环境预警与应急处置系统分析与设计

　　摘 要：近年来，各种原因导致的环境污染事故的数量不断上升，造成人民生命、财产的巨大损失和生态系统的严重破坏，影响社会稳定和环境安全。环境预警与应急处置系统是一项复杂的系统工程，它是建立在完备的数据存储和科学管理之上的，利用先进的信息处理技术构建的切合实际需求的信息系统，是环境应急管理工作的重要辅助手段。 　　关键词：环境预警 应急处置 系统分析 设计 　　中图分类号：X507 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-00-02 　　1 系统功能分析 　　环境预警与应急处置系统以GIS（地理信息系统）平台、数据库平台为依托，综合应用现代通讯技术和环境质量监测、污染源监测技术，结合现代风险管理理论，建立动态的环境质量数据库、重点风险源（污染源、放射源、固体废弃物、危险化学品）信息数据库、环境敏感点数据库以及集中各类环境应急事件处置资源的应急资源数据库，建立环境地理信息系统综合数据平台。环境预警与应急指挥系统以对重点风险源和环境质量的实时监测监控为基础，以全过程风险管理的思想为指导，自动监测数据为基础，依靠预测模型对环境风险事故进行危害预测，从而做到风险预警，并通过调用风险决策支持的相关信息，对环境污染事件进行应急支持。该系统具有以下功能模块。 　　1.1 GIS功能 　　地理信息系统（GIS）又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，它是一种应用广泛的空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。基于GIS平台开发和运行的系统，可根据需要在电子地图上显示环境质量监测点、环境风险源、重点保护目标以及应急物资、专家、预案、历史案例等应急资源的地理分布情况，实现电子地图的放大、缩小、漫游、图层控制、空间搜索、GPS定位、导航等功能，可在电子地图上直观显示事故扩散的模拟效果。 　　1.2 环境风险预警功能 　　系统通过采集环境质量、污染源、固体废弃物、核与辐射、危险化学品等基础数据，组成基础数据库，对基础数据进行综合分析，得到环境质量、污染源的现状、规律和变化趋势，并对相关的环境质量指标进行评价。系统实现对重点区域污染状况的综合分析，得到相应地区断面区间的污染物总量或污染负荷、污染类型以及污染企业行业分布等信息，输出相应的平面分布图或轴线变化图等，同时根据历史数据变化范围，设定相关指标的报警浓度限值，为环境预警提供决策支持。早期预警的信息，通过各种通讯手段、各种方式实行报警，使得能够及早查明原因，为及早预防和处置突发环境事件提供技术支持。 　　1.3 应急资源库功能 　　系统通过建立各类应急资源数据库，包括环境应急预案库、环境污染物扩散模型数据库、环境风险源库、历史环境应急事件库和应急处置专家库等，结合环境敏感点的相关信息，建立完善的环境预警和应急处置的系统信息资源。实现对环境应急所需的各类资源进行查询、分析，为突发环境应急事件及时、准确处置提供技术保障，为突发环境应急事件的指挥提供科学依据。 　　1.4 应急处置功能 　　系统以突发环境应急事件处置流程为向导，为应急事件接报、准备、指挥、救援、处置、善后、分析提供平台，通过事故的扩散模拟，为突发环境事件的应急处置提供决策辅助。对于某些无法在第一时间内确定事故源的环境事件，系统根据事故发生的症状、现场监测数据的特征，结合事故发生时的气象水文条件，自动划定涉嫌的风险源范围，并对涉嫌风险源进行事故扩散模拟，通过事故追踪分析，帮助应急指挥人员确定事故来源；通过对事故善后处置办法的选择、优化，提出事故善后处置的建议；系统对应急处置的所有数据、视频和语音信息，自动形成事件案例，为以后的事件处置分析、类似事件的处置提供真实生动的 　　借鉴。 　　