实际应用提供咨询和辅助决策的强大技术体系，是空间信息技术的主要部分。

3S集成的方式可以在不同技术水平上实现，主要有以下三种:一是数据层面的集成，二是平台层面集成，三是功能层面集成。3S集成既可以是三种技术的集成，也可以是其中两种技术的集成。（具体如图1所示）

RS与GIS集成的主要目的是把来自于两个技术系统的技术信息集成到统一的坐标环境下，实现对多元信息的动态管理与综合分析。RS与GPS集成的主要目的是解决智能化的信息获取问题，利用GPS的精确定位功能解决RS的定位问题。在遥感平台上安装GPS可以记录传感器在获取信息瞬间的空间位置数据。GIS与GPS的集成可为用户提供全新的空间信息组合方式，满足不同比例尺空间数据库的建库要求，实现对GIS数据库的实时更新。3S集成是通过软件技术等方面的开发，在一定范围内实现了三种技术在数据接口、数据交换、功能模块等方面的共享。

3S技术在城市交通事故应急管理中的应用

3S与城市交通的规划

3S技术在城市交通规划、建设和管理中得到了广泛的应用，在数据采集和空间分析已经成果输出等方面大大提高了城市交通规划工作的效率。

利用RS技术获取道路交通量。交通量是交通流的基本元素，是城市现状以及规划道路网络分析评价的重要指标之一，指单位时间里，通过某一地点、某一断面或某一车道的交通实体数目，利用遥感技术在道路交通量调查中逐渐得到运用，大大提高了工作效率。

遥感计数观测交通量的方法主要利用了交通流的基本要素相互关系模型，描述交通流的三个要素分别为交通量、空间速度和车流密度，其关系可用三维空间来表示。

利用GIS技术进行数据管理和空间分析。城市交通规划数据量非常大，要以这些数据进行处理及分析，必须采用全面合理、操作方便、便于扩展的存储形式。城市交通规划绝大部分数据与空间分布相对应，因此，GIS与交通信息的结合是交通发展与GIS发展的自然结合。城市道路网络结构数据库由多个数据文件所组成，其中，以下五个数据文件是必备的，它们是：节点坐标表、交通节点类型表、网络几何要素表、网络邻接目录表以及交通小区和节点对应关系表。采用传统方法，建立这几个数据库非常费时费力，而在交通规划中采用GIS技术建立数据库，增强成果的图形表达能力，并大大提高工作效率。

■ 图1：3S技术集成示意图

■ 图2：3S技术在城市交通应急中的应用

利用GPS技术进行车辆定位。现代车辆定位与导航是发展智能运输系统ITS的关键环节，利用全球定位系统（GPS）接收机实时、动态确定车辆或机动车装置的位置，辨别正在行驶的公路和所要接近的每个交叉口。

3S与城市交通系统管理

城市交通系统管理是以3S技术为突破口，提高城市交通系统的服务水平和管理水平，从而有效地实现城市交通优先发展的战略。需要的功能主要有：

数据采集。主要由车辆车载设备承担，数据主要包括：交通的人流量、车辆运行车速及车辆驾驶状态数据等。

信息发布。能够分别为决策者、管理者提供所需数据。数据主要包括：车辆出行路线查询、系统状态的实时数据和历史数据、系统仿真数据和宏观信息数据等。

数据管理。是保障日常运营的高效监控、规划和管理的核心部分，主要包括：操作型数据管理和分析型数据管理。

3S与城市交通事故应急管理

在交通应急系统中对突发事件管理通常可分为4个阶段:缓解阶段，准备阶段、响应阶段、恢复阶段。3S技术在向应急指挥者提供综合、可视的空间信息的同时，使社会公共安全规划更加有效。在应急指挥的四个阶段，3S所展现的空间数据在各个阶段是不同的。

缓解阶段。通过3S进行情报收集和综合分析，对潜在的危险和紧急事件认知和定位，制定相应的规范、条例和警力资源分配，采取持续的措施减少或消除潜在危险。

准备阶段。通过3S为应对突发事件做准备工作，如实时监控、模拟演练、预案制作、信息采集、预测预警等。

恢复阶段。当对人身安全、财产以及基础设施的威胁消失时，恢复重建的工作将随即开始，这个阶段的主要工作是实时、动态地发布最新的事件信息，实现对突发事件影响及损失评估，预报将来危险，为后期管理及恢复重建提供数据。

响应阶段。根据突发事件的实时情况，有组织的采取一系列的应急措施抢救生命和财产。此阶段的工作包括高速稳定社会局势、避免再次遭到重大损失以及为受难者提供救援等。

应急管理主要围绕响应阶段进行。响应阶段的生命周期从指挥中心接到或监测到突发事件的报警开始，指挥中心根据事件现场的实时状态指挥调度，进行应急处置，直至应急处置过程的结束或进行处置移交而中止，应急指挥的结束并不意味着事件的结束，而只是应急指挥中心的应急指挥调度使命的完结。响应阶段与其它三个阶段是相辅相成、密不可分的，响应阶段所需的数据大部分来源于其他阶段的数据积累。

在应急响应阶段，由于突发事件具有很强的时间性和空间性，应急管理具有极强的科学性，通过3S，指挥员可快速地做出正确的决策。（3S在应急管理中的应用如图2）

对突发事件、涉事人员及地点，通过GPS报警定位与导航，实现快速、动态、准确的地理位置；通过移动GIS系统进行远程指挥，从而迅速准确地执行紧急任务；在定位的同时显示事故地点的周边环境信息。

综合分析。可以准确地图示突发事件空间分布，能够为突发事件空间查询、专题分析、趋势分析和空间分析等提供数据基础。快速的估算出事件造成的破坏区域和影响范围，建立扩散的方向和速度模型，图示危险区、隔离区和警戒区，给出各区域的危害程度和防护要求。绘制疏散路线，定位紧急避难所，并进行紧急救援物资的合理配给，实施医疗急救。

目前，几乎所有突发公共安全事件及处置均与环境密切相关，作为城市公交领域的一个明显趋势就是充分借助于3S技术和三维可视化技术，建立起以RS技术为快速信息获取手段、以GIS的空间显示功能、空间拓展分析功能及辅助决策支持功能为核心、能够实现各公共安全部门实时联动的应急指挥调度与决策支持的综合系统，使之具有跨部门信息集成、分布式共享管理和三维可视化表达的功能，以便快速、准确、直观地为突发性事件和灾害的应急管理提供一个完整的解决方案。因此，3S技术在现代化应急管理中起着至关重要的作用。可以极大地改善公安机关的快速反应能力、出警的准确性和破案效率。