應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)的分析、設(shè)計與實施
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)成為政府部門一項非常富有挑戰(zhàn)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(yīng)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(nèi)容之一。當(dāng)社會發(fā)生犯罪、火災(zāi)、爆炸等各種警情，群眾醫(yī)療急救、煤水電搶修等各種緊急求救事件，地震、火災(zāi)、海潮等突發(fā)自然災(zāi)害，以及社會動亂、戰(zhàn)爭等各種重大緊急事件時，需要政府統(tǒng)一協(xié)調(diào)、統(tǒng)一調(diào)度相關(guān)部門協(xié)同工作。隨著社會的不斷進(jìn)步，社會發(fā)生緊急突發(fā)事件的種類更加復(fù)雜與多變，傳統(tǒng)的應(yīng)對機制已不能適應(yīng)日益增多的緊急突發(fā)事件處置的需要。當(dāng)社會發(fā)生重大事件時，不是哪一家或哪幾家單位能夠解決的，這就需要聯(lián)合多家或所有社會單位共同解決。
社會應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)就是綜合各種城市應(yīng)急服務(wù)資源，采用統(tǒng)一的號碼，用于公眾報告緊急事件和緊急求助，統(tǒng)一接警，統(tǒng)一指揮，聯(lián)合行動，為市民提供相應(yīng)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(tǒng)。CERS大大加強了不同警種與聯(lián)動單位之間的配合與協(xié)調(diào)，從而對特殊、突發(fā)、應(yīng)急和重要事件做出有序、快速而高效的反應(yīng)。
1.1.2 為什么需要城市應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)？
隨著社會經(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(yīng)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(yīng)的服務(wù)，救助和保護(hù)。由于缺少一個統(tǒng)一的指揮調(diào)度平臺，不同警種和部門之間無法進(jìn)行很好的配合與協(xié)調(diào)，聯(lián)合行動的實施面臨著許多諸如部門分割、利益關(guān)系以及技術(shù)實現(xiàn)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），縮短報警時間，大大方便了市民報警，并得到及時的救助和相應(yīng)的服務(wù)。
CERS可使接警和處警都更加準(zhǔn)確和快速，為警力的快速反應(yīng)提供有力的保障，從而大大提高城市對突發(fā)、應(yīng)急、特殊和災(zāi)難性事件的快速反應(yīng)能力，在加大對犯罪的打擊力度，維持社會秩序，縮短對市民求助的反應(yīng)時間，保護(hù)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(xiàn)有多個指揮中心間的數(shù)字鴻溝，使離散的數(shù)據(jù)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(tǒng)一的指揮調(diào)度系統(tǒng)，不同部門、不同警區(qū)和不同警種之間得以互通和相互協(xié)調(diào)、配合，使統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)作戰(zhàn)成為可能，真正實現(xiàn)了社會服務(wù)聯(lián)合行動。
1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，世界上許多國家都采用不同的三位數(shù)字電話號碼，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，比利時采用900。早在1937年，英國就開始使用號碼999，用以報告緊急情況的發(fā)生。當(dāng)電話999被撥打時，在英國電信接線員的操作臺上會出現(xiàn)閃光，呼叫將立即得到應(yīng)答并馬上被轉(zhuǎn)給適當(dāng)?shù)膯挝�，例如：警察局、消防局或急救中心。比利時于1964年開始啟用900緊急呼叫號碼，其報警電話的工作模式是，每個電話局都設(shè)有一個緊急電話應(yīng)答中心。瑞典建立的900，則由一個SOS報警中心負(fù)責(zé)接收所有居民的報警和求助電話。
日本、法國、德國、加拿大、香港等技術(shù)先進(jìn)的國家和地區(qū)都相繼建立了以城市為區(qū)域中心的區(qū)域報警、求助應(yīng)急處置體系。通過一個特服號碼電話報警求助，指揮中心依據(jù)報警求助內(nèi)容，分別調(diào)動警察、消防、醫(yī)療急救、水電搶險等部門進(jìn)行緊急處置或聯(lián)合行動處置。
美國于1967年提議在全國范圍內(nèi)使用一個單一的號碼，用于市民報警和求助，打破了多個特服號碼共存的狀況。美國從上個世紀(jì)60年代開始進(jìn)行城市社會應(yīng)急聯(lián)動中心的建設(shè)至今，應(yīng)急聯(lián)動中心（911中心）已遍布美國的各個州市。美國9ll服務(wù)開通以后，各州市有了統(tǒng)一的應(yīng)急聯(lián)動中心和通信系統(tǒng)，警察、消防和急救等部門采用現(xiàn)場合署辦公的方式處理各類緊急事件。當(dāng)市民撥打911電話后，由911中心的接警員統(tǒng)一接警，根據(jù)事件內(nèi)容，迅速做出反應(yīng)，聯(lián)合各相關(guān)部門統(tǒng)一處置。市民在很短時間內(nèi)便可得到最快速的救援和服務(wù)。
