應急聯(lián)動(dòng)系統的分析、設計與實(shí)施
北京大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)系 王文俊 2003/12/08
1. CERS的分析與建模
1.1 CERS
1.1.1 什么是CERS
公共安全和公眾服務(wù)成為政府部門(mén)一項非常富有挑戰性的工作。如何高效利用有限的資源，提高政府對緊急事件快速反應和抗風(fēng)險的能力，并為市民提供更快捷的緊急救助服務(wù)，日益成為加強城市管理的主要內容之一。當社會(huì )發(fā)生犯罪、火災、爆炸等各種警情，群眾醫療急救、煤水電搶修等各種緊急求救事件，地震、火災、海潮等突發(fā)自然災害，以及社會(huì )動(dòng)亂、戰爭等各種重大緊急事件時(shí)，需要政府統一協(xié)調、統一調度相關(guān)部門(mén)協(xié)同工作。隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步，社會(huì )發(fā)生緊急突發(fā)事件的種類(lèi)更加復雜與多變，傳統的應對機制已不能適應日益增多的緊急突發(fā)事件處置的需要。當社會(huì )發(fā)生重大事件時(shí)，不是哪一家或哪幾家單位能夠解決的，這就需要聯(lián)合多家或所有社會(huì )單位共同解決。
社會(huì )應急聯(lián)動(dòng)系統就是綜合各種城市應急服務(wù)資源，采用統一的號碼，用于公眾報告緊急事件和緊急求助，統一接警，統一指揮，聯(lián)合行動(dòng)，為市民提供相應的緊急救援服務(wù)，為城市的公共安全提供強有力的保障的系統。CERS大大加強了不同警種與聯(lián)動(dòng)單位之間的配合與協(xié)調，從而對特殊、突發(fā)、應急和重要事件做出有序、快速而高效的反應。
1.1.2 為什么需要城市應急聯(lián)動(dòng)系統？
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟文化生活的不斷發(fā)展和進(jìn)步，如何高效利用有限的資源，提高政府對緊急事件快速反應和抗風(fēng)險的能力，并為市民提供更快捷的緊急救助服務(wù)，重要性日益凸顯。
目前存在多個(gè)公眾特服號碼，比如：公安－１１０、警情－－１１９、急救－１２０、交警－１２２，市民難于記憶。水、電、氣等公共服務(wù)號碼更不為人知曉，因此市民不便于得到相應的服務(wù)，救助和保護。由于缺少一個(gè)統一的指揮調度平臺，不同警種和部門(mén)之間無(wú)法進(jìn)行很好的配合與協(xié)調，聯(lián)合行動(dòng)的實(shí)施面臨著(zhù)許多諸如部門(mén)分割、利益關(guān)系以及技術(shù)實(shí)現等諸多方面的困難；
CERS使得市民的任何報警，求助只需撥打同一個(gè)號碼，不再需要記憶諸多特服號碼（比如：１１０、１２２、１１９、１２０等），縮短報警時(shí)間，大大方便了市民報警，并得到及時(shí)的救助和相應的服務(wù)。
CERS可使接警和處警都更加準確和快速，為警力的快速反應提供有力的保障，從而大大提高城市對突發(fā)、應急、特殊和災難性事件的快速反應能力，在加大對犯罪的打擊力度，維持社會(huì )秩序，縮短對市民求助的反應時(shí)間，保護生命財產(chǎn)等方面都將起到十分重要的作用。
CERS也打破了現有多個(gè)指揮中心間的數字?zhù)櫆希闺x散的數據庫和信息資源得以互聯(lián)和共享，發(fā)揮更大的作用；
由于采用了統一的指揮調度系統，不同部門(mén)、不同警區和不同警種之間得以互通和相互協(xié)調、配合，使統一指揮、協(xié)調作戰成為可能，真正實(shí)現了社會(huì )服務(wù)聯(lián)合行動(dòng)。
1.2 應用現狀
目前，世界上許多國家都采用不同的三位數字電話(huà)號碼，作為全國處理緊急呼救的特服號碼。例如：美國采用911，英國采用999，比利時(shí)采用900。早在1937年，英國就開(kāi)始使用號碼999，用以報告緊急情況的發(fā)生。當電話(huà)999被撥打時(shí)，在英國電信接線(xiàn)員的操作臺上會(huì )出現閃光，呼叫將立即得到應答并馬上被轉給適當的單位，例如：警察局、消防局或急救中心。比利時(shí)于1964年開(kāi)始啟用900緊急呼叫號碼，其報警電話(huà)的工作模式是，每個(gè)電話(huà)局都設有一個(gè)緊急電話(huà)應答中心。瑞典建立的900，則由一個(gè)SOS報警中心負責接收所有居民的報警和求助電話(huà)。
日本、法國、德國、加拿大、香港等技術(shù)先進(jìn)的國家和地區都相繼建立了以城市為區域中心的區域報警、求助應急處置體系。通過(guò)一個(gè)特服號碼電話(huà)報警求助，指揮中心依據報警求助內容，分別調動(dòng)警察、消防、醫療急救、水電搶險等部門(mén)進(jìn)行緊急處置或聯(lián)合行動(dòng)處置。
