■李莉 黃圣波

3S技術(shù)在城市交通事故應(yīng)急管理中的應(yīng)用

■李莉 黃圣波

3S技術(shù)把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上，在收集大量城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動態(tài)等方面有著其他手段所難以比擬的優(yōu)勢，在社會各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，對城市公共安全和城市交通應(yīng)急管理等有著十分重要的意義。

近年來，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展和城市現(xiàn)代化水平的不斷提高，城市的地域、人口、交通量等都在迅速擴大，城市功能日益復(fù)雜化。與此同時，城市所面臨的風(fēng)險也日益增加?；馂?zāi)、爆炸、毒物泄漏、高樓坍塌、交通事故等生產(chǎn)和生活中人為因素造成的各類安全問題和事故風(fēng)險日益突出，災(zāi)害事故對城市功能正常發(fā)揮的影響越來越大。因此，建立應(yīng)急信息化系統(tǒng)，增強城市應(yīng)急反應(yīng)和防災(zāi)減災(zāi)能力，以最大限度的減少人為制造災(zāi)害或自然災(zāi)害事件對城市可持續(xù)發(fā)展和市民正常生活的不利影響，是當今世界大城市面臨的一項重要課題?！?S”技術(shù)對各級公安機關(guān)建立集中、高效、快捷的城市交通應(yīng)急管理系統(tǒng)、提高公安機關(guān)處置突發(fā)城市交通事故的能力和快速緊急救援受傷人員具有重要的現(xiàn)實意義。

3S技術(shù)集成原理和特點

“3S”技術(shù)是RS、GPS、GIS是各自獨立發(fā)展起來的技術(shù)領(lǐng)域。借助于通訊技術(shù)和計算機技術(shù)，可將它們有機地集成起來，實現(xiàn)在線的連接、實時的處理和系統(tǒng)的整體性。3S技術(shù)以地理信息系統(tǒng)為核心，構(gòu)成了對空間數(shù)據(jù)實時采集、更新、處理、分析及為各種與空間位置有關(guān)的實際應(yīng)用提供咨詢和輔助決策的強大技術(shù)體系，是空間信息技術(shù)的主要部分。

3S集成的方式可以在不同技術(shù)水平上實現(xiàn)，主要有以下三種:一是數(shù)據(jù)層面的集成，二是平臺層面集成，三是功能層面集成。3S集成既可以是三種技術(shù)的集成，也可以是其中兩種技術(shù)的集成。（具體如圖1所示）

RS與GIS集成的主要目的是把來自于兩個技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)信息集成到統(tǒng)一的坐標環(huán)境下，實現(xiàn)對多元信息的動態(tài)管理與綜合分析。RS與GPS集成的主要目的是解決智能化的信息獲取問題，利用GPS的精確定位功能解決RS的定位問題。在遙感平臺上安裝GPS可以記錄傳感器在獲取信息瞬間的空間位置數(shù)據(jù)。GIS與GPS的集成可為用戶提供全新的空間信息組合方式，滿足不同比例尺空間數(shù)據(jù)庫的建庫要求，實現(xiàn)對GIS數(shù)據(jù)庫的實時更新。3S集成是通過軟件技術(shù)等方面的開發(fā)，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了三種技術(shù)在數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)交換、功能模塊等方面的共享。

3S技術(shù)在城市交通事故應(yīng)急管理中的應(yīng)用

3S與城市交通的規(guī)劃

3S技術(shù)在城市交通規(guī)劃、建設(shè)和管理中得到了廣泛的應(yīng)用，在數(shù)據(jù)采集和空間分析已經(jīng)成果輸出等方面大大提高了城市交通規(guī)劃工作的效率。

利用RS技術(shù)獲取道路交通量。交通量是交通流的基本元素，是城市現(xiàn)狀以及規(guī)劃道路網(wǎng)絡(luò)分析評價的重要指標之一，指單位時間里，通過某一地點、某一斷面或某一車道的交通實體數(shù)目，利用遙感技術(shù)在道路交通量調(diào)查中逐漸得到運用，大大提高了工作效率。