南寧市CERS已開通，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(nèi)設(shè)置了110指揮席位、119消防指揮席位、120醫(yī)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市長公開電話席位。群眾撥打統(tǒng)一的“110”電話，根據(jù)群眾報警內(nèi)容，分轉(zhuǎn)到110、119、120、122或12345等相應(yīng)席位，一般事件各席位各盡其職，下達(dá)指揮命令，重大事件由指揮長臺，協(xié)調(diào)各警種統(tǒng)一指揮。實現(xiàn)了跨部門、跨警區(qū)以及不同警種之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，使統(tǒng)一特服號碼、統(tǒng)一接警、聯(lián)合行動成為現(xiàn)實，也使報警和聯(lián)動出警更加準(zhǔn)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)動系統(tǒng)都已開始建設(shè)。城市應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)涉及多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域，是實時性要求很高的分布式系統(tǒng)。
1.3 CERS業(yè)務(wù)建模
1.3.1 概述
系統(tǒng)分析是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。分析的成果是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)機構(gòu)模型和業(yè)務(wù)流程模型。
模型分兩個層次：聯(lián)動層次或應(yīng)急業(yè)務(wù)系統(tǒng)層次。應(yīng)急業(yè)務(wù)系統(tǒng)指的是各聯(lián)動單位如110、119、120等。聯(lián)動層次在此層次之上。
我們對用戶的操作方式和目的，以及現(xiàn)有用戶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將系統(tǒng)用戶分為五類：
通過對這五類用戶的功能需求分析、角色分析，形成了系統(tǒng)的功能設(shè)計。其中，接警、處警用戶包含受理類、調(diào)度類、處置類和移動指揮類用戶等；報警方式有有線/無線報警、專業(yè)/普通報警網(wǎng)絡(luò)。
1.3.2 應(yīng)急聯(lián)動業(yè)務(wù)機構(gòu)模型
圖1-1 應(yīng)急聯(lián)動業(yè)務(wù)機構(gòu)模型CERO示意圖
CERO（Coalition Emergency Response Organization）的層次結(jié)構(gòu)分為六級。
（1）決策指揮中心
設(shè)在市委與市政府，處理緊急重大事件。
（2）應(yīng)急聯(lián)動中心
一般設(shè)在公安局，職責(zé)是統(tǒng)一接警、跨警種或跨區(qū)事件的協(xié)調(diào)處理。
（3）各聯(lián)動單位的調(diào)度中心
負(fù)責(zé)公安、消防等單一警種的事件調(diào)度處理。如原110、119、120、122、電力、地震等的調(diào)度中心。
（4）聯(lián)動單位的分支機構(gòu)
是設(shè)在城市不同區(qū)的處置力量的主管分支部門。如：消防支隊、交管支隊等。
（5）處置力量部門
是實際處置事件的部門。如：消防中隊、派出所、急救站等。
（6）處置力量編組
是實際處置事件的編組。如：消防車、巡警車、急救車等。
1.3.3 聯(lián)動業(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(xiàn)警情報警
公眾需要緊急救助時，只需要撥打一個城市應(yīng)急聯(lián)動電話號碼或采用其它報警方式，即可接通城市應(yīng)急聯(lián)動指揮中心。當(dāng)有警情發(fā)生時，由人們通過有線或無線通訊網(wǎng)絡(luò)向應(yīng)急聯(lián)動中心報警，或由自動報警裝置通過專線向應(yīng)急聯(lián)動中心報警。
（2）接警
應(yīng)急聯(lián)動中心的接警員接取警情的事件內(nèi)容、時間和準(zhǔn)確地址等信息，并將事件分派給不同調(diào)度中心的調(diào)度機進(jìn)行調(diào)度處理。計算機輔助系統(tǒng)自動將打入的報警電話送至空閑的接警員處，該接警員與報警員通話，同時，計算機自動識別報警人的電話號碼及其所在位置，終端電腦自動生成并存儲標(biāo)準(zhǔn)化的事件記錄。
（3）調(diào)度
根據(jù)接過來的警情，應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)向處置力量部門發(fā)出指令派出處置力量編組到現(xiàn)場，并根據(jù)現(xiàn)場反饋回來的信息，決定是否增援或歸隊。事件記錄通過局域網(wǎng)被送到相應(yīng)的處警員終端，處警員通過計算機輔助調(diào)度系統(tǒng)查詢相關(guān)資料，制定反應(yīng)措施，并向相關(guān)聯(lián)動單位發(fā)出具體調(diào)度指令。在緊急事件發(fā)生時，相應(yīng)的電子預(yù)案會被觸發(fā)啟動。如果發(fā)生了重大災(zāi)難，險情或特殊的事件，則可以啟用城市緊急狀態(tài)指揮室，由首長進(jìn)行統(tǒng)一指揮。
聯(lián)動單位根據(jù)調(diào)度指令到達(dá)現(xiàn)場，采取相應(yīng)的救援措施。與此同時，有關(guān)現(xiàn)場的話音和數(shù)據(jù)信息可通過無線通訊系統(tǒng)傳回指揮中心，形成指揮中心與現(xiàn)場之間的互動反饋。
指揮中心的大屏幕將根據(jù)需要顯示事件處置的全過程，以便進(jìn)行實時監(jiān)控。信息網(wǎng)絡(luò)及語音記錄設(shè)備將如實記錄下與事件相關(guān)的語音的及數(shù)據(jù)信息，供未來檢查索查詢。