美國于1967年提議在全國范圍內使用一個(gè)單一的號碼，用于市民報警和求助，打破了多個(gè)特服號碼共存的狀況。美國從上個(gè)世紀60年代開(kāi)始進(jìn)行城市社會(huì )應急聯(lián)動(dòng)中心的建設至今，應急聯(lián)動(dòng)中心（911中心）已遍布美國的各個(gè)州市。美國9ll服務(wù)開(kāi)通以后，各州市有了統一的應急聯(lián)動(dòng)中心和通信系統，警察、消防和急救等部門(mén)采用現場(chǎng)合署辦公的方式處理各類(lèi)緊急事件。當市民撥打911電話(huà)后，由911中心的接警員統一接警，根據事件內容，迅速做出反應，聯(lián)合各相關(guān)部門(mén)統一處置。市民在很短時(shí)間內便可得到最快速的救援和服務(wù)。
南寧市CERS已開(kāi)通，它模仿美國芝加哥911模式，即“大使館”制模式。新建指揮中心大樓，指揮大廳內設置了110指揮席位、119消防指揮席位、120醫療急救席位、122交通事故報警急救席位和為民服務(wù)網(wǎng)絡(luò )12345市長(cháng)公開(kāi)電話(huà)席位。群眾撥打統一的“110”電話(huà)，根據群眾報警內容，分轉到110、119、120、122或12345等相應席位，一般事件各席位各盡其職，下達指揮命令，重大事件由指揮長(cháng)臺，協(xié)調各警種統一指揮。實(shí)現了跨部門(mén)、跨警區以及不同警種之間的統一協(xié)調指揮，使統一特服號碼、統一接警、聯(lián)合行動(dòng)成為現實(shí)，也使報警和聯(lián)動(dòng)出警更加準確、快捷和高效。
此外，北京、上海、天津、深圳、南京、大連、濟南、成都等城市的聯(lián)動(dòng)系統都已開(kāi)始建設。城市應急聯(lián)動(dòng)系統涉及多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，是實(shí)時(shí)性要求很高的分布式系統。
1.3 CERS業(yè)務(wù)建模
1.3.1 概述
系統分析是系統設計的基礎。分析的成果是系統的業(yè)務(wù)機構模型和業(yè)務(wù)流程模型。
模型分兩個(gè)層次：聯(lián)動(dòng)層次或應急業(yè)務(wù)系統層次。應急業(yè)務(wù)系統指的是各聯(lián)動(dòng)單位如110、119、120等。聯(lián)動(dòng)層次在此層次之上。
我們對用戶(hù)的操作方式和目的，以及現有用戶(hù)的結構進(jìn)行分析，將系統用戶(hù)分為五類(lèi)：
通過(guò)對這五類(lèi)用戶(hù)的功能需求分析、角色分析，形成了系統的功能設計。其中，接警、處警用戶(hù)包含受理類(lèi)、調度類(lèi)、處置類(lèi)和移動(dòng)指揮類(lèi)用戶(hù)等；報警方式有有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)報警、專(zhuān)業(yè)/普通報警網(wǎng)絡(luò )。
1.3.2 應急聯(lián)動(dòng)業(yè)務(wù)機構模型
圖1-1 應急聯(lián)動(dòng)業(yè)務(wù)機構模型CERO示意圖
CERO（Coalition Emergency Response Organization）的層次結構分為六級。
（1）決策指揮中心
設在市委與市政府，處理緊急重大事件。
（2）應急聯(lián)動(dòng)中心
一般設在公安局，職責是統一接警、跨警種或跨區事件的協(xié)調處理。
（3）各聯(lián)動(dòng)單位的調度中心
負責公安、消防等單一警種的事件調度處理。如原110、119、120、122、電力、地震等的調度中心。
（4）聯(lián)動(dòng)單位的分支機構
是設在城市不同區的處置力量的主管分支部門(mén)。如：消防支隊、交管支隊等。
（5）處置力量部門(mén)
是實(shí)際處置事件的部門(mén)。如：消防中隊、派出所、急救站等。
（6）處置力量編組
是實(shí)際處置事件的編組。如：消防車(chē)、巡警車(chē)、急救車(chē)等。
1.3.3 聯(lián)動(dòng)業(yè)務(wù)流程模型
圖1-2 CERS的業(yè)務(wù)流程示意圖1
圖1-3 CERS的業(yè)務(wù)流程示意圖2
（1）發(fā)現警情報警
公眾需要緊急救助時(shí)，只需要撥打一個(gè)城市應急聯(lián)動(dòng)電話(huà)號碼或采用其它報警方式，即可接通城市應急聯(lián)動(dòng)指揮中心。當有警情發(fā)生時(shí)，由人們通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )向應急聯(lián)動(dòng)中心報警，或由自動(dòng)報警裝置通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)向應急聯(lián)動(dòng)中心報警。
（2）接警
應急聯(lián)動(dòng)中心的接警員接取警情的事件內容、時(shí)間和準確地址等信息，并將事件分派給不同調度中心的調度機進(jìn)行調度處理。計算機輔助系統自動(dòng)將打入的報警電話(huà)送至空閑的接警員處，該接警員與報警員通話(huà)，同時(shí)，計算機自動(dòng)識別報警人的電話(huà)號碼及其所在位置，終端電腦自動(dòng)生成并存儲標準化的事件記錄。
