基于GIS的综合应急救援系统的建设硕士学位论文.docx
- 文档编号:15758661
- 上传时间:2023-07-07
- 格式:DOCX
- 页数:60
- 大小:430.01KB
基于GIS的综合应急救援系统的建设硕士学位论文.docx
《基于GIS的综合应急救援系统的建设硕士学位论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于GIS的综合应急救援系统的建设硕士学位论文.docx(60页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
基于GIS的综合应急救援系统的建设硕士学位论文
硕士学位论文
基于GIS的综合应急救援系统的建设
AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirements
fortheDegreefortheMasterofEngineering
GIS-basedIntegratedEmergencyRescueSystemBuilding
Candidate:
Major:
SoftwareEngineering
Supervisor:
HuazhongUniversityofScience&Technology
Wuhan430074,P.R.China
July,2008
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期:
2008年7月9日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本论文属于
保密□,在年解密后适用本授权书。
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)
学位论文作者签名:
指导教师签名:
日期:
年月日日期:
年月日
摘要
随着现代化生产和工业化规模的不断扩大,我国许多企业都存在着众多的重大危险源,然而由于安全生产管理体制的障碍,导致很多企业的生产安全基础薄弱,生产事故屡屡发生,特别是重大火灾、爆炸、危险品泄漏等事故严重危及到人民的生命财产安全、社会稳定和经济发展,安全生产状况很不乐观。
作为一个大型国企业,如何构建一个和谐稳定的安全生产环境,提高企业对重大事故快速反应和及时救援能力,已成为现代企业管理中急需解决的问题。
建立企业应急救援系统,是多家企业达成的共识,其中的GIS系统以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能独树一帜,使应急救援系统优势更加突出,功能倍增。
本人主要完成了“基于GIS的中国铝业应急救援指挥系统”中的核心应用技术的研究与开发。
首先讨论了建立应急指挥决策系统的必要性及GIS在应急指挥决策系统中的重要性,分析了国内外应急救援指挥系统的现状和发展,研究并解决了应急救援指挥体系中的主要关键技术,在此基础上结合中国铝业的实际情况,设计并实现了中国铝业应急救援指挥系统。
系统采用B/S结构,选择Java语言与Oracle10g为开发环境,采用了Struts架构和Hibernate中间件,按照软件工程方法,首先对系统进行了需求分析,并使用UML面向对象建模技术,逐步给出系统的用例图,然后通过将系统分为基础信息管理模块、预案管理模块、GIS模块、救援通讯调度模块和事故灾害分析模块五个主要模块进行了系统的总体设计和数据库的设计,最后给出了系统核心模块的实现。
利用现代化信息技术与通信手段,建立数字化应急预案、应急救援指挥、应急统计与分析等系统,最大限度地降低中国铝业公司突发事件的负面效应,进一步提高应急救援响应能力,实现了安全生产应急救援指挥中心对所有成员企业和分子公司安全生产事故的应急救援指挥管理功能。
关键词:
应急救援案例推理应急预案地理信息系统(GIS)
Abstract
Withmodernizationandindustrializationscaleproductioncontinuestoexpand,manyenterprisesinChinaarecommoninmanymajorsourceofdanger,butbecauseofsecuritybarriersandproductionmanagementsystem,resultinginmanyofChina'senterprisesinthemanufacturingofaweakfoundation,repeatedaccidentsoccurred,andespeciallymajorfire,explosion,leakdangerousgoodsincidentsseriouslyendangeredthepeople'slifeandpropertysafety,socialstabilityandeconomicdevelopment,andproductionsafetysituationveryoptimistic.Aslarge-scaleenterprises,Howtobuildaharmoniousandstablesecurityenvironment,andenhancetheirquickresponsetomajorincidentsandtimelyrescuecapabilityhasbecomeamodernenterprisemanagementurgentproblem.
