基于UML的救灾应急管理系统设计研究

赵宗涛 李艾芳 边倩

【摘 要】我国地域辽阔，各地的地理环境与气候差异较大，自然灾害、公共卫生事件发生频率较高，因此构建一个救灾应急管理系统是维护人民群众生命财产安全、提高突发事件应对能力的重要保障。文章运用面向对象的设计思想，分析了救灾应急管理系统的流程及各功能模块的需求，设计了系统的功能模型、架构及实现系统功能的方案，为系统的正式开发奠定了坚实的基础。

【关键词】应急管理;救灾系统;突发事件

【中图分类号】U298.6 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2022）04-0029-03

0 引言

近年来，自然灾害、公共卫生事件频发，目前的应急管理系统功能比较单一，不能完全满足对突发事件的应急管理需求，本研究运用面向对象的分析设计思想，对救灾应急管理系统的各级用户、功能模块的使用需求及应急救灾管理的具体业务流程进行分析。使用统一建模语言，对系统各模块的功能进行了分析建模，得出了系统的全局用例图、功能需求模型及数据库关系模型，为设计出更加科学的救灾应急管理系统奠定了基础，有助于减少人民生命财产损失。

1 用户需求分析

根据对救灾应急管理系统的关注和应用的程度不同，本系统把用户分为一般用户、注册用户、决策者、系统管理员。①一般用户，浏览灾情和相关政策法规信息，不可以参加评论等操作。②注册用户，经过注册后，获得用户名和登录密码及相应的权限，可以上报救灾物资存储状况，对物资存储种类和存储量等信息进行查询，可以查询自己关注的问题，也可以进行评论，根据需要提出问题和建议进行交流、上报，对自己的发言进行修改或删除，可以根据自己的实际情况提交物资上报申请。③决策者，可以对政府及市场的物资存储情况进行查询，了解灾区物资储备与使用、人员伤亡、交通运输等情况，以及对所需救灾工具、志愿者服务等信息进行分析统计，整理公众反映的问题，制订具体的救灾措施及方案，及时且准确地向上级汇报灾情信息，供领导做出正确决策。④系统管理员完成用户管理和权限管理，管理储备库信息，审核注册用户提交的申请、增删，发布救灾等信息及进行系统维护[1-3]。

2 功能需求分析

2.1 灾情上报管理

发生灾情时，注册用户可以登录网站上报灾情情况，包括灾害类别、灾情性质、灾情级别、发生时间地点、受灾面积、受灾程度、受灾损失预计、建筑物损坏程度、受灾人数、受灾面积、人畜财产损失等，系统管理员要对注册用户所报受灾情况进行核实，确认后上报上一级应急救灾指挥中心。

根据以上分析可知，灾情上报管理的参与者主要有注册用户、决策者、系统管理员。注册用户上报查询灾情信息。系统管理员对注册用户上报的灾情信息进行分类、鉴别、处理，并将最终的结果上报上一级灾情管理部门，维护注册用户在系统中的各类灾情信息。

2.2 物资上报管理

在救灾应急系统中救灾物资的储备信息是一个至关重要的环节。根据应急物资调配的需求，系统需要提供以下两类信息的管理和收集功能。①政府救灾物资储备信息：从灾害发生开始到重建这一时期，政府储备的救灾物资是重要保障之一。系统提供救灾工具储备、生活用品、粮食、医药储备等物资储备相关信息。系统能够在灾害发生后通过政府儲备信息管理中获取救灾物资存储数量、分布情况、有效期等数据，为政府的决策人员对物资的查询和协调配送提供信息保障。系统的维护人员负责更新政府储备信息。通过以上分析可知，政府储备的救灾物资信息管理主要参与者有系统的管理人员与政府部门的决策者。其中，决策者主要操作物资存储信息的查询，而系统的管理人员则负责政府储备库信息的管理及物资名称、种类、储备数量的更新等。②市场储备的救灾物资信息：企业及个体根据自身状况和所生产物品的种类及存储能力，提出物资储备申请，灾情防控部门的审核通过后，系统管理员将申报企业及所储存的救灾物资的相关信息录入系统，企业的物资储备信息如有变动，企业用户则可以根据实际情况提出更新需求。系统管理员对企业储备物资信息进行维护，灾难发生后，当政府储备不能满足灾区人民所需物资要求时，大部分物资可用于救灾使用[4]。市场储备信息管理师涉及的参与者有系统管理员、企业用户、决策者等。企业用户的操作有用户注册、承担市场储备申请、上报物资储备信息等，已注册为市场储备企业的用户，可以对自己的物资存储的种类和数量等信息进行查询、上报、申请更新等操作。决策者可以查询市场储备的相关信息。系统管理员对系统的操作包括审核合作储备用户的申请、更新用户相关信息和审核储备用户物资储备信息的变更申请。

2.3 物资查询管理

灾害对人民群众的影响比较大，当灾害发生时，实时了解物资发放和储备情况显得尤为重要。因此，系统为决策者提供市级各企业物资储备及个体的物资发放和储备情况。在查询功能中，提供数据分析，以便决策者及时调配救灾物资，有利于协调物资提供方、受灾方之间的关系。

2.4 灾区动态管理

灾情及救灾信息发布功能：发布灾情详细动态，将灾情及实施进展信息及时公布于众，对维护人心稳定、社会稳定发挥着积极的作用。及时且确切地公布救灾措施、救灾物资调配情况、灾区的伤亡情况及对捐赠、使用信息和灾后重建等信息。