（3）調度
根據接過(guò)來(lái)的警情，應急聯(lián)動(dòng)系統向處置力量部門(mén)發(fā)出指令派出處置力量編組到現場(chǎng)，并根據現場(chǎng)反饋回來(lái)的信息，決定是否增援或歸隊。事件記錄通過(guò)局域網(wǎng)被送到相應的處警員終端，處警員通過(guò)計算機輔助調度系統查詢(xún)相關(guān)資料，制定反應措施，并向相關(guān)聯(lián)動(dòng)單位發(fā)出具體調度指令。在緊急事件發(fā)生時(shí)，相應的電子預案會(huì )被觸發(fā)啟動(dòng)。如果發(fā)生了重大災難，險情或特殊的事件，則可以啟用城市緊急狀態(tài)指揮室，由首長(cháng)進(jìn)行統一指揮。
聯(lián)動(dòng)單位根據調度指令到達現場(chǎng)，采取相應的救援措施。與此同時(shí)，有關(guān)現場(chǎng)的話(huà)音和數據信息可通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊系統傳回指揮中心，形成指揮中心與現場(chǎng)之間的互動(dòng)反饋。
指揮中心的大屏幕將根據需要顯示事件處置的全過(guò)程，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。信息網(wǎng)絡(luò )及語(yǔ)音記錄設備將如實(shí)記錄下與事件相關(guān)的語(yǔ)音的及數據信息，供未來(lái)檢查索查詢(xún)。
（4）警情匯總匯報
事件處理完畢后，事件情況和處理情況被匯總匯報到相關(guān)部門(mén)。城市管理可以定期從城市應急聯(lián)動(dòng)系統獲得有關(guān)各種緊急事件的統計報告，進(jìn)行趨勢分析。
1.3.4 應急業(yè)務(wù)流和模型（以消防為例）
（1）應急業(yè)務(wù)系統的層次（以消防業(yè)務(wù)為例）
應急業(yè)務(wù)系統有五個(gè)層次：
各個(gè)層面有不同的數據和應用。
圖1-4 消防調度指揮系統的層次結構示意圖
（2）應急業(yè)務(wù)系統的流程（以消防業(yè)務(wù)為例）
圖1-5 消防調度指揮系統的流程示意圖
2. CERS的設計
根據我們多年來(lái)對應急系統業(yè)務(wù)的深入理解，以及我們多年來(lái)在應急系統（如110、122、120、119和環(huán)保110等）的成功開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，利用面向對象分析以系統化、工程化的技術(shù)，提出了基于大中城市的應急系統模型。
2.1 CERS的組成設計
CERS的建設分為五個(gè)部分：
圖2-1 CERS的組成示意圖1
圖2-2 CERS的組成示意圖2
2.1.1 應用系統的設計
應用系統采用基于Intranet/Internet結構、C/S模式與B/S模式相結合的體系結構。應用系統由以下5個(gè)部分組成：
一、指揮調度系統
1、指揮調度系統
系統中包括的主要模塊有調度處警模塊、GPS信息接收模塊、通信監控模塊、監控控制模塊、顯示控制模塊、數字錄音模塊、現場(chǎng)圖像傳輸控制模塊、處置部門(mén)信息通信模塊、GIS模塊、信息管理及查詢(xún)模塊和模擬演練模塊、應急培訓模塊等。
系統在接到重大警情以后，可以利用電子地圖系統快速確定位置，得到周?chē)缆贰⒔煌ㄇ闆r等信息，根據警力情況為指揮人員提供該位置的預設方案，并根據警力力量的分布情況計算出車(chē)輛的最佳行進(jìn)路線(xiàn)，供指揮人員進(jìn)行參考。與此同時(shí)還可以通過(guò)警力信息數據庫系統檢索出該位置的詳細資料，以便根據實(shí)際情況確定相應的措施。方案確定以后，指揮系統可以通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )（或其他通信手段）將出車(chē)命令直接下達到各個(gè)警點(diǎn)。
2、移動(dòng)指揮系統（現場(chǎng)系統）
系統配置的設備主要有無(wú)線(xiàn)通信設備、移動(dòng)警情終端臺、現場(chǎng)圖像傳輸設備、現場(chǎng)實(shí)況攝像和錄像設備、衛星通信設備、GSM通信設備、文字傳真設備、輔助設備（天線(xiàn)、電源）等。災情現場(chǎng)多媒體信息和視頻會(huì )議多媒體信息是數字化的圖像和聲音數據，數據量較大，由實(shí)時(shí)記錄子系統負責這些信息的記錄和處理，包括：記錄的開(kāi)始、結束控制，記錄的格式，對記錄后的數據的預處理，多媒體數據的入庫與查詢(xún)播放。災情現場(chǎng)和視頻會(huì )議多媒體信息傳到指揮中心后，同時(shí)送到中心控制與實(shí)時(shí)記錄兩個(gè)子系統。中心控制子系統負責實(shí)時(shí)顯示控制，實(shí)時(shí)記錄子系統負責記錄、處理與查詢(xún)等。
現場(chǎng)系統由以下子系統組成
3、處置力量部門(mén)系統
各處置力量部門(mén)終端機接到指揮中心命令時(shí)，系統立即自動(dòng)觸發(fā)警鈴，打印出車(chē)單（包括出車(chē)類(lèi)型、現場(chǎng)三級圖、推薦行車(chē)路線(xiàn)、重點(diǎn)應急單位應急預案等），并回復指揮中心命令接收完成。