1.5 系统信息维护和管理功能 　　构建应用系统门户，提供统一的用户管理，地区、部门管理，系统角色权限管理和系统配置管理；提供统一的系统资源管理原始数据和内容管理及服务；提供统一的系统升级策略，建立系统软件分发、升级、维护服务中心系统。系统管理主要包括：各种信息维护，人员帐号、权限维护，网络视频参数维护，报警管理维护，GIS管理维护等后台需要设置的维护功能。 　　2 系统设计 　　2.1 模块体系结构 　　系统采用基于.NET架构下搭建应用软件的框架结构，实现一个多层次的合理的框架体系，系统总体架构如图1所示。 　　体系自下而上依次为基础网络和运行平台、操作系统、数据库、应用服务器和应用系统层；系统运行于TCP/IP网络之上，采用业界主流的MS SQL SERVER2005关系数据库。在.NET平台之上是系统的应用服务器，包括数据存取接口、通讯接口、业务逻辑及GIS引擎，该部分提炼了软件系统一些通用的组件，可以灵活运用于不同的系统中，增强了软件的可重用性；应用系统基础平台之上是应用系统层，包括监测监控、风险预警、应急处置、综合查询和数据维护等各业务子系统。 　　整个系统构成遵循应用软件开发的相关规范及标准体系，提供全系统的安全支撑，并为基础运行平台提供监控和管理平台；安全保障体系包括物理安全、网络安全、系统安全、应用程序安全、数据资源安全和安全认证，从安全技术和安全管理机制两个方面为应用系统提供安全 　　保障。 　　2.2 数据库设计 　　环境预警与应急处置数据模块在系统框架中属于基础系统建设内容，系统包含了地理信息数据库和基础信息数据库，地理信息数据库由基础地理信息图层、环保专题图层、污染源扩散模拟图层等组成，基础信息数据库由环境质量数据库、风险源数据库、环境敏感点数据库、应急资源数据库、应急响应处置数据库等组成。建立的数据库不仅要充分考虑到与其他模块的关联性和整体性，还要考虑与环境应急系统原有数据库的兼容性。环境预警与应急处置数据库是一个以应急指挥中心为核心，各联动单位为节点的分布式异构数据库应急数据库的建立，为整个系统稳定、有效的运行提供了前提条件，环境决策者对事故响应也能做出快速的 　　判断。 　　2.3 系统实现 　　系统可使用Microsoft Visual Studio.NET 2005作为软件的开发工具，数据库平台采用Microsoft Windows SQL Server 2005，采用美国ESRI公司的ArcGIS Server及ArcSDE作为系统的GIS平台，为实现系统之间的数据交换，可采用接口数据库的方式实现数据交换，数据库结构根据相关系统的国家、省或行业标准进行设置。 　　3 结语 　　环境预警与应急处置系统是一个功能强大的环境信息管理系统，目前在苏州市已投入使用，系统体现了强大的实用性和先进性。系统的建成可以为城市日常环境管理提供一个包括环境质量、污染源等信息的数据综合分析预警和应急处置平台；能够更好的为环境管理和应急工作提供强大的技术支持。 　　参考文献 　　[1] 郭振仁，张剑鸣，李文禧.突发性环境污染事故防范与应急[M].北京：中国环境科学出版社，2006. 　　[2] 辛琰，魏振钢，巩丽丽.基于GIS的环境污染事故预警与应急指挥系统[J].计算机应用，2008，28（6）：393-398. 　　[3] 张丹宁，许立峰.浅谈环境预警应急指挥中心的构建与运作[J].环境监测管理与技术，2007，19（2）：1-3. 　　[4] 冯文钊，张宏，彭立芹，等.突发性环境污染事故应急预警网络系统的设计与开发[J].城市环境与城市生态，2004，17（1）：9-10. 　　[5] 付朝阳，金勤献.环境应急管理信息系统的总体框架与构成研究[J].中国环境监测，2007，23（5）：82-86.