发布招募志愿者信息：发布急需种类的志愿者招募信息，这样可以使发生灾难地区以外的群众了解灾害对志愿者需求，减少无目的的救灾行动，提高工作效率。

发布征用救灾工具信息：在储备救灾工具的组织中，政府储备毕竟有限，当工具不足时，就要向社会各界发布征用在救灾过程中所需工具和设备的信息。

2.5 预警预报管理

预警是指在自然、公共安全等灾害和危险发生前，根据应急系统收集到的灾害或危险信息资料及总结从前的经验、教训，向救灾管理的部门发出救灾信号，报告灾情信息，以避免灾难在毫无准备的情况下发生，进而最大限度地减少伤害或损失的行为[5]。

预警信息包括事件的级别、类别、影响或可能影响的灾害范围、警示的事项、需要采取的具体措施、发布机关和起始时间。

预警级别划分为Ⅰ级（特别严重）、Ⅱ级（严重）、Ⅲ级（较大）、Ⅳ级（一般）4个级别的预警等级，并依次采用红色、橙色、黄色和蓝色表示。因而，在设计预警预报管理模块，需要设立专家库，对收集相关的资料信息进行评估分析灾害的预警级别，帮助决策者能及时提出救灾应急方案。

3 系统分析建模

本文运用应用系统的方法和思想，找出对象组成部分的关系和属性，建立各模块的功能需求模型。RUP中的用例技术是许多软件需求的最佳实践，用例的构造有利于识别满足用户目标的软件，它是系统向其用户提供的增值功能。系统的活动者、用例及关系可以用简单的图形表示，并能准确地表达活动者与系统的交互情况。活动者用一个“小人”表示，用例用一个椭圆形的图标表示。

用例图可以直观地看到系统中所涉及的主要模块和各模块之间及与活动者之间是采用何种逻辑联系起来，每一个用户都有自己的任务，他们对系统的各个模块进行操作。图1为救灾应急管理系统的全局用例图。

一般用户的任务就是对此系统的通知公告、政策法规、爱心之窗、灾区动态和预警预报模块进行有效的查询浏览操作，满足用户的需求。系统注册用户除了一般用户任务，主要是针对心理咨询和灾区论坛模块进行操作。前台人员除了一般用户的操作任务，主要是对网上办事大厅中的各个模块进行操作。后台管理员根据自己的权限执行相应的任务，包括通知公告管理、灾区动态管理、政策法规管理、预警预报管理、爱心之窗管理、心理咨询管理、论坛管理、网上办事管理、栏目管理、权限管理和管理员管理等。

4 数据库逻辑结构设计

逻辑结构设计是将现实世界的概念数据模型设计成为适应于特定数据库管理系统的逻辑数据模式。概念结构设计所得的类模型是对用户需求的一种抽象的表达形式，它独立于任何一种具体的数据模型，因而不能为任何一个具体的DBMS所支持。为了能够建立起最终的物理系统，还需要将概念结构进一步转化为某一DBMS所支持的数据模型，然后根据逻辑设计的准则、数据的语义约束、规范化理论等对数据模型进行适当的调整和优化，形成合理的全局逻辑结构，并设计出用户子模式。这就是数据库逻辑设计要完成的任务。

数据库逻辑结构的设计分为两个步骤：首先将概念设计所得的类图转换为关系模型，然后对关系模型进行优化。关系模型是由一组关系（二维表）的结合，而概念设计中的类模型則是由类、类的属性、类间的关系3个要素组成。所以，要将类模型转换为关系模型，就是将实体、属性和联系都转换为相应的关系模型。救灾应急管理系统的主要关系模型如图2所示。

灾情动态信息表中包含多种受灾地区所需物资，包含多中灾情信息，也包含多种上报灾情信息的用户，它与它们的信息可以用“包含”描述，它与它们之间构成一对多（1∶N）的关系。

一种类型的物资可以有多个用户来上报，相应的一个用户也可以上报多种物资，所以它们的关系可以用“提供”来描述，它们之间构成多对多（M∶N）的关系。

5 结束语

本文在对救灾应急管理系统需求充分调研的基础上，对系统各功能模块进行了详细的分析，设计了适用于本系统的功能模型，为系统的正式开发奠定了基础。该系统将会有效地整合资源，加强地区间、部门间的沟通协调，有利于数据的统计分析，充分发挥系统在应急管理和突发事件应对处置过程中的作用，提高了工作效率，维护了人民群众生命财产安全。但是，随着互联网的发展，部分功能的设计可能会无法满足现实的需要，还需要对系统进行深入研究与解决。

参 考 文 献

[1]陈仁德.大力构建新型高效地方应急管理体系[N].福州日报，2021-09-25（T25）.

[2]余其鹏，程晓东.基于Geodatabase面向对象的地震应急数据库的设计与实现——以镇江市为例[J].防灾减灾学报，2018，34（1）：66-71.

[3]余其鹏.基于Android平台的地震应急系统设计与实现[J].地理空间信息，2020，18（7）：72-77.

[4]刘家福，李帅.基于WebGIS的城市灾害应急系统设计研究[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2018，39（1）：129-134.

[5]王涛，李强，成晓琴.基于WebGIS的祁县地质灾害预报预警系统研究[J].气象与环境科学，2017，40（1）：138-143.