二、領(lǐng)導輔助決策系統
主要具有以下功能：
統計分析的功能，提供關(guān)鍵區域及要害部位的安全監督動(dòng)態(tài)信息，完成數據匯總統計，生成各種統計匯總報表，根據不同的統計分析要求，在電子地圖上以不同色塊（顏色）和統計報表（文字）兩種直觀(guān)的表達方式，多方位多角度地顯示出統計分析結果。
事件分析功能，可快捷地估算事件、災情、爆炸等事件造成的破壞區域和影響范圍；在平面布置圖上標出危險區、隔離區和警戒區，給出各區域危害程度和防護要求等信息；對危險區、隔離區和警戒區進(jìn)行分析，列出區域內相關(guān)設備；給出應急網(wǎng)絡(luò )圖，列出應急響應隊伍的聯(lián)系電話(huà)、聯(lián)系人、主要職責等信息；提供電子白板功能，可在事件模擬圖上根據具體情況現場(chǎng)布置車(chē)輛，并可及時(shí)反饋到異地。
三、基于Web GIS的信息發(fā)布系統
本系統以功能為中心，各個(gè)部門(mén)、人員根據權限的不同對系統擁有不同的操作及使用權限，也就是說(shuō)根據應急所有部門(mén)的業(yè)務(wù)功能將整個(gè)系統設計成一個(gè)統一界面，以功能劃分模塊，整個(gè)系統是由功能模塊有機結合而成的，而登錄用戶(hù)按所屬部門(mén)、職位享有相應的功能模塊操作權限。
2.1.2 數據及數據庫設計
本系統的數據庫是一個(gè)以應急指揮中心為核心，以各聯(lián)動(dòng)單位調度中心為節點(diǎn)的分布式異構數據庫。數據有地圖數據庫、屬性數據庫、動(dòng)態(tài)數據庫、經(jīng)驗知識庫、統計分析庫、柵格圖像庫、文檔數據庫、模型數據庫、方法數據庫、數據庫字典。其中空間信息數據是重要的組成部分。
一、信息源
信息源的管理是多媒體通信網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)管理系統的重要組成部分。按照應急系統的要求，以及現有設備及現有信息系統的狀況，并考慮到地理狀況及高速發(fā)展的現實(shí)情況，我們做了如下的數據分析：
1、地理信息數據：
轄區的山川、河流、水庫、公園、公路、街道、路、巷、建筑物、度假區等社會(huì )公共地理信息；固定電話(huà)安裝信息；重要建筑物、機場(chǎng)、碼頭等的建筑平面圖信息；社區分布、人口密度圖及人群成分特點(diǎn)信息。
各應急力量的空間物理位置及地理坐標、轄區范圍；
全市各應急設備分布及應急設備工作情況；自然水源的空間物理位置及地理坐標；各重點(diǎn)防火單位及高層建筑的空間物理位置及地理坐標；
重點(diǎn)控制部位有很大一部分在測繪地圖上已標注，根據警務(wù)工作的要求重新標明或加注。
2、屬性信息：各地理信息相對應的屬性信息。
3、GPS信息：GPS信號來(lái)源于即將開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用系統，它是“坐標+信息”形式的數據，其數據在時(shí)間上有較好的連續性。
二、數據的分層管理
本系統涉及信息量巨大，合理的分層管理是提高系統響應速度的關(guān)鍵。我們建議將數據分為以下幾類(lèi)，即基礎底圖數據、道路數據、點(diǎn)位數據、部門(mén)特殊需求數據。每一類(lèi)數據根據詳細程度再進(jìn)行分級，一般為兩到三級。根據地圖顯示的視野，系統能自動(dòng)選擇顯示相應級別的數據。盡管在數據庫里的圖層很多，但要保證系統在任何時(shí)候顯示的地圖圖層數量都控制在十層左右，從而有效地降低負載，保證系統的響應速度。
1 基礎底圖數據
基礎底圖數據實(shí)際上是基礎地形圖數據，包括行政區域、湖泊、河流、居民區、公共建筑物等，它們主要是面類(lèi)數據。
2 道路數據
嚴格來(lái)講，道路數據和點(diǎn)位數據也屬于基礎底圖數據。但為了體現這兩類(lèi)數據在系統中的重要性，故需單獨處理。道路數據包括路面數據和路網(wǎng)數據，特別是路網(wǎng)數據，要進(jìn)行特殊的處理。路面數據是以面的形式所表現的道路,這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于美觀(guān)和直觀(guān)，但是不利于分析。對于系統來(lái)說(shuō)更重要的是路網(wǎng)數據，即道路要進(jìn)行分段處理，形成路網(wǎng)。道路的屬性包括道路等級、道路長(cháng)度、寬度、線(xiàn)形、路面性質(zhì)、道路編碼、路段隔離設施、車(chē)道劃分、設計車(chē)速、容量等。
3 點(diǎn)位數據
點(diǎn)位數據在系統中占有很重要的位置，很多情況下點(diǎn)位數據是很重要的定位參考點(diǎn)。點(diǎn)位數據分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是公共性點(diǎn)位數據，如：黨政首腦機關(guān)；企事業(yè)單位；公共電汽車(chē)站點(diǎn)；客貨交通類(lèi)，包括長(cháng)途汽車(chē)站、火車(chē)站、航空港、貨運站等、大型公共建筑：包括體育場(chǎng)館、醫院、急救站、標志性建筑，包括火車(chē)站、機場(chǎng)、天塔、大型商場(chǎng)、大型國家機關(guān)等。另一類(lèi)是特殊點(diǎn)位數據，這些數據可能不顯示，但是對系統是重要的定位參考數據。如：門(mén)牌號碼地址分布點(diǎn)位、電話(huà)號碼分布點(diǎn)位。這些數據的收集工作量也非常的大，但對于系統來(lái)說(shuō)是必不可少的，故也需要仔細規劃。