遙感計數(shù)觀測交通量的方法主要利用了交通流的基本要素相互關(guān)系模型，描述交通流的三個要素分別為交通量、空間速度和車流密度，其關(guān)系可用三維空間來表示。

利用GIS技術(shù)進行數(shù)據(jù)管理和空間分析。城市交通規(guī)劃數(shù)據(jù)量非常大，要以這些數(shù)據(jù)進行處理及分析，必須采用全面合理、操作方便、便于擴展的存儲形式。城市交通規(guī)劃絕大部分數(shù)據(jù)與空間分布相對應(yīng)，因此，GIS與交通信息的結(jié)合是交通發(fā)展與GIS發(fā)展的自然結(jié)合。城市道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫由多個數(shù)據(jù)文件所組成，其中，以下五個數(shù)據(jù)文件是必備的，它們是：節(jié)點坐標表、交通節(jié)點類型表、網(wǎng)絡(luò)幾何要素表、網(wǎng)絡(luò)鄰接目錄表以及交通小區(qū)和節(jié)點對應(yīng)關(guān)系表。采用傳統(tǒng)方法，建立這幾個數(shù)據(jù)庫非常費時費力，而在交通規(guī)劃中采用GIS技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫，增強成果的圖形表達能力，并大大提高工作效率。

■ 圖1：3S技術(shù)集成示意圖

■ 圖2：3S技術(shù)在城市交通應(yīng)急中的應(yīng)用

利用GPS技術(shù)進行車輛定位?，F(xiàn)代車輛定位與導(dǎo)航是發(fā)展智能運輸系統(tǒng)ITS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機實時、動態(tài)確定車輛或機動車裝置的位置，辨別正在行駛的公路和所要接近的每個交叉口。

3S與城市交通系統(tǒng)管理

城市交通系統(tǒng)管理是以3S技術(shù)為突破口，提高城市交通系統(tǒng)的服務(wù)水平和管理水平，從而有效地實現(xiàn)城市交通優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略。需要的功能主要有：

數(shù)據(jù)采集。主要由車輛車載設(shè)備承擔，數(shù)據(jù)主要包括：交通的人流量、車輛運行車速及車輛駕駛狀態(tài)數(shù)據(jù)等。

信息發(fā)布。能夠分別為決策者、管理者提供所需數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要包括：車輛出行路線查詢、系統(tǒng)狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)和宏觀信息數(shù)據(jù)等。

數(shù)據(jù)管理。是保障日常運營的高效監(jiān)控、規(guī)劃和管理的核心部分，主要包括：操作型數(shù)據(jù)管理和分析型數(shù)據(jù)管理。

3S與城市交通事故應(yīng)急管理

在交通應(yīng)急系統(tǒng)中對突發(fā)事件管理通?？煞譃?個階段:緩解階段，準備階段、響應(yīng)階段、恢復(fù)階段。3S技術(shù)在向應(yīng)急指揮者提供綜合、可視的空間信息的同時，使社會公共安全規(guī)劃更加有效。在應(yīng)急指揮的四個階段，3S所展現(xiàn)的空間數(shù)據(jù)在各個階段是不同的。

緩解階段。通過3S進行情報收集和綜合分析，對潛在的危險和緊急事件認知和定位，制定相應(yīng)的規(guī)范、條例和警力資源分配，采取持續(xù)的措施減少或消除潛在危險。

準備階段。通過3S為應(yīng)對突發(fā)事件做準備工作，如實時監(jiān)控、模擬演練、預(yù)案制作、信息采集、預(yù)測預(yù)警等。

恢復(fù)階段。當對人身安全、財產(chǎn)以及基礎(chǔ)設(shè)施的威脅消失時，恢復(fù)重建的工作將隨即開始，這個階段的主要工作是實時、動態(tài)地發(fā)布最新的事件信息，實現(xiàn)對突發(fā)事件影響及損失評估，預(yù)報將來危險，為后期管理及恢復(fù)重建提供數(shù)據(jù)。