（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。城市管理可以定期從城市應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)獲得有關(guān)各種緊急事件的統(tǒng)計報告，進(jìn)行趨勢分析。
1.3.4 應(yīng)急業(yè)務(wù)流和模型（以消防為例）
（1）應(yīng)急業(yè)務(wù)系統(tǒng)的層次（以消防業(yè)務(wù)為例）
應(yīng)急業(yè)務(wù)系統(tǒng)有五個層次：
各個層面有不同的數(shù)據(jù)和應(yīng)用。
圖1-4 消防調(diào)度指揮系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)示意圖
（2）應(yīng)急業(yè)務(wù)系統(tǒng)的流程（以消防業(yè)務(wù)為例）
圖1-5 消防調(diào)度指揮系統(tǒng)的流程示意圖
2. CERS的設(shè)計
根據(jù)我們多年來對應(yīng)急系統(tǒng)業(yè)務(wù)的深入理解，以及我們多年來在應(yīng)急系統(tǒng)（如110、122、120、119和環(huán)保110等）的成功開發(fā)經(jīng)驗，利用面向?qū)ο蠓治鲆韵到y(tǒng)化、工程化的技術(shù)，提出了基于大中城市的應(yīng)急系統(tǒng)模型。
2.1 CERS的組成設(shè)計
CERS的建設(shè)分為五個部分：
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(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計
應(yīng)用系統(tǒng)采用基于Intranet/Internet結(jié)構(gòu)、C/S模式與B/S模式相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)。應(yīng)用系統(tǒng)由以下5個部分組成：
一、指揮調(diào)度系統(tǒng)
1、指揮調(diào)度系統(tǒng)
系統(tǒng)中包括的主要模塊有調(diào)度處警模塊、GPS信息接收模塊、通信監(jiān)控模塊、監(jiān)控控制模塊、顯示控制模塊、數(shù)字錄音模塊、現(xiàn)場圖像傳輸控制模塊、處置部門信息通信模塊、GIS模塊、信息管理及查詢模塊和模擬演練模塊、應(yīng)急培訓(xùn)模塊等。
系統(tǒng)在接到重大警情以后，可以利用電子地圖系統(tǒng)快速確定位置，得到周圍道路、交通情況等信息，根據(jù)警力情況為指揮人員提供該位置的預(yù)設(shè)方案，并根據(jù)警力力量的分布情況計算出車輛的最佳行進(jìn)路線，供指揮人員進(jìn)行參考。與此同時還可以通過警力信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)檢索出該位置的詳細(xì)資料，以便根據(jù)實際情況確定相應(yīng)的措施。方案確定以后，指揮系統(tǒng)可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)（或其他通信手段）將出車命令直接下達(dá)到各個警點。
2、移動指揮系統(tǒng)（現(xiàn)場系統(tǒng)）
系統(tǒng)配置的設(shè)備主要有無線通信設(shè)備、移動警情終端臺、現(xiàn)場圖像傳輸設(shè)備、現(xiàn)場實況攝像和錄像設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、GSM通信設(shè)備、文字傳真設(shè)備、輔助設(shè)備（天線、電源）等。災(zāi)情現(xiàn)場多媒體信息和視頻會議多媒體信息是數(shù)字化的圖像和聲音數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量較大，由實時記錄子系統(tǒng)負(fù)責(zé)這些信息的記錄和處理，包括：記錄的開始、結(jié)束控制，記錄的格式，對記錄后的數(shù)據(jù)的預(yù)處理，多媒體數(shù)據(jù)的入庫與查詢播放。災(zāi)情現(xiàn)場和視頻會議多媒體信息傳到指揮中心后，同時送到中心控制與實時記錄兩個子系統(tǒng)。中心控制子系統(tǒng)負(fù)責(zé)實時顯示控制，實時記錄子系統(tǒng)負(fù)責(zé)記錄、處理與查詢等。
現(xiàn)場系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成
3、處置力量部門系統(tǒng)
各處置力量部門終端機接到指揮中心命令時，系統(tǒng)立即自動觸發(fā)警鈴，打印出車單（包括出車類型、現(xiàn)場三級圖、推薦行車路線、重點應(yīng)急單位應(yīng)急預(yù)案等），并回復(fù)指揮中心命令接收完成。
二、領(lǐng)導(dǎo)輔助決策系統(tǒng)
主要具有以下功能：
統(tǒng)計分析的功能，提供關(guān)鍵區(qū)域及要害部位的安全監(jiān)督動態(tài)信息，完成數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計，生成各種統(tǒng)計匯總報表，根據(jù)不同的統(tǒng)計分析要求，在電子地圖上以不同色塊（顏色）和統(tǒng)計報表（文字）兩種直觀的表達(dá)方式，多方位多角度地顯示出統(tǒng)計分析結(jié)果。
事件分析功能，可快捷地估算事件、災(zāi)情、爆炸等事件造成的破壞區(qū)域和影響范圍；在平面布置圖上標(biāo)出危險區(qū)、隔離區(qū)和警戒區(qū)，給出各區(qū)域危害程度和防護(hù)要求等信息；對危險區(qū)、隔離區(qū)和警戒區(qū)進(jìn)行分析，列出區(qū)域內(nèi)相關(guān)設(shè)備；給出應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)圖，列出應(yīng)急響應(yīng)隊伍的聯(lián)系電話、聯(lián)系人、主要職責(zé)等信息；提供電子白板功能，可在事件模擬圖上根據(jù)具體情況現(xiàn)場布置車輛，并可及時反饋到異地。