4 業(yè)務(wù)數據
警力及其管理轄區、應急水源等。
三、數據庫
按照數據功能及其與地理信息的相關(guān)特點(diǎn)，數據分為地理數據和屬性數據。社會(huì )應急聯(lián)動(dòng)系統各部門(mén)的管理過(guò)程中主要有兩種數據：屬性數據和空間數據。屬性數據包括大量的統計數據；空間數據是反映應聯(lián)系統信息的空間坐標位置的數據(如事發(fā)地點(diǎn)、派出所位置等)，主要指地圖圖形。如果把屬性數據和空間數據緊密結合在一起，將使得整個(gè)社會(huì )應急聯(lián)動(dòng)信息的管理更加方便快捷和形象直觀(guān)，并徹底改變社會(huì )應急聯(lián)動(dòng)規劃、建設、實(shí)施、管理及資料保存的傳統模式，從而實(shí)現社會(huì )應急聯(lián)動(dòng)管理的計算機自動(dòng)化。
分 布式數據庫系統是整個(gè)系統的數據中心。它將以指揮中心為核心，各聯(lián)動(dòng)單位指揮中心和移動(dòng)指揮中心為節點(diǎn)。
2.1.3 支撐平臺設計
支撐平臺有計算機網(wǎng)絡(luò )系統、監控系統、顯示系統、GPS系統、有/無(wú)線(xiàn)通信系統、圖像傳輸系統、電源及機房、軟件支撐平臺等。其中，計算機網(wǎng)絡(luò )系統包括指揮中心、二級指揮中心與移動(dòng)指揮中心、業(yè)務(wù)執行機構（如：應急中隊、派出所等）之間的三級計算機網(wǎng)絡(luò )，即指揮中心局域網(wǎng)絡(luò )、業(yè)務(wù)機關(guān)網(wǎng)絡(luò )、與分支機關(guān)的廣域網(wǎng)絡(luò )、與移動(dòng)指揮中心的遠程訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )。指揮中心與二級指揮中心、分支機構、移動(dòng)中心之間有語(yǔ)音通信、數據通信，指揮中心與移動(dòng)中心有語(yǔ)音通信、數據通信（無(wú)線(xiàn)）、現場(chǎng)圖像傳輸；指揮中心與公安其它機構通過(guò)撥號網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)（內網(wǎng)），指揮中心與普通老百姓通過(guò)撥號網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)（外網(wǎng)）。
一、計算機網(wǎng)絡(luò )
計算機與網(wǎng)絡(luò )平臺系統支撐系統運行的三級計算機網(wǎng)絡(luò )、計算機和外設。
二、有/無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )
有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信系統提供CERS需要的有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)通信鏈路，是系統全部信息的輸出/輸入載體。包括程控用戶(hù)交換機、接警座席臺及數字錄音系統、無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)（800M集群系統、350M集群系統）和有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )。
三、監控與圖像傳輸網(wǎng)絡(luò )
圖像監控系統對監控場(chǎng)所（包括市級機關(guān)、交通路口、公共場(chǎng)所、金融機構、大型商場(chǎng)、郵電通信樞紐、車(chē)站、碼頭等）進(jìn)行實(shí)時(shí)集中監控，對所需的各種視頻、音頻、計算機文字、圖形信息等進(jìn)行收集、選取、存儲，并控制顯示在大屏幕、大尺寸視頻監視器和首長(cháng)多媒體終端等顯示設備上。
現場(chǎng)圖像傳輸與處理系統將現場(chǎng)的災情實(shí)況視頻圖像數據進(jìn)行采集和傳輸，送到現場(chǎng)指揮車(chē)或應急通信指揮中心進(jìn)行顯示和存儲。
四、GPS系統
GPS子系統主要用于及時(shí)、準確地掌握被控車(chē)輛和船舶等移動(dòng)目標的實(shí)時(shí)情況和準確位置。采用GPS全球衛星定位技術(shù)、GSM全球移動(dòng)通訊技術(shù)、GIS地理信息處理技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )通信與數據處理技術(shù)，在現有GSM、GPRS通訊系統的基礎上開(kāi)發(fā)出的一套社會(huì )綜合防范和遠程監控、通訊、管理、調度系統。利用該系統，可以遠程無(wú)線(xiàn)監控、調度所有在GSM網(wǎng)覆蓋范圍內的警用車(chē)輛、急救車(chē)輛、應急車(chē)輛、出租車(chē)輛、租賃車(chē)輛、民用車(chē)輛等移動(dòng)目標。移動(dòng)目標GPS數據、其他指令及各類(lèi)報警數據均由GSM信令信道傳送到數據處理中心，并可根據需要自動(dòng)接通預先設置的號碼進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)。