Theestablishmentofenterprisesemergencyrescuesystem,theenterprisemakesallwalksoflifereachedaconsensus,theGISsystemwithitsuniquehybriddatastructureandfunctionofthegeographicalspaceisunique,sothatemergencyrescuesystemmoreobviousadvantages,doublefunction.IcompletedthemainGISinthe"ChinaAluminumemergencyrescuecommandsystem"intheapplicationofcoretechnologyresearchanddevelopment.First,wediscussthenecessaryofEmergencyRescueCommandSystem,andexplainthestatusanddevelopmentofERCSindomesticandforeignmarkets.studyandsolvetheemergencyrescuecommandsysteminthekeytechnologiesinthiscombinationonthebasisoftheactualsituationinChinaAluminumIndustry,anddesignedandimplementedtheChinaAluminumemergencyrescuecommandsystem.SystemusingB/Sstructure,choiceoftheJavalanguageanddevelopmentenvironmentfortheOracle10gusingtheStrutsframeworkandHibernatemiddleware,accordingtosoftwareengineeringmethodology,thesystemdemandanalysis,andtheuseofobject-orientedUMLmodelingtechnology,andgraduallygivensystemusecase,andthenthroughthebasisofinformationmanagementsystemsintomodules,planmanagementmodule,GISmodule,dispatchingrescuecommunicationsmoduleandaccidentanalysismoduledisasterfivemainmodulesofthesystemdesign,includingthedesignandfunctiondatabasedesign,thefinalmoduleisthecoreofthesystemisrealized.
Theuseofmoderninformationtechnologyandmeansofcommunicationandestablishadigitalcontingencyplans,emergencyrescuecommand,andemergencystatisticsandanalysissystem,minimizingtheChinaAluminumCompanyofthenegativeeffectsofsuddenevents,andfurtherenhanceemergencyrescueresponsecapabilitytoachievesafeproductionEmergencyRescueCommandCenterofallmembersofenterprisesandcompaniesofproductionsafetyaccidentemergencyrescuecommandandmanagementneeds.
Keywords:
EmergencyrescueCase-basedreasoningContingencyplans
GeographicInformationSystem(GIS)
目录
摘要I
AbstractII
目录IV
1绪论1
1.1研究背景与意义1
1.2国内外研究概况2
1.3论文的主要研究内容4
2关键技术研究5
2.1应急预案5
2.2地理信息系统6
2.3Java语言9
2.4Struts架构10
2.5Hibernate中间件11
2.6本章小结12
3基于GIS的应急救援系统的需求分析13
3.1核心功能需求分析13
3.2系统用例图15
3.3角色描述17
3.4用例描述18
3.5本章小结20
4基于GIS的应急救援系统的系统设计21
4.1技术架构设计21
4.2模块结构设计23
4.3数据库设计33
4.4本章小结36
5基于GIS的应急救援系统的实现37
5.1开发技术选择37
5.2系统功能模块实现37
5.3数据库访问实现43
5.4本章小结44
6系统测试46
6.1测试用例46
6.2测试环境与配置46
6.3测试方法和工具47
6.4测试情况49
6.5测试数据与总结49
6.6本章小结50
7总结与展望51
7.1全文总结51
7.2课题展望52
致谢53
参考文献54
1绪论
1.1研究背景与意义
近年来,随着现代化生产和工业化规模的不断扩大,在我国的许多企业中普遍存在着众多的重大危险源。
