突发事件应急会商与预案交互生成系统设计与实现*

李 群

(中国安全生产科学研究院，北京 100012)

0 引言

近些年，随着我国各级应急管理部门对突发事件应急的逐年重视，国家整体应急管理水平明显提高，以应急准备和应急预案等为核心的应急管理体系建设也得到快速发展，但回顾近期发生的几起重特大事故的应急处置过程，相关应急处置过程中仍存在较多问题，譬如：2013年发生的“11·22”青岛输油管道爆炸事故的应急过程中，相关应急管理部门与涉事企业存在多处处置不当的问题，其中沟通与协作、应急预案的启动与执行等问题非常突出[1]。因此，围绕各类突发事件应急处置过程中的“协作”以及“决策”问题，众多学者从“应急会商”和“应急预案”、尤其是“应急现场处置方案”等方面开展针对性研究。在应急会商机制构建与实际行业应用方面，刘丹[2]等围绕流域突发水污染事件应急能力体系建设开展针对性研究，提出从应急机制与预案体系、风险防控体系、应急监测能力、应急会商与决策能力、应急保障能力建设等5个具体方面入手；李永林[3]等从地质灾害应急演练、地质灾害巡测、地质灾害应急等3个方面举例说明远程会商系统的实际应用情况；范宏喜[4]则回顾了国土资源部利用“地灾应急IP 卫星指挥与远程会商系统”与四川芦山地震灾区进行远程会商的实际情况。在相关应急会商技术系统方面，毕于慧[5]等提出基于综合集成研讨厅的方法，设计构建应急虚拟会商系统；崔璟[6]等在传统电视电话会议系统基础上，提出增加分布式地理信息系统，进而实现远程参会者实时协作完成相关应急专题地图的制作；宋梅[7]论述了北京地铁应急会商系统的主要功能、系统构建与网络方案。在应急预案(含现场处置方案)的编制与生成方面，林辉[8]在充分梳理现有应急预案体系的基础上，针对应急预案(含现场处置方案)编制和实施时常见的误区进行分析，并提出预案编制的一般性步骤；胡飞虎[9]等针对应急预案创建过程的可变性问题，提出用工作流技术进行相应的过程管理，进而提高应急预案生成系统的适用性；李洋[10]等提出将基于案例推理(CBR)与基于规则推理(RBR)相结合的应急预案快速生成方法。总结以上现有研究成果可知，围绕“应急会商”与“应急预案”开展的理论、方法、技术与应用方面的研究较多，但研究成果较为分散，理论方法方面的研究较侧重于应急实践中的业务指导，而技术系统方面的研究较侧重于具体信息化与网络技术的应用以及相关物理系统的搭建，针对此问题，本文从实际突发事件应急响应与处置的业务需求与流程分析入手，具体讨论相关系统功能对实际应急业务的响应性，并提出相关软件系统的架构与关键数据结构，最后通过具体物理系统的技术实现进行展示说明，研究成果可为相关应急管理系统平台的工程建设与系统集成提供参考。

1 应急会商与预案交互生成的业务分析

与以往将应急会商作为单独的应急管理环节进行讨论不同，本文为了更好地分析应急会商在实际应急处置过程中的定位，将以应急预案为核心来探讨相关应急会商与预案交互生成的业务流程。而基于信息化技术开展的应急会商与预案交互生成，首先需要明确现有应急预案的体系结构以及数字化发展现状。自2004 年国

务院颁发国家突发事件总体预案以来，全国各地方和企事业单位相继开展应急预案的编制工作，初步形成了以“总体预案—专项预案—部门预案—企事业单位预案”为主线的应急预案体系[11]，但由于我国关于应急管理理论与技术的研究起步较晚[12]，以应急预案为重要内容的应急平台建设仍处于推广建设期，其中应急预案的数字化程度也较为初级，根据应急预案数字化的形式，可将应急预案数字化分为：预案电子化、预案结构化和预案智能化等3个阶段。其中应急预案电子化是应急预案数字化发展过程的初级阶段，是由纸质预案到电子文档预案的转化阶段，很多应急预案以各种电子文档格式(Word，WPS)存储在计算机中，方便存档管理，但无法实现快速检索和部分数据提取、交换，目前没有实现MIS系统的中小型企业一般处在此阶段；而应急预案结构化是为了克服应急预案电子化在管理和检索方面的不足，将应急预案按照一定的结构进行重新梳理，并存储在关系数据库(如SQLSERVER和ORACLE等)中，这样结构化存储的应急预案可以实现快速检索和预案特征数据的提取与交换，目前大多数实现了MIS系统的大中型企业和政府机关处在此阶段，具有较好的实际可操作性；应急预案智能化是指在应急预案结构化的基础上，引入各种专业分析模型和工具，对应急预案的组成结构和数据进行深度挖掘，找到应急预案在事故应急处理过程中的上下文关系，将静态的应急预案运用到不同应急情景的应急处置中去，目前仅有部分科研机构和高校的科研项目中实现了应急预案智能化，但距离实际上线应用尚有一定距离。

