对暴雨洪涝事件的应急服务

吴园园，刘满存，周千明，窦晶晶

（西安理工大学水利水电学院，陕西 西安 710048）



对暴雨洪涝事件的应急服务

吴园园，刘满存，周千明，窦晶晶

（西安理工大学水利水电学院，陕西 西安 710048）

摘 要：面对突发的暴雨洪涝事件，传统的应急管理显得滞后僵硬，难以实现对事件的快速响应，时效性相对较差。针对上述问题，基于综合集成平台，结合暴雨洪涝事件应急管理这一应用主题，采用网格、中间件、Web Service 等技术，构建集监测预警、应急处置、防汛模拟演练为一体的防汛应急管理体系，能够快速、灵活地应对处置突发暴雨洪涝事件，为相关部门提供全面的数据、信息和决策服务，以期为防汛应急工作提供借鉴。

关键词：应用主题；暴雨洪涝事件；综合集成平台；应急管理；应急预案

0　引言

我国国土面积广，地形复杂，受季风气候影响明显，是暴雨洪涝灾害发生最频繁的国家之一[1]。暴雨洪涝灾害往往具有突发性和范围大的特点。近年来，随着暴雨等极端天气的增多，洪涝灾害的发生频率与强度不断攀升。我国气象局监测数据显示，2010 年 5 月以来，广州、海口、浙江、福建、江西等多个省市的降雨量突破历史极值，给城市带来重大的生命财产损失[2]。以延安市暴雨洪涝灾害事件的应急管理为例，基于综合集成平台，采用中间件、Web Service 等技术，构建了集监测预警、应急处置、防汛模拟演练等为一体的防汛应急管理体系，以求快速、智能的应对突发的暴雨洪涝事件。

对暴雨洪涝灾害的应急管理是指政府及其他公共机构针对暴雨洪灾的事前预防、突发应对、事中处置及善后恢复等过程，通过建立必要的应对机制，采取一系列必要措施，应用科学、技术、规划与管理等手段，保障公众生命健康和财产安全[3]。基于此，对暴雨洪涝事件的应急管理的研究，成为社会各界日益关注的焦点。秦波[4]结合公共管理领域内的 PPRR 模型，从全过程、多部门的公共政策视角，探讨了城市在预防、准备、应对洪涝灾害及恢复阶段所应采取的对策，从而构建洪涝灾害应急管理体系。王战峰[5]基于城市综合应急救助平台，对城市应急救助资源的统一备案管理进行了深入与系统的研究，建立了城市救助资源的结构化模型，为应急管理部门高效地进行应急物资调配奠定了坚实基础。黄春豹[3]通过对纽约、伦敦、名古屋 3 个城市的应急管理模式对比分析，结合我国广州的城市洪灾应急管理模式，从“软”制度上分析我国应急存在的缺陷，并提出相对应的完善措施。现阶段对暴雨洪涝灾害应急管理的研究，有相当一部分是针对制度、体系进行建设研究，如完善城市洪涝灾害的应急预案，加强部门之间合作和协调，完善洪灾应急的相关法律法规，加强防灾知识和应急能力的宣传教育等。

随着计算机与信息技术的迅速发展，防汛指挥决策支持系统的研究也取得了一些成绩，如长江防洪决策支持及黑龙江省防汛抗旱会商等系统[6-7]，并在实际防汛工作中取得一定成效。但是，由于各级防汛部门业务需求不同，系统在开发时采取的规范与标准不同，使得系统的体系结构和功能差异较大，存在应用局限、低水平重复开发等问题，远远不能满足防汛应急决策灵活性的需求[8]。针对上述情况，提出了基于综合集成平台的暴雨洪涝灾害应急管理服务体系。