然而由于安全生产管理体制障碍、国家投入欠缺和重大安全体系及制度缺失,导致我国很多企业的生产安全基础薄弱,生产事故屡屡发生,特别是重大火灾、爆炸、危险品泄漏等事故严重危及到人民的生命财产安全、社会的稳定和经济的发展,安全生产状况很不乐观。
近年来我国安全生产伤亡事故情况如表1-1所示。
表1-1近年来我国安全生产伤亡事故情况
近年来我国安全生产伤亡事故情况
所有事故
特大事故(一次死亡10人以上)
事故起数
死亡人数
事故起数
死亡人数
2007年
489810
97252
74
1353
2006年
627158
112822
95
1570
2005年
727945
126760
134
3049
从上面的统计数据可以看出我国安全生产形势逐年好转,生产事故不断下降,但是特大事故依然频频发生。
如何构建一个和谐稳定的安全生产环境,提高企业对重大事故快速反应和及时救援的能力,最大限度地减少人员的伤亡,已成为现代企业安全管理中急需解决的问题。
作为以生产为主的企业,中国铝业公司在加强生产管理和调度管理的同时,加强安全环保管理,最大限度的保障生产过程的安全,并且在事故到来时及时的开展抢险救援,减少人身伤亡和财产损失的需要更显得意义重大。
中国铝业公司涉及到矿山、危化品和特种设备等,成员企业相对分散,借助网络化的电子手段实现各专业企业安全管理,提高事故响应能力并开展应急救援就显得十分重要。
另外,根据《全国安全生产应急救援体系总体规划方案》要求,中国铝业公司需要建设其安全生产应急救援系统,并且围绕中国铝业公司成员企业生产过程,建设自己的救援指挥中心。
在此背景情况下,中国铝业公司于2006年正式立项开始“中国铝业公司应急救援指挥系统”的建设。
基于GIS的应急救援指挥系统是利用计算机、网络、通讯等技术为事故处理人员提供必要的辅助决策信息,并将公安、消防、交通、医疗等各种应急服务资源整合在一起,为企业提供一个统一的应急通讯调度平台,使企业可以方便的进行跨部门的统一指挥,从而加强部门之间的配合和协调,提升企业的事故应急救援能力,最大限度减少各种事故所造成的生命财产损失。
建立应急救援指挥系统与安全生产息息相关,是安全生产的保障。
它的建立对于提高应急救援能力,控制事故恶化和保障人民群众安全具有重大意义[1]。
地理信息系统(GIS)做为应急指挥系统的核心系统,起着至关重要的作用。
GIS是一种特定的空间信息系统,它是以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布信息有关数据的空间信息系统。
GIS可以实现统一的空间信息采集更新管理、统一的可视化综合空间信息服务和电子地图信息共享,能够把不直观的报表数据直观地在地图上表现出来,方便专家和领导能够第一时间了解事件的蔓延范围和需要调用的资源位置。
在综合应急救援指挥体系中,一个非常重要的理念是能够让指挥员针对当前的形势快速做出正确的决策,这就需要两方面的重要支持。
其一是要能够实时了解前线的信息,其二是要有相应的辅助工具来支持领导的决策。
这两方面都离不了GIS。
1.2国内外研究概况
GIS是20世纪60年代中期发展起来的新技术,最初为解决地理问题,至今已成为一门涉及多学科的。
1963年加拿大测量学家R.FTomlinson首先提出了GIS这一术语,建成了世界上第一个GIS,并将其用于自然资源的管理和规划。
进入到20世纪70年代,由于计算机软硬件水平的提高,促使GIS朝着实用方向迅速发展,一些经济发达国家先后建立了许多专业的GIS,在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。
20世纪80年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大的的提高,GIS的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用,成为辅助决策的工具,并促进了地理信息产业的形成。
GIS经过40多年的发展,已经成为信息技术的重要组成部分,在资源管理、城市规划、环境管理、设施管理、应急救援管理等窨信息相关领域得到了广泛的应用,形成多层次多尺度的应用格式。
我国基于GIS的应急救援系统的建设起步较晚,但是有了国外先进技术的引入,其发展很快,目前我国安全生产领域的应急管理和应急救援指挥体系也日趋完善,以国务院安全生产委员会为核心,由国家安全生产监督管理总局与国务院有关部门和省级人民政府共同构成了安全生产应急救援协调指挥和领导决策层。
同时,安全生产应急救援指挥执行机构逐步建立起来。
国家有关部门已批准成立了国家安全生产应急救援指挥中心,具体履行全国安全生产应急救援综合监督管理的行政职能,协调指挥安全生产事故灾难应急救援工作,一些部门的安全生产应急管理机构也逐步建立起来,消防、海上搜救、核工业、铁路、民航、电力等方面的应急救援指挥体系也逐步完善。
此外,地方安全生产应急管理机构也逐步建立起来,有15个省区市设立了应急办,有8个省区市设立了安全生产应急救援指挥中心。
如南宁市在借鉴美国gn应急联动的模式基础上,建设了我国第一个由政府直接管理的应急联动救援系统,将公安、消防、医疗急救等纳入了该系统,实行统一接处警,朝着与国际接轨的方向发展。
南宁市应急联动系统于2001年投入运行,总投资近1.7亿元,共有50多个单位参加联动。
系统利用集成的数字化、网络化技术将公安110、消防119、急救120、交警122等整合在一起,形成一个统一的指挥调度平台,从而实现了跨部门、跨警区以及不同警种之间的统一指挥、协调一致,使高效应急、联合行动成为现实。