在明确应急预案数字化的不同阶段基础上，本文所要探讨的应急会商与交互生成的应急预案属于结构化应急预案范畴，可兼顾信息化系统的可实现性与应急实践中的可操作性，而围绕其开展的应急会商与预案交互生成业务如图1所示。

图1 应急会商与预案交互生成业务流程分析Fig.1 Business analysis of emergency consultation and emergency plan interactive generation

从图1可知，整个应急会商及预案交互生成过程以“会商专家信息管理”—“会商专家在线会商”—“预案交互生成”—“预案发布”4个环节为主线，配以“实时灾情信息发布”、“知识信息管理”、“预案模板信息管理”和“预案信息管理”等4个业务环节进行支持。

1.1 会商专家信息管理

该环节主要负责参与会商专家的信息收集、状态跟踪、权限分配及会商专家通知等工作内容，其中会商专家的通知主要采用手机短信、电子邮件、系统平台站内消息等形式。

1.2 会商专家在线会商

该环节主要负责将分布于不同地点的各类专家通过网络连接起来，使他们能够通过计算机在线互相交流有关预案的观点和看法，具体的会商形式包括语音会商、视频会商、文字会商、地图协同标绘以及文件共享等。

1.3 预案交互生成

该环节主要负责收集参与会商的专家意见，并按照相关的预案结构以及内容要求，形成最终统一的应急预案，而桌面共享与在线文档的展示(如word，pdf格式文件)是具体的实现形式。

1.4 预案发布

该环节主要负责将应急预案最终稿以多种方式对外发布出去，发布方式包括在线发布、邮件发送和手机短信发送等3种方式，而对外发布首先需获得相关的审批和授权，而接收预案内容的部门和人员范围也需进行审核。

1.5 实时灾情信息发布

该环节主要负责收集、发布与事故现场有关的各类信息，包括：气象信息、道路信息、灾情快报等，而灾情信息的发布也需要通过相关部门的审核(主要对信息的准确性及发布范围等内容进行审核)。该环节滚动更新的各类灾情信息是“专家在线会商”的数据基础之一。

1.6 知识信息管理

该环节主要为应急预案会商的专家提供相关应急知识的支持，包括事故案例支持、法律法规支持、标准规范支持、危险化学品理化性质支持、常见事故处置程序等。

1.7 预案模板信息管理

该环节主要为预案交互生成提供“模板支持”，预案模板信息主要包括：模板名称、模板状态、模板制作时间、模板最新修改时间、模板适用条件、模板整体层次结构、模板示例等内容，而不同的模板信息需支持各种形式的输出(如打印输出、单独文档保存输出、大纲视图输出等)。

1.8 预案信息管理

该环节负责对专家会商形成的应急预案信息进行管理，同时提供对应急预案不同版本的跟踪记录。

2 应急会商与预案交互生成系统的用例分析

通过对以上的“4主”、“4辅”业务流程与环节的分析，可以进一步对系统的主要参与者与用例进行分析，系统角色主要包括：系统管理员、基础数据管理员、实时灾情信息管理员、实时灾情发布员、会商组织者、会商专家、预案信息发布员等7大类，如图2所示。

图2 应急会商与预案交互生成系统用例Fig.2 Use cases of emergency consultation and emergency plan interactive generation system

2.1 系统管理员

作为系统后台管理者，主要负责系统平台稳定、安全运行过程中所需的各类配置与管理工作，包括系统用户信息的增删改查、系统各类后台服务的自检与配置管理、系统后台数据的备份与还原(数据完整性和时效性)、系统日志的管理。

2.2 基础数据管理员

作为系统运行中基本业务数据的提供者与维护者，主要负责各类应用基础数据的维护工作，具体包括对各类知识信息的增删改查、预案模板信息的逻辑构建以及应急预案信息的版本维护。

2.3 实时灾情信息管理员与发布员

作为系统运行中各类动态灾情信息的提供者与发布者，负责灾情信息的增删改查以及审核发布，发布是指灾情信息以在线发布、邮件发送和手机短信发送的方式发布给指定人员。

2.4 会商组织者与会商专家

作为系统的主要参与者，会商组织者负责应急会商的发起、过程控制(包括应急会商内容的在线记录与共享展示)以及结束，会商专家则在已经创建的会商基础上，通过语音、文字、视频、文件资料以及电子地图等形式参与应急处置方面的在线讨论。

2.5 预案信息发布员

作为会商结果的主要审核与发布者，预案信息发布员将审核通过的预案信息通过网络、邮件、手机短信(预案下载链接)等形式发布至指定人员处。

3 应急会商与预案交互生成系统的整体架构及关键数据结构

3.1 系统整体架构

应急会商与预案交互生成系统的整体架构采用分层模块化设计，从整体上由低至高可以划分为物理层、基础软件层、数据层、业务层与用户层，如图3所示。

图3 应急会商与预案交互生成系统整体架构Fig.3 Architecture of emergency consultation and emergency plan interactive generation system