三、基于Web GIS的信息發(fā)布系統(tǒng)
本系統(tǒng)以功能為中心，各個部門、人員根據(jù)權(quán)限的不同對系統(tǒng)擁有不同的操作及使用權(quán)限，也就是說根據(jù)應(yīng)急所有部門的業(yè)務(wù)功能將整個系統(tǒng)設(shè)計成一個統(tǒng)一界面，以功能劃分模塊，整個系統(tǒng)是由功能模塊有機結(jié)合而成的，而登錄用戶按所屬部門、職位享有相應(yīng)的功能模塊操作權(quán)限。
2.1.2 數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是一個以應(yīng)急指揮中心為核心，以各聯(lián)動單位調(diào)度中心為節(jié)點的分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)有地圖數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫、動態(tài)數(shù)據(jù)庫、經(jīng)驗知識庫、統(tǒng)計分析庫、柵格圖像庫、文檔數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫、方法數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫字典。其中空間信息數(shù)據(jù)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(tǒng)的重要組成部分。按照應(yīng)急系統(tǒng)的要求，以及現(xiàn)有設(shè)備及現(xiàn)有信息系統(tǒng)的狀況，并考慮到地理狀況及高速發(fā)展的現(xiàn)實情況，我們做了如下的數(shù)據(jù)分析：
1、地理信息數(shù)據(jù)：
轄區(qū)的山川、河流、水庫、公園、公路、街道、路、巷、建筑物、度假區(qū)等社會公共地理信息；固定電話安裝信息；重要建筑物、機場、碼頭等的建筑平面圖信息；社區(qū)分布、人口密度圖及人群成分特點信息。
各應(yīng)急力量的空間物理位置及地理坐標(biāo)、轄區(qū)范圍；
全市各應(yīng)急設(shè)備分布及應(yīng)急設(shè)備工作情況；自然水源的空間物理位置及地理坐標(biāo)；各重點防火單位及高層建筑的空間物理位置及地理坐標(biāo)；
重點控制部位有很大一部分在測繪地圖上已標(biāo)注，根據(jù)警務(wù)工作的要求重新標(biāo)明或加注。
2、屬性信息：各地理信息相對應(yīng)的屬性信息。
3、GPS信息：GPS信號來源于即將開發(fā)的專用系統(tǒng)，它是“坐標(biāo)+信息”形式的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)在時間上有較好的連續(xù)性。
二、數(shù)據(jù)的分層管理
本系統(tǒng)涉及信息量巨大，合理的分層管理是提高系統(tǒng)響應(yīng)速度的關(guān)鍵。我們建議將數(shù)據(jù)分為以下幾類，即基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)、點位數(shù)據(jù)、部門特殊需求數(shù)據(jù)。每一類數(shù)據(jù)根據(jù)詳細(xì)程度再進(jìn)行分級，一般為兩到三級。根據(jù)地圖顯示的視野，系統(tǒng)能自動選擇顯示相應(yīng)級別的數(shù)據(jù)。盡管在數(shù)據(jù)庫里的圖層很多，但要保證系統(tǒng)在任何時候顯示的地圖圖層數(shù)量都控制在十層左右，從而有效地降低負(fù)載，保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
1 基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)
基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)實際上是基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)，包括行政區(qū)域、湖泊、河流、居民區(qū)、公共建筑物等，它們主要是面類數(shù)據(jù)。
2 道路數(shù)據(jù)
嚴(yán)格來講，道路數(shù)據(jù)和點位數(shù)據(jù)也屬于基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)。但為了體現(xiàn)這兩類數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的重要性，故需單獨處理。道路數(shù)據(jù)包括路面數(shù)據(jù)和路網(wǎng)數(shù)據(jù)，特別是路網(wǎng)數(shù)據(jù)，要進(jìn)行特殊的處理。路面數(shù)據(jù)是以面的形式所表現(xiàn)的道路,這種方式的優(yōu)點在于美觀和直觀，但是不利于分析。對于系統(tǒng)來說更重要的是路網(wǎng)數(shù)據(jù)，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、道路長度、寬度、線形、路面性質(zhì)、道路編碼、路段隔離設(shè)施、車道劃分、設(shè)計車速、容量等。
3 點位數(shù)據(jù)
點位數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中占有很重要的位置，很多情況下點位數(shù)據(jù)是很重要的定位參考點。點位數(shù)據(jù)分為兩大類，一類是公共性點位數(shù)據(jù)，如：黨政首腦機關(guān)；企事業(yè)單位；公共電汽車站點；客貨交通類，包括長途汽車站、火車站、航空港、貨運站等、大型公共建筑：包括體育場館、醫(yī)院、急救站、標(biāo)志性建筑，包括火車站、機場、天塔、大型商場、大型國家機關(guān)等。另一類是特殊點位數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能不顯示，但是對系統(tǒng)是重要的定位參考數(shù)據(jù)。如：門牌號碼地址分布點位、電話號碼分布點位。這些數(shù)據(jù)的收集工作量也非常的大，但對于系統(tǒng)來說是必不可少的，故也需要仔細(xì)規(guī)劃。