五、大屏顯示系統
大屏幕顯示系統主要進(jìn)行應急地理信息顯示、應急車(chē)輛狀態(tài)顯示、氣象顯示、應急實(shí)力信息顯示、災情受理地點(diǎn)顯示、主要交通道口交通狀態(tài)顯示和部分重點(diǎn)保衛目標監控顯示。指揮中心實(shí)現對指揮系統控制區的各種情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監管。大屏幕投影系統負責實(shí)現直觀(guān)、完整、準確、清晰、靈活的顯示各項信息，包括：各種地理信息、車(chē)輛狀態(tài)顯示、氣象信息顯示、實(shí)力顯示、受理信息顯示。這類(lèi)信號由計算機相關(guān)軟件生成，在現場(chǎng)計算機顯示器上顯示，同時(shí)調入所需要的信息在大屏幕作任意大型顯示。便于整體統籌，指揮。同時(shí)指揮中心計算機與其它會(huì )議室（兼指揮室）計算機聯(lián)網(wǎng)，使其它會(huì )議室可通過(guò)局域網(wǎng)調用所需信息在會(huì )議用投影機上顯示。
六、支撐軟件
支撐軟件平臺系統包括計算機操作系統、數據庫管理系統、GIS系統和應用軟件開(kāi)發(fā)平臺系統等。以下是我們的一個(gè)實(shí)例：
數據庫服務(wù)器：Oracle .
GIS支撐平臺：Mapinfo profession MAPBASIC
OA平臺：Lotus Domino
開(kāi)發(fā)平臺：DelpHi VC Jbuilder
操作系統：Windows Advance Server
網(wǎng)絡(luò )協(xié)議：TCP/IP
軟件平臺結構：軟件平臺采用Ｃ／Ｓ＋Ｂ／Ｓ結構
2.1.4 標準與接口設計
系統接口：本應用系統是一個(gè)復雜的各種技術(shù)、各種相關(guān)系統、數據的集成系統，因此系統接口設計十分重要。系統接口分為外部接口、內部接口。接口有數據接口、軟件接口、硬件接口。
標準的建設是CERS的核心工作。
2.1.5 系統安全的設計
安全設計從系統安全、數據及數據庫安全兩方面進(jìn)行了設計。
2.2 CERS的框架設計
采用B/S與C/S相結合的體系結構。
一、Client/Server體系結構
Client/Server是一種目前發(fā)展已經(jīng)非常成熟的計算機體系結構。在此之前，信息系統一般采用文件共享的方式，通過(guò)直接訪(fǎng)問(wèn)數據庫來(lái)達到數據共享的目的。Client/Server體系結構嚴格地定義了客戶(hù)端和服務(wù)器端對信息數據的處理范圍。即客戶(hù)端要訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端的數據時(shí)，一定是以特定的描述語(yǔ)言，將請求信息首先傳遞給服務(wù)器端，由服務(wù)器端的相關(guān)模塊判別并處理客戶(hù)端的這個(gè)請求。請求處理完畢后，服務(wù)器端再將處理結果回傳給客戶(hù)端。這樣才算一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程的結束。Client/Server體系結構發(fā)展到今天已經(jīng)非常成熟了，它可以把實(shí)現友好人機交互界面的任務(wù)交給客戶(hù)端處理，而服務(wù)器端只需完成數據的存儲和處理。這種體系結構的優(yōu)點(diǎn)是：系統功能強大、交互能力強、系統運行效率高，并且開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)手段可選擇性強。缺點(diǎn)是：所開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統相對比較封閉，主要適合于數據管理方式；系統結構復雜，開(kāi)發(fā)周期長(cháng)；安裝和維護比較麻煩。
二、Browser/Web Server體系結構
為了克服Client/Server體系結構所存在的問(wèn)題，最近幾年來(lái)，隨著(zhù)Internet技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，特別是瘦客戶(hù)機概念的提出和發(fā)展，提出了以Browser/Web
Server體系結構為代表的多層Client/Server體系結構，作為對Client/Server體系結構的補充和發(fā)展。Browser/Web
Server體系結構將Client/Server體系結構的兩層結構發(fā)展到三層結構，一般可以認為是在原有的Client層和Server層之間加入了Application