1　基于综合服务平台的应急管理体系

1.1结构与技术

综合集成平台是集数据的存储、传输、处理、服务于一体的计算机平台，基于 J2EE，SOA 等国际规范与标准[9]，采用网格，中间件，Web Service 等技术构建而成的，实现数据、信息、模型、方法等综合集成。框架结构如图 1 所示，包括以下 2 个过程：1）信息收集过程。通过人工的、自动的、外部介入、离线交换等方式，采集包括实时水雨情、气象、工程情况、地区人员物资等信息，通过互联网存储到数据库的相应表格中，并依照主题归入数据库。2）处理过程。a. 基于网格的资源融合平台。利用计算机将普通、网格等需要计算的数据进行数据资源的融合，转化为通用的数据，使用户可以进行数据资源的共享和交换；b. 基于中间件制成的信息协调平台。对外形成统一的调用接口和访问控制结构，隔离下层数据与上层应用之间的直接联系，形成规范的各类集成应用服务，如：工作流引擎、业务流程管理、目录、内容管理、Web 服务引擎、地理信息系统工具等服务[10]；c. 应急管理综合集成服务平台。通过可视化集成平台操作界面，采用知识图，基于面向主题的应急管理和防汛业务需求，通过应用模型库（包括洪水预报、防洪调度等专业模型及对应的参数定制组件）、防汛应急预案库、知识库（包括以往决策方案、风险分析、成功案例等信息），快速搭建应急管理服务系统。

图1　暴雨洪涝灾害应急管理系统框

1.2功能

防汛会商智能化。在知识图可视化的决策支持集成环境中，不同决策者可从不同的角度，利用不同的信息资源，提出不同的预测方法，制定不同的决策流程，形成专家个人或群体的决策方案。基于实时监测的水、雨情等信息，利用洪水预报、水库防洪调度、洪水演进及错峰调度模型方法进行洪水过程模拟，其结果将以表格、图形的形式形象直观地表达出来，并为决策者提供包括自动、人机互动等多种洪水调节方式，对分析洪水过程，形成验证及调整洪水调度方案提供技术支撑。在平台中实现水雨情动态监视、旱情监测、降雨量分析、视频监视、地理信息、遥感图像、防洪形势分析等基础性服务的同时，实现预报、调度、模拟仿真、灾情评估、预案管理与交互式应用、决策分析评价等功能，使防汛会商决策更加科学、合理[11]。

根据主题管理的要求，并考虑相应的扩展功能，综合集成平台将应急管理从功能上划分为若干个子系统，子系统下根据需求设若干功能模块，如图 2 所示。以防汛应急预案管理为例，图中应急预案子系统以工作流组件实现预案的在线查询、调整、审批和发布，并以可视化方式显示流程当前所处状态，清晰地再现流程的实际运作情况，实现了对预案的直接、条件、模糊和精确查询等多种检索模式，并提供了预案修改、删除和在线打印功能。在此应急预案管理体系之下，将暴雨洪涝、旱灾、突发性水污染等一系列突发事件应急预案按照主题嵌套其中，应急管理部门便可根据具体突发性事件基于服务平台做出会商和决策，从而实现应急管理的信息化和智能化。

图2　暴雨洪涝事件应急管理的功能模块结构图

2　实例应用

暴雨洪涝事件的一般应急处置流程如下：1）先期处置。暴雨洪涝事件一旦爆发，相关部门组织应急力量第一时间将突发事件的信息迅速上报，并且快速核实、观察突发事件的情况和发展态势，并就近组织应急资源进行先期处置，防止突发事件扩大升级。2）启动应急预案、开始响应。《国家防汛抗旱应急预案》规定，按照暴雨洪涝灾害的严重程度和范围，以各流域、大江大河河段、水库类型、省市地区等发生暴雨洪涝事件和险情为划分依据，将应急响应行动分为 4 个等级。暴雨洪涝事件发生后，相关部门主持防汛会商，作出部署，组织调度，启动防汛应急预案，应对暴雨洪涝事件。应急预案启动后，应急机构要迅速做出应急响应，由军地领导、有关部门、专家联合组成现场指挥部，履行对突发事件处置进行协调的职能。现场指挥部根据突发事件的现状和趋势，科学、合理、果断地确定应急救援方案，开展应急处置工作。在进行突发事件处置时，如果事态恶化、难以遏制，突发事件现场指挥部要启动扩大应急机制，及时向上级人民政府请求支援，加大应急救援队伍、物资、装备、资金等方面的投入力度，防突发事件进一步恶化。3）应急结束。当突发公共事件的威胁和危害得到控制或是消除后，履行统一领导职责及组织处置工作的应急管理部门即可停止已采取的应急处置措施，撤销现场指挥部，关闭相关应急预案，应急救援行动结束。