当接警台接到报警时,指挥中心可自动对该报警电话进行分类,并转给相应部门处理,凡遇重大突发事故,指挥中心可以在1分钟内向60个部门同时发出指令,立即责成有关部门进行抢险、救护、保卫等,缩短了救援时间。
另外,一些大中型企业设立了专门负责应急管理和应急救援工作的机构。
如中石化、中国远洋、中国核工业集团等都建立了应急管理系统和应急救援指挥机构,国家电网公司成立了大面积停电应急处理领导小组等[2]。
1.3论文的主要研究内容
本文以安全生产事故应急救援体系为研究对象,在借鉴国内外应急救援指挥系统的先进经验基础上,构建了基于GIS的中国铝业应急救援指挥系统,系统采用了应急预案技术、计算机电信集成技术、地理信息技术、网络通讯技术、数据库技术等实现了应急救援的科学化、合理化和智能化,从而最大限度地保障生命财产的安全。
重点研究内容如下:
1)建立了应急救援指挥系统的总体框架。
2)建立应急预案。
3)建立了基于SuperMap的GIS系统。
为救援中心提供快速、准确的地理位置定位,显示相应的属性信息,协助决策人员直观、形象地对事故地点以及周围环境进行分析,最终形成有根据的,准确的救援方案。
4)介绍了系统实现的主要技术,包括Java语言、Struts架构、Hibernate中间件技术、地理信息系统等。
2关键技术研究
本章简单阐述了系统开发中应用到的关键技术,包括开发系统所使用的应急预案、地理信息系统、Java语言、Struts架构和Hibernate中间件,作为系统开发所使用的主要技术环境。
2.1应急预案
应急预案指面对突发事件如自然灾害、重特大事故、环境公害及人为破坏的应急管理、指挥、救援计划等。
它一般应建立在综合防灾规划上。
其几大重要子系统为:
完善的应急组织管理指挥系统;强有力的应急工程救援保障体系;综合协调、应对自如的相互支持系统;充分备灾的保障供应体系;体现综合救援的应急队伍等。
应急预案的制定一般包含以下几个步骤:
1)调查研究:
调查研究是制定应急救援预案的第一步。
在制定预案之前,需对预案所涉及的区域进行全面调查,找出并识别潜在的危险。
调查内容主要包括:
危险性物品的种类、数量、分布状况;当地的气象、地理、环境和人口分布特点;社会公用设施及救援能力与资源现状等。
2)危险源评估。
在制定预案之前,应组织有关领导和专业人员对危险源进行科学评估,以确定危险源目标,探讨救援对策,为制定预案提供科学依据。
计划人员可以使用GIS查看大量的空间数据资料并查明危险区,着手评估危险事件(泄露或爆炸)和可能造成的后果。
并在GIS地图上标示出危险源所在的位置及事故发生后影响的范围。
3)分析总结。
根据所查明的危险区和其他地理资料数据(街道、管道、建筑物、居民区、仓库设施等),组织专人进行分类汇总,做好调查分析和总结,可以做出减灾、应急准备、应急反应和恢复规划,为制定预案做好资料准备。
4)编制预案。
视救援目标的种类和危险度,结合本地区的救援能力,编制相应的应急救援预案。
5)科学评审。
编制的预案需组织专家评审,并经修改完善后,报上级领导审定。
6)审核实施。
预案经上级领导审核批准后,正式颁布实施。
应急救援预案的目的是为了在发生事故时,能以最快的速度发挥最大的效能,有序地实施救援,达到尽快控制事态发展,降低事故造成的危害,减少事故损失。
应急救援预案是应急救援准备工作的核心内容,是及时、有效、有序地开展应急救援行动的重要保证。
2.2地理信息系统
地理信息系统(简称GIS)是人类在生产实践活动中,为了描述和处理相关地理信息而逐渐产生的计算机系统。
GIS是在计算机的支持下,对具有地理特征的空间数据进行采集、存储、检索、模拟和分析,生成并输出多种空间和动态的地理信息,从而为地理研究、环境监测、交通运输以及城市规划等提供新的知识圃。
GIS以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能独树一帜,在各行各业得到越来越广泛的应用。
一个完整地GIS主要由四个部分构成,即软件系统、地理空间数据、系统开发、管理和使用人员。
1)软件系统:
是地理信息系统运行所需的各种程序,包括:
计算机系统软件、地理信息系统软件和应用软件。
2)地理空间数据:
地理空间数据是GIS的重要资源与基础,是系统分析加工的对象,它一般包括三个方面的内容:
空间位置坐标数据、地理实体之间空间拓扑关系和相对应空间位置的属性数据。
3)系统开发、管理和使用人员:
GIS是一个复杂的系统,它从设计、建立、运行到维护的整个生命周期中,处处都离不开人的作用[3]。
地理信息系统的基本功能:
(1)数据输入。
将地理信息系统所需的各种数据以计算机能够识别的格式进行输入与存储,并保证这些数据在内容和空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。
通常可以用键盘、数字化仪、扫描仪等将不同数据源的资料转换成计算机能够识别的格式。
(2)数据处理。
主要包括数据格式化、转换、综合。
数据格式化是指不同数据结构的数据间变换,数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等,制图综合包括数据平滑、特征集结等。
(3)数据存储与组织。
这是建立地理信息系统数据库的关键步骤,涉及到空间数据和属性数据如何构造和组织以及如何将空
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 GIS 综合 应急 救援 系统 建设 硕士学位 论文