Server層（也稱(chēng)為中間件層）。Application Server層承擔了原來(lái)Client/Server體系結構中Client層和Server層的部分任務(wù)，這樣使得Client層和Server層所承擔的任務(wù)相對減輕。Client層變成比較統一的界面，Server層主要處理信息數據的存儲和管理任務(wù)，Application
Server層負責具體數據的處理任務(wù)，而且可以根據處理任務(wù)的變化而變化。Browser/Web Server體系結構的主要優(yōu)點(diǎn)是對Client端設備的要求逐步降低，運行維護量下降；Application
Server層的中間件軟件日益豐富和模塊化，降低了系統開(kāi)發(fā)的工作量，縮短了開(kāi)發(fā)周期。主要缺點(diǎn)是Application Server層的中間件軟件目前還不夠豐富和完善，而且對網(wǎng)絡(luò )系統的運行環(huán)境要求較高。
3. CERS面臨的技術(shù)挑戰與我們的對策
3.1 CERS的分析
CERS實(shí)施的核心是要盡量提高事件反應速度，縮短事件反應和撲救的時(shí)間。CERS與其它集成系統相比，最大的特點(diǎn)是：
3.1.1 實(shí)時(shí)性要求高，應急反應要及時(shí)
CERS實(shí)時(shí)性要求高，這就要求實(shí)現各個(gè)層次的互聯(lián)互通，如有/無(wú)線(xiàn)數字鏈路、有/無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音鏈路、有/無(wú)線(xiàn)圖像鏈路的互聯(lián)互通；實(shí)現數據的互操作、軟件的互操作與語(yǔ)義的互操作。
3.1.2 具有移動(dòng)辦公的特點(diǎn)
這是CERS最大的特點(diǎn)。系統設計要重點(diǎn)考慮這個(gè)特點(diǎn)。
3.1.3 具有分布性、異構性、海量性和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性特點(diǎn)
要實(shí)現各個(gè)層次的互操作。
一、數據的互操作
解決得不錯。
二、軟件的互操作
已有成熟的解決方案。
三、語(yǔ)義的互操作
還剛剛起步。
3.2 CERS面臨的挑戰
1．需要集成多個(gè)行業(yè)或部門(mén)的業(yè)務(wù)：CERS需要集成公安、消防、交管、120、供電、市政和政府等部門(mén)的應急業(yè)務(wù)。目前的集成大都專(zhuān)注于技術(shù)層面的互聯(lián)互通，并有效地實(shí)現了，而集成不僅需要找到、操作并獲取信息，還需要理解信息的含義。各應急服務(wù)系統間通訊會(huì )存在多詞一義、一詞多義或近義等語(yǔ)義沖突；
2．需要動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)集成不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的已有或新建應急服務(wù)系統，這些系統是分布的、異構的，集成規模大；
3．集成的業(yè)務(wù)流程會(huì )動(dòng)態(tài)增刪修改，如開(kāi)始可能是110、120、119的聯(lián)動(dòng)，隨著(zhù)時(shí)間的推移，會(huì )有電力搶險、地震救急等業(yè)務(wù)加入；
4．系統不能理解應急預案，所以不能按預案自動(dòng)調度；
5．GIS是應急指揮的重要手段，CERS需要實(shí)現時(shí)空集成。
3.3 我們的對策
3.3.1 采用的技術(shù)
XML 及相關(guān)技術(shù)，如Web Service、Ontology
元數據技術(shù)
3.3.2 實(shí)施思路：建立集成框架，實(shí)現各業(yè)務(wù)系統的集成
CERS是一個(gè)復雜的集成系統，必須堅持“總體設計、分步實(shí)施”的原則。本著(zhù)業(yè)務(wù)是核心，技術(shù)是手段的原則。
深入分析業(yè)務(wù)流程，建立各聯(lián)動(dòng)單位的業(yè)務(wù)模型、系統模型和功能需求。
深入分析現有業(yè)務(wù)系統和數據，理清思路。
深入分析各業(yè)務(wù)系統的接口，建立一系列業(yè)務(wù)標準和技術(shù)規范。
在標準和技術(shù)規范的指導下，建立集成框架的編碼標準、通訊協(xié)議和應用模型。
在集成框架的指導下，進(jìn)行各系統的開(kāi)發(fā)。
CERS是一個(gè)系統集成的項目，需要制定一系列信息交換的數據編碼和通訊協(xié)議。
一、建立業(yè)務(wù)模型與系統模型
建立CERS的UML模型是系統設計與實(shí)施的基礎，應急事件ONTOLOGY模型E2M是信息共享的核心：