3.1.1 物理层

物理层是系统的硬件基础，主要包括承载各种功能的服务器和外围设备。其中WEB服务器主要通过IIS对外提供http访问服务；数据库服务器是系统数据集中存储的地方，主要部署相关数据库管理系统；通信服务器上主要部署系统中相关的交互服务平台(例如：在线语音/视频交互软件)；流媒体服务器主要部署相关的流媒体软件，实现基于网络的媒体点播与广播；地图服务器上主要部署相关的GIS服务软件(例如：Supermap 的iServer，Geoserver等)；多口短信猫主要实现应急现场对外群发相关应急信息的手机短信，由于该种设备直接使用SIM卡，通过运行商的无线网络发送短信，故是灾难现场通过计算机网络对外通信的1种有力补充。

3.1.2 基础软件层

基础软件层是在系统物理层之上部署的基础类软件，该类软件主要包括：操作系统、数据库管理系统、流媒体服务软件、通信服务程序、FTP服务端软件、GIS服务软件、在线语音/视频交互软件包、第三方短信发送服务(例如：短信猫厂商的开发接口程序、与第三方短信发送平台的接口程序等)。

3.1.3 数据层

数据层是系统业务数据核心，系统所有的业务环节均围绕数据层相关的数据库进行开展，主要包括：系统用户与权限配置数据库、应急预案数据库、应急预案模板数据库、地理信息数据库、法律法规数据库、事故案例数据库、标准规范数据库、实时灾情交互数据库、在线会商数据库、系统日志数据库和非结构化数据。

3.1.4 业务层

业务层是本系统的业务执行环节，所有相关的业务流程均在该层进行实现，如图3所示，该层在“系统权限控制管理模块”的保障下，以“会商管理模块”为核心模块，“资料共享模块”、“应急知识管理模块”、“文字交互模块”、“语音交互模块”、“视频交互模块”、“地图协同标绘模块”、“实时灾情发布模块”、“预案在线交互生成模块”等8个模块为辅助扩展模块，实现相关的预案会商和交互生成业务目标，最终以“预案管理模块”和“预案发布模块”2个模块将预案会商与交互的结果进行存储与发布。

3.1.5 用户层

用户层是系统的最上层，代表不同用户角色的统一访问方法和界面(单点登录)，包括：系统管理员、基础数据管理员、实时灾情信息管理员、实时灾情发布员、预案信息发布员、会商组织者和会商专家等7类用户。

3.2 系统关键数据结构

应急会商与预案交互生成系统的数据核心是基于预案模板的应急预案信息与内容，通过数据实体关系图的形式进行说明，如图4所示。

图4 系统关键数据实体关系Fig.4 Entity relation of system key data

4 应急会商与预案交互生成系统的技术实现

应急会商与预案交互生成系统采用B/S系统结构，应用JAVA，FLEX等后端和前端技术；数据库管理系统采用Mysql和SQLServer；分布式地理信息系统采用Supermap；在线会商与实时交互采用Anychat SDK和BigBlueButton平台开发，图5为在线预案交互修改与生成页面，图6在线预案信息全文查询页面。

图5 在线预案交互修改与生成页面Fig.5 Page of emergency plan interactive generation and modification on line

图6 在线预案信息全文查询页面Fig.6 Page of emergency plan full-text query on line

从系统实现的角度来看，采用的均为较为成熟的系统实现架构，后台数据库管理系统以及地理信息系统均为业内主流平台，故与其它应急管理业务系统对接时，具有较好的系统兼容性，而从系统的业务定位来看，围绕应急预案开展的会商与在线交互生成，可为应急情景构建系统、应急指挥系统、应急演练与评估系统、事故模拟仿真系统等提供较好的数据接口，具有较好的系统可集成性。

5 结论

1)在充分梳理、分析应急会商与预案交互生成业务需求与流程基础上，提出以“会商专家信息管理”—“会商专家在线会商”—“预案交互生成”—“预案发布”4个环节为主线，以“实时灾情信息发布”、“知识信息管理”、“预案模板信息管理”和“预案信息管理”等4个业务环节为辅线的业务模型。

2)在“4主”、“4辅”业务模型基础上，提出系统平台的功能用例、系统架构、关键数据结构设计思路，并在Anychat SDK，BigBlueButton平台、Supermap分布式地理信息数据库基础上，采用Flex前端和JAVA后端技术实现物理系统。

3)设计实现的应急会商与预案交互生成系统在业务与数据层面具有良好的可集成性，在技术层面具要良好的兼容性，可为相关应急管理系统平台的工程建设与系统集成提供参考。

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