4 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
警力及其管理轄區(qū)、應(yīng)急水源等。
三、數(shù)據(jù)庫
按照數(shù)據(jù)功能及其與地理信息的相關(guān)特點，數(shù)據(jù)分為地理數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。社會應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)各部門的管理過程中主要有兩種數(shù)據(jù)：屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)包括大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)是反映應(yīng)聯(lián)系統(tǒng)信息的空間坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)(如事發(fā)地點、派出所位置等)，主要指地圖圖形。如果把屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)緊密結(jié)合在一起，將使得整個社會應(yīng)急聯(lián)動信息的管理更加方便快捷和形象直觀，并徹底改變社會應(yīng)急聯(lián)動規(guī)劃、建設(shè)、實施、管理及資料保存的傳統(tǒng)模式，從而實現(xiàn)社會應(yīng)急聯(lián)動管理的計算機自動化。
分 布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。它將以指揮中心為核心，各聯(lián)動單位指揮中心和移動指揮中心為節(jié)點。
2.1.3 支撐平臺設(shè)計
支撐平臺有計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、有/無線通信系統(tǒng)、圖像傳輸系統(tǒng)、電源及機房、軟件支撐平臺等。其中，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括指揮中心、二級指揮中心與移動指揮中心、業(yè)務(wù)執(zhí)行機構(gòu)（如：應(yīng)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)、與移動指揮中心的遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)絡(luò)。指揮中心與二級指揮中心、分支機構(gòu)、移動中心之間有語音通信、數(shù)據(jù)通信，指揮中心與移動中心有語音通信、數(shù)據(jù)通信（無線）、現(xiàn)場圖像傳輸；指揮中心與公安其它機構(gòu)通過撥號網(wǎng)絡(luò)訪問（內(nèi)網(wǎng)），指揮中心與普通老百姓通過撥號網(wǎng)絡(luò)訪問（外網(wǎng)）。
一、計算機網(wǎng)絡(luò)
計算機與網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)支撐系統(tǒng)運行的三級計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機和外設(shè)。
二、有/無線通訊網(wǎng)絡(luò)
有線/無線通信系統(tǒng)提供CERS需要的有線/無線通信鏈路，是系統(tǒng)全部信息的輸出/輸入載體。包括程控用戶交換機、接警座席臺及數(shù)字錄音系統(tǒng)、無線通信網(wǎng)（800M集群系統(tǒng)、350M集群系統(tǒng)）和有線通信網(wǎng)絡(luò)。
三、監(jiān)控與圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)
圖像監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控場所（包括市級機關(guān)、交通路口、公共場所、金融機構(gòu)、大型商場、郵電通信樞紐、車站、碼頭等）進(jìn)行實時集中監(jiān)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(jiān)視器和首長多媒體終端等顯示設(shè)備上。
現(xiàn)場圖像傳輸與處理系統(tǒng)將現(xiàn)場的災(zāi)情實況視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸，送到現(xiàn)場指揮車或應(yīng)急通信指揮中心進(jìn)行顯示和存儲。
四、GPS系統(tǒng)
GPS子系統(tǒng)主要用于及時、準(zhǔn)確地掌握被控車輛和船舶等移動目標(biāo)的實時情況和準(zhǔn)確位置。采用GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM全球移動通訊技術(shù)、GIS地理信息處理技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在現(xiàn)有GSM、GPRS通訊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出的一套社會綜合防范和遠(yuǎn)程監(jiān)控、通訊、管理、調(diào)度系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程無線監(jiān)控、調(diào)度所有在GSM網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的警用車輛、急救車輛、應(yīng)急車輛、出租車輛、租賃車輛、民用車輛等移動目標(biāo)。移動目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)、其他指令及各類報警數(shù)據(jù)均由GSM信令信道傳送到數(shù)據(jù)處理中心，并可根據(jù)需要自動接通預(yù)先設(shè)置的號碼進(jìn)行語音通話。