E2M提供信息交換的通用模型和詞匯表，是各業(yè)務(wù)達成一致的關(guān)鍵基礎和共同理解。每個(gè)業(yè)務(wù)都有各自的領(lǐng)域ontology，與通用模型有映射規則。業(yè)務(wù)系統收到的共享信息符合通用模型，所以能理解，并按映射規則轉成領(lǐng)域模型描述進(jìn)行處理。發(fā)出信息時(shí)需按映射規則轉成通用模型，其它系統就能理解，從而實(shí)現了系統集成。增刪一個(gè)業(yè)務(wù)系統時(shí)，其它系統不需改動(dòng)。此外系統能理解用E2M描述的應急預案，實(shí)現多業(yè)務(wù)預案的自動(dòng)調度；系統對多個(gè)部門(mén)聯(lián)合行動(dòng)的事件的處置內容進(jìn)行合并，并事后進(jìn)行事件回放，以便進(jìn)行事件分析。E2M具有語(yǔ)言/平臺/中間件無(wú)關(guān)性、重用性和可擴充性，E2M將語(yǔ)義從傳送機制和應用接口中分離出來(lái)，使得集成更強壯，對集成技術(shù)的更新有更強的適應性。
二、建立集成框架
基于XML、Web Service、Ontology等技術(shù)的集成框架包括集成總線(xiàn)及Adapter Service、元數據庫及集成協(xié)調器與供二次開(kāi)發(fā)的API及Web
Service工具集，它實(shí)現了數據互操作，軟件互操作與語(yǔ)義互操作。集成總線(xiàn)是一組面向領(lǐng)域的編碼標準與通訊協(xié)議。與總線(xiàn)標準不符的老系統和其它相關(guān)系統只需編寫(xiě)Adapter
Service就能被集成。元數據庫是集成框架的核心，管理系統中的所有信息與應用服務(wù)，屏蔽信息及服務(wù)的分布性與異構性。集成協(xié)調器用于數據的更新，元數據的管理。Ontology則用于定義描述領(lǐng)域相關(guān)元數據的術(shù)語(yǔ)。數據交換格式與通訊協(xié)議均用XML定義。所有應用通過(guò)SOAP協(xié)議實(shí)現互操作。這一集成框架實(shí)現了大規模空間信息及服務(wù)的動(dòng)態(tài)集成，能保護已有投資，并能集成網(wǎng)上豐富的商業(yè)Web
Service，是一個(gè)開(kāi)放的可擴充的框架。
集成幾十家不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應用以增加(或重組)新的大型業(yè)務(wù)應用成為當前IT建設的主流。應用集成面臨的最大問(wèn)題是不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)存在一詞多義、同詞不同義、多詞一義等語(yǔ)義沖突。解決語(yǔ)義沖突，實(shí)現應用集成是ontology最重要的應用之一，也是目前國際IT界研究的熱點(diǎn)。我們提出了“中介抽象ontology法”來(lái)解決語(yǔ)義沖突。該方法適合大規模的應用集成，且不需改造原有各應用的ontology。首先分析城市應急聯(lián)動(dòng)系統中各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的模型，對這些模型進(jìn)行抽象，形成應急聯(lián)動(dòng)系統模型，并在此基礎上建立ontology模型。該模型包含了應急領(lǐng)域的抽象術(shù)語(yǔ)，即應急領(lǐng)域的抽象ontolog模型，可作為混合法中的公共ontology。當新的應急業(yè)務(wù)領(lǐng)域增加時(shí)，很容易生成它與抽象ontology間的映射。當一個(gè)應用使用另一個(gè)應用的術(shù)語(yǔ)時(shí)，先通過(guò)這些映射將一個(gè)應用的術(shù)語(yǔ)轉成抽象ontology中的術(shù)
語(yǔ)，再轉成另一應用的術(shù)語(yǔ)，以實(shí)現語(yǔ)義互操作。
三、建立接口標準和技術(shù)規范
建立集成總線(xiàn)中的信息編碼標準和通訊協(xié)議。
3.4 我們已有的研究成果與開(kāi)發(fā)經(jīng)驗
3.4.1 CERS研究與建設的初步成果
已經(jīng)建立了應急聯(lián)動(dòng)系統CERS的業(yè)務(wù)模型
已經(jīng)建立了應急聯(lián)動(dòng)系統CERS的UML模型
部分建立了應急聯(lián)動(dòng)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)表
部分建立了應急聯(lián)動(dòng)領(lǐng)域的ontology
已經(jīng)建立了應急事件的ontology模型E2M
已經(jīng)建立了大規模空間信息服務(wù)集成框架
已經(jīng)設計了解決多業(yè)務(wù)集成語(yǔ)義沖突的方法
正在搭建應急聯(lián)動(dòng)系統的實(shí)驗環(huán)境，119 120 110三個(gè)的聯(lián)動(dòng)
3.4.2 應急系統建設的經(jīng)驗
我們對應急聯(lián)動(dòng)系統中各聯(lián)動(dòng)單位的業(yè)務(wù)流程有較為深刻的理解和開(kāi)發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗，如應急聯(lián)動(dòng)系統的前期設計、多個(gè)城市的110、119、120、12369、122。
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