響應(yīng)階段。根據(jù)突發(fā)事件的實時情況，有組織的采取一系列的應(yīng)急措施搶救生命和財產(chǎn)。此階段的工作包括高速穩(wěn)定社會局勢、避免再次遭到重大損失以及為受難者提供救援等。

應(yīng)急管理主要圍繞響應(yīng)階段進行。響應(yīng)階段的生命周期從指揮中心接到或監(jiān)測到突發(fā)事件的報警開始，指揮中心根據(jù)事件現(xiàn)場的實時狀態(tài)指揮調(diào)度，進行應(yīng)急處置，直至應(yīng)急處置過程的結(jié)束或進行處置移交而中止，應(yīng)急指揮的結(jié)束并不意味著事件的結(jié)束，而只是應(yīng)急指揮中心的應(yīng)急指揮調(diào)度使命的完結(jié)。響應(yīng)階段與其它三個階段是相輔相成、密不可分的，響應(yīng)階段所需的數(shù)據(jù)大部分來源于其他階段的數(shù)據(jù)積累。

在應(yīng)急響應(yīng)階段，由于突發(fā)事件具有很強的時間性和空間性，應(yīng)急管理具有極強的科學(xué)性，通過3S，指揮員可快速地做出正確的決策。（3S在應(yīng)急管理中的應(yīng)用如圖2）

對突發(fā)事件、涉事人員及地點，通過GPS報警定位與導(dǎo)航，實現(xiàn)快速、動態(tài)、準確的地理位置；通過移動GIS系統(tǒng)進行遠程指揮，從而迅速準確地執(zhí)行緊急任務(wù)；在定位的同時顯示事故地點的周邊環(huán)境信息。

綜合分析。可以準確地圖示突發(fā)事件空間分布，能夠為突發(fā)事件空間查詢、專題分析、趨勢分析和空間分析等提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?？焖俚墓浪愠鍪录斐傻钠茐膮^(qū)域和影響范圍，建立擴散的方向和速度模型，圖示危險區(qū)、隔離區(qū)和警戒區(qū)，給出各區(qū)域的危害程度和防護要求。繪制疏散路線，定位緊急避難所，并進行緊急救援物資的合理配給，實施醫(yī)療急救。

目前，幾乎所有突發(fā)公共安全事件及處置均與環(huán)境密切相關(guān)，作為城市公交領(lǐng)域的一個明顯趨勢就是充分借助于3S技術(shù)和三維可視化技術(shù)，建立起以RS技術(shù)為快速信息獲取手段、以GIS的空間顯示功能、空間拓展分析功能及輔助決策支持功能為核心、能夠?qū)崿F(xiàn)各公共安全部門實時聯(lián)動的應(yīng)急指揮調(diào)度與決策支持的綜合系統(tǒng)，使之具有跨部門信息集成、分布式共享管理和三維可視化表達的功能，以便快速、準確、直觀地為突發(fā)性事件和災(zāi)害的應(yīng)急管理提供一個完整的解決方案。因此，3S技術(shù)在現(xiàn)代化應(yīng)急管理中起著至關(guān)重要的作用。可以極大地改善公安機關(guān)的快速反應(yīng)能力、出警的準確性和破案效率。

結(jié)束語

3S技術(shù)把城市、國家乃至整個地球都高度濃縮到計算機屏幕上，在收集大量城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動態(tài)和準動態(tài)跟蹤監(jiān)測、結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機技術(shù)建立專家應(yīng)用模型等方面有著其他手段所難以比擬的優(yōu)勢，所具有的宏觀性、實時性及動態(tài)性等特點對城市公共安全應(yīng)急的發(fā)展有著十分重要的意義。

成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院