五、大屏顯示系統(tǒng)
大屏幕顯示系統(tǒng)主要進(jìn)行應(yīng)急地理信息顯示、應(yīng)急車輛狀態(tài)顯示、氣象顯示、應(yīng)急實力信息顯示、災(zāi)情受理地點顯示、主要交通道口交通狀態(tài)顯示和部分重點保衛(wèi)目標(biāo)監(jiān)控顯示。指揮中心實現(xiàn)對指揮系統(tǒng)控制區(qū)的各種情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)管。大屏幕投影系統(tǒng)負(fù)責(zé)實現(xiàn)直觀、完整、準(zhǔn)確、清晰、靈活的顯示各項信息，包括：各種地理信息、車輛狀態(tài)顯示、氣象信息顯示、實力顯示、受理信息顯示。這類信號由計算機相關(guān)軟件生成，在現(xiàn)場計算機顯示器上顯示，同時調(diào)入所需要的信息在大屏幕作任意大型顯示。便于整體統(tǒng)籌，指揮。同時指揮中心計算機與其它會議室（兼指揮室）計算機聯(lián)網(wǎng)，使其它會議室可通過局域網(wǎng)調(diào)用所需信息在會議用投影機上顯示。
六、支撐軟件
支撐軟件平臺系統(tǒng)包括計算機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)和應(yīng)用軟件開發(fā)平臺系統(tǒng)等。以下是我們的一個實例：
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：Oracle .
GIS支撐平臺：Mapinfo profession MAPBASIC
OA平臺：Lotus Domino
開發(fā)平臺：DelpHi VC Jbuilder
操作系統(tǒng)：Windows Advance Server
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP
軟件平臺結(jié)構(gòu)：軟件平臺采用Ｃ／Ｓ＋Ｂ／Ｓ結(jié)構(gòu)
2.1.4 標(biāo)準(zhǔn)與接口設(shè)計
系統(tǒng)接口：本應(yīng)用系統(tǒng)是一個復(fù)雜的各種技術(shù)、各種相關(guān)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的集成系統(tǒng)，因此系統(tǒng)接口設(shè)計十分重要。系統(tǒng)接口分為外部接口、內(nèi)部接口。接口有數(shù)據(jù)接口、軟件接口、硬件接口。
標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)是CERS的核心工作。
2.1.5 系統(tǒng)安全的設(shè)計
安全設(shè)計從系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫安全兩方面進(jìn)行了設(shè)計。
2.2 CERS的框架設(shè)計
采用B/S與C/S相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)。
一、Client/Server體系結(jié)構(gòu)
Client/Server是一種目前發(fā)展已經(jīng)非常成熟的計算機體系結(jié)構(gòu)。在此之前，信息系統(tǒng)一般采用文件共享的方式，通過直接訪問數(shù)據(jù)庫來達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。Client/Server體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)格地定義了客戶端和服務(wù)器端對信息數(shù)據(jù)的處理范圍。即客戶端要訪問服務(wù)器端的數(shù)據(jù)時，一定是以特定的描述語言，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端的這個請求。請求處理完畢后，服務(wù)器端再將處理結(jié)果回傳給客戶端。這樣才算一個訪問過程的結(jié)束。Client/Server體系結(jié)構(gòu)發(fā)展到今天已經(jīng)非常成熟了，它可以把實現(xiàn)友好人機交互界面的任務(wù)交給客戶端處理，而服務(wù)器端只需完成數(shù)據(jù)的存儲和處理。這種體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：系統(tǒng)功能強大、交互能力強、系統(tǒng)運行效率高，并且開發(fā)工具和開發(fā)手段可選擇性強。缺點是：所開發(fā)出來的系統(tǒng)相對比較封閉，主要適合于數(shù)據(jù)管理方式；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)周期長；安裝和維護(hù)比較麻煩。
二、Browser/Web Server體系結(jié)構(gòu)
為了克服Client/Server體系結(jié)構(gòu)所存在的問題，最近幾年來，隨著Internet技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，特別是瘦客戶機概念的提出和發(fā)展，提出了以Browser/Web
Server體系結(jié)構(gòu)為代表的多層Client/Server體系結(jié)構(gòu)，作為對Client/Server體系結(jié)構(gòu)的補充和發(fā)展。Browser/Web
Server體系結(jié)構(gòu)將Client/Server體系結(jié)構(gòu)的兩層結(jié)構(gòu)發(fā)展到三層結(jié)構(gòu)，一般可以認(rèn)為是在原有的Client層和Server層之間加入了Application