综合集成平台针对暴雨洪涝灾害应急管理这一主题，将大量的信息融合，定制组件，生成以防汛主题业务流程（知识图），应对突发的暴雨洪涝事件。以延安市防汛应急管理为例，由于延安市出现大范围、长时间降雨过程，引发暴雨洪涝灾情，启动四级救灾应急响应。在延安市防汛应急管理过程中采用基于综合集成平台的决策服务模式，按照防汛应急管理服务需求，将服务信息分成七大类并明确业务分工，运用组件、知识图、数据流等技术，连接所需各类信息，构建延安市防汛应急管理服务平台，方便应急管理相关部门快速查询信息详情，为应急管理带来便捷的决策支持。

7 类决策服务包括：1）监测防控。对陕西省各监测站点进行实时水雨工情等检测和预警，预防和控制险情发生，如预警监视，实时水雨情，监测统计分析等。2）预测预警。通过各种预报预测，模型计算手段对洪水的过程进行模拟及错峰分析，降低洪水造成的危害，如天气预报、水文预报、洪水趋势等。3）事件描述。下设事件信息录入界面，存储时间相关信息，以备查询和借鉴。4）应急预案。根据防汛工作所涉及的内容及影响区域，生成相应突发事件处置的应急预案，如江河防洪、水库防汛、城镇防洪和山洪灾害等应急预案。5）应急保障。执行应急预案，统计预案执行效果及防汛应急救援信息，如专业救援，预案执行效果，请求支援信息等。6）应急评价。提供防汛突发事件处置的应急保障相关信息的服务，如应急资源分布、状态等。7）模拟演练。提供针对防汛突发事件的模拟演练功能，包括演练计划、方案、过程记录、结果评价等。各类业务信息下面的方框代表节点，每个节点下面都连有与节点名称对应的 1 个或多个组件或知识图，每个组件可以连接一种信息，如文本、图片、视频、音频或 GIS 数据等信息，点击每个组件即可显示组件所连接的信息。知识图由多个组件组成，组件之间的连线代表数据流，通过数据流传递组件中的信息，从而实现对应主题的各种功能。

基于可视化平台的延安市防汛应急管理的主界面如图 3 所示，在监测防控模块下，嵌套了与主题相关的实时监测信息、降水实况图、水库调度图等，用户可以点击单项进行信息查询。查询实时监测信息，包含延安市河道、水库、重要监测断面、水源地等信息。如图 4 所示，点击河道信息进行查询，弹出数据表，表中显示了 2014 年 7 月包含渭河、沣河、黑河、洛河等陕西省主要河流的径流信息，只需获取延安市所属河道水文测站径流信息即可。获取相应时间的流量信息，综合其它监测信息，为防汛会商提供指导。

暴雨洪涝事件发生后，相关部门要进行应急处置，防汛应急预案则是行动指南。将预案按相关主题分割成若干条块，编入服务平台，如图 5 所示，按照总则、主要职责及组织机构分工、应急调度等级划分、应急响应机制、应急响应措施、附则将预案分为 6 组，相关规定和措施都具体编入平台组件中，这样用户就可以根据具相关主题进行查询和处置，条理清晰、方便快捷，相比传统纸质的防汛预案，这样节省了时间，提高了效率。而且，在应急处置完成后，对总结出的成功经验和做法，也可以及时地添加编入预案组件，使应急预案进一步完善。