Server層（也稱為中間件層）。Application Server層承擔(dān)了原來Client/Server體系結(jié)構(gòu)中Client層和Server層的部分任務(wù)，這樣使得Client層和Server層所承擔(dān)的任務(wù)相對減輕。Client層變成比較統(tǒng)一的界面，Server層主要處理信息數(shù)據(jù)的存儲和管理任務(wù)，Application
Server層負(fù)責(zé)具體數(shù)據(jù)的處理任務(wù)，而且可以根據(jù)處理任務(wù)的變化而變化。Browser/Web Server體系結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是對Client端設(shè)備的要求逐步降低，運行維護(hù)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(tǒng)開發(fā)的工作量，縮短了開發(fā)周期。主要缺點是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(tǒng)的運行環(huán)境要求較高。
3. CERS面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)與我們的對策
3.1 CERS的分析
CERS實施的核心是要盡量提高事件反應(yīng)速度，縮短事件反應(yīng)和撲救的時間。CERS與其它集成系統(tǒng)相比，最大的特點是：
3.1.1 實時性要求高，應(yīng)急反應(yīng)要及時
CERS實時性要求高，這就要求實現(xiàn)各個層次的互聯(lián)互通，如有/無線數(shù)字鏈路、有/無線語音鏈路、有/無線圖像鏈路的互聯(lián)互通；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互操作、軟件的互操作與語義的互操作。
3.1.2 具有移動辦公的特點
這是CERS最大的特點。系統(tǒng)設(shè)計要重點考慮這個特點。
3.1.3 具有分布性、異構(gòu)性、海量性和動態(tài)實時性特點
要實現(xiàn)各個層次的互操作。
一、數(shù)據(jù)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、語義的互操作
還剛剛起步。
3.2 CERS面臨的挑戰(zhàn)
1．需要集成多個行業(yè)或部門的業(yè)務(wù)：CERS需要集成公安、消防、交管、120、供電、市政和政府等部門的應(yīng)急業(yè)務(wù)。目前的集成大都專注于技術(shù)層面的互聯(lián)互通，并有效地實現(xiàn)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(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)間通訊會存在多詞一義、一詞多義或近義等語義沖突；
2．需要動態(tài)實時集成不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的已有或新建應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)是分布的、異構(gòu)的，集成規(guī)模大；
3．集成的業(yè)務(wù)流程會動態(tài)增刪修改，如開始可能是110、120、119的聯(lián)動，隨著時間的推移，會有電力搶險、地震救急等業(yè)務(wù)加入；
4．系統(tǒng)不能理解應(yīng)急預(yù)案，所以不能按預(yù)案自動調(diào)度；
5．GIS是應(yīng)急指揮的重要手段，CERS需要實現(xiàn)時空集成。
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(shù)據(jù)技術(shù)
3.3.2 實施思路：建立集成框架，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成
CERS是一個復(fù)雜的集成系統(tǒng)，必須堅持“總體設(shè)計、分步實施”的原則。本著業(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)動單位的業(yè)務(wù)模型、系統(tǒng)模型和功能需求。
深入分析現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，理清思路。
深入分析各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接口，建立一系列業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。
在標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)下，建立集成框架的編碼標(biāo)準(zhǔn)、通訊協(xié)議和應(yīng)用模型。
在集成框架的指導(dǎo)下，進(jìn)行各系統(tǒng)的開發(fā)。
CERS是一個系統(tǒng)集成的項目，需要制定一系列信息交換的數(shù)據(jù)編碼和通訊協(xié)議。
一、建立業(yè)務(wù)模型與系統(tǒng)模型
建立CERS的UML模型是系統(tǒng)設(shè)計與實施的基礎(chǔ)，應(yīng)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(dá)成一致的關(guān)鍵基礎(chǔ)和共同理解。每個業(yè)務(wù)都有各自的領(lǐng)域ontology，與通用模型有映射規(guī)則。業(yè)務(wù)系統(tǒng)收到的共享信息符合通用模型，所以能理解，并按映射規(guī)則轉(zhuǎn)成領(lǐng)域模型描述進(jìn)行處理。發(fā)出信息時需按映射規(guī)則轉(zhuǎn)成通用模型，其它系統(tǒng)就能理解，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)集成。增刪一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)時，其它系統(tǒng)不需改動。此外系統(tǒng)能理解用E2M描述的應(yīng)急預(yù)案，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)預(yù)案的自動調(diào)度；系統(tǒng)對多個部門聯(lián)合行動的事件的處置內(nèi)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具有語言/平臺/中間件無關(guān)性、重用性和可擴充性，E2M將語義從傳送機制和應(yīng)用接口中分離出來，使得集成更強壯，對集成技術(shù)的更新有更強的適應(yīng)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及Adapter Service、元數(shù)據(jù)庫及集成協(xié)調(diào)器與供二次開發(fā)的API及Web
Service工具集，它實現(xiàn)了數(shù)據(jù)互操作，軟件互操作與語義互操作。集成總線是一組面向領(lǐng)域的編碼標(biāo)準(zhǔn)與通訊協(xié)議。與總線標(biāo)準(zhǔn)不符的老系統(tǒng)和其它相關(guān)系統(tǒng)只需編寫Adapter
Service就能被集成。元數(shù)據(jù)庫是集成框架的核心，管理系統(tǒng)中的所有信息與應(yīng)用服務(wù)，屏蔽信息及服務(wù)的分布性與異構(gòu)性。集成協(xié)調(diào)器用于數(shù)據(jù)的更新，元數(shù)據(jù)的管理。Ontology則用于定義描述領(lǐng)域相關(guān)元數(shù)據(jù)的術(shù)語。數(shù)據(jù)交換格式與通訊協(xié)議均用XML定義。所有應(yīng)用通過SOAP協(xié)議實現(xiàn)互操作。這一集成框架實現(xiàn)了大規(guī)�？臻g信息及服務(wù)的動態(tài)集成，能保護(hù)已有投資，并能集成網(wǎng)上豐富的商業(yè)Web
Service，是一個開放的可擴充的框架。
集成幾十家不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用以增加(或重組)新的大型業(yè)務(wù)應(yīng)用成為當(dāng)前IT建設(shè)的主流。應(yīng)用集成面臨的最大問題是不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域的術(shù)語存在一詞多義、同詞不同義、多詞一義等語義沖突。解決語義沖突，實現(xiàn)應(yīng)用集成是ontology最重要的應(yīng)用之一，也是目前國際IT界研究的熱點。我們提出了“中介抽象ontology法”來解決語義沖突。該方法適合大規(guī)模的應(yīng)用集成，且不需改造原有各應(yīng)用的ontology。首先分析城市應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)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(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)模型，并在此基礎(chǔ)上建立ontology模型。該模型包含了應(yīng)急領(lǐng)域的抽象術(shù)語，即應(yīng)急領(lǐng)域的抽象ontolog模型，可作為混合法中的公共ontology。當(dāng)新的應(yīng)急業(yè)務(wù)領(lǐng)域增加時，很容易生成它與抽象ontology間的映射。當(dāng)一個應(yīng)用使用另一個應(yīng)用的術(shù)語時，先通過這些映射將一個應(yīng)用的術(shù)語轉(zhuǎn)成抽象ontology中的術(shù)
語，再轉(zhuǎn)成另一應(yīng)用的術(shù)語，以實現(xiàn)語義互操作。
三、建立接口標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范
建立集成總線中的信息編碼標(biāo)準(zhǔn)和通訊協(xié)議。
3.4 我們已有的研究成果與開發(fā)經(jīng)驗
3.4.1 CERS研究與建設(shè)的初步成果
已經(jīng)建立了應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)CERS的業(yè)務(wù)模型
已經(jīng)建立了應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)CERS的UML模型
部分建立了應(yīng)急聯(lián)動領(lǐng)域的術(shù)語表
部分建立了應(yīng)急聯(lián)動領(lǐng)域的ontology
已經(jīng)建立了應(yīng)急事件的ontology模型E2M
已經(jīng)建立了大規(guī)�？臻g信息服務(wù)集成框架
已經(jīng)設(shè)計了解決多業(yè)務(wù)集成語義沖突的方法
正在搭建應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)的實驗環(huán)境，119 120 110三個的聯(lián)動
3.4.2 應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗
我們對應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)中各聯(lián)動單位的業(yè)務(wù)流程有較為深刻的理解和開發(fā)實踐經(jīng)驗，如應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)的前期設(shè)計、多個城市的110、119、120、12369、122。
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