图3　延安市防汛应急管理主界面图

图4　延安市防汛预案管理实时监测信息界面图

3　结语

信息是应急管理成败的重要因素，建立一个功能强大的应急管理服务平台，是应急管理必不可少的一部分。随着通信技术和计算机功能的发展和强大，防汛应急管理综合服务平台所能达到的功能越来越强大、效率越来越高。基于综合服务平台的暴雨洪涝应急管理体系运用现代计算机技术，综合大量数据资料集合成的数据库，面对暴雨洪涝事件做出快速合理的反应。由平台、组件、知识图、可视化工具组成新的应急管理应用模式，平台操作简便，流程清晰，内容全面，使防汛应急管理指挥部门高效地协调各有关职能部门及时开展防汛应急工作，并能快速地将城市洪涝灾害灾情及应急信息向社会发布，同时也提高了公众的信息获取能力与自身的防灾救灾能力，对提高我国城市洪涝灾害应急管理水平具有重要的作用。

图5　延安市防汛预案管理界面图

参考文献：

[1] 周成虎. 洪水灾害评估信息系统研究[M]. 北京：中国科学技术出版社，1993 (1): 11-18.

[2] 辛桦. 极端气候夹击中国[N]. 科教新报，2010: 8-4 (A2).

[3] 黄春豹. 论我国城市洪涝灾害应急管理[D]. 长春：吉林大学，2013: 12-14.

[4] 秦波，田卉. 城市洪涝灾害应急管理体系建设研究[J]. 现代城市研究，2012 (1): 29-33.

[5] 王战锋. 鄂尔多斯市洪涝灾害应急资源管理研究[D]. 北京：中国科学院大学，2014: 4-9.

[6] 汪妮，解建仓，雷社平. 基于中间件技术的防汛指挥系统设计[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版，2004 (3): 92-96.

[7] 周惠成，何斌，梁国华. 防汛会商系统集成化管理研究及应用[J]. 水科学进展，2006 (2): 283-287.

[8] 赵杰，汪妮，解建仓，等. 防汛会商决策服务研究及应用[J]. 水利信息化，2011 (5): 31-36.

[9] 罗军刚，解建仓，刘福潮. 基于 Web 的电网线路和变电站预案管理系统[J]. 电网技术，2008 (1): 93-96.

[10] 赵杰，汪妮，解建仓，等. 防汛会商决策服务研究及应用[J]. 水利信息化，2011 (5): 31-36.

[11] 解建仓，罗军刚. 水利信息化综合集成服务平台及应用模式[J]. 水利信息化，2010 (5): 18-23.

Emergency Management for Rainstorm and Flood Events

WU Yuanyuan, LIU Mancun, ZHOU Qianming, DOU Jingjing
(College of Water Resources and Hydroelectric Power, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China)

Abstract:Facing sudden rainstorms and flood events, traditional emergency management lags, is stiff and difficult to achieve fast response to events. And timeliness is relatively poor. To solve these problems, based on the integration platform, combined with the application of rainstorm and flood emergency management theme, the technology of grid, middleware, and web service technology are used to build flood control and emergency management system which composes by a set of monitoring and early warning, emergency response, flood simulation exercise. It can deal with sudden rainstorm flood events fast and flexibly, provide comprehensive data, information and policy services for the relevant departments, and provide reference to the flood control and emergency work.

Key words:applying theme; rainstorm and flood events; integration platform; emergency management; emergency plan

作者简介：吴园园（1986-），男，陕西眉县人，硕士研究生，主要研究方向为水利信息化。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51509201）；陕西省科技攻关项目（2012-16）；陕西省教育厅科研计划项目（15JK1503）

收稿日期：2015-11-15

中图分类号：P426.616

文献标识码：A

文章编号：1674-9405(2016)01-0029-05