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        大壩強震應急決策支持系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

        2024-01-01 00:00:00梅文健郭永剛
        地震工程學報 2024年5期
        關鍵詞:決策支持系統(tǒng)強震大壩

        摘要:

        為提高水庫大壩應對強震事件的應急反應能力,減少應急決策的隨意性和盲目性,設計并開發(fā)一套大壩強震應急決策支持系統(tǒng)。對該系統(tǒng)進行詳細的功能需求分析,完成系統(tǒng)整體框架結構的設計,同時對系統(tǒng)的主要功能、系統(tǒng)結構體系、數(shù)據(jù)庫和功能流程等進行深入研究。系統(tǒng)結構的核心包括數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫和知識庫,采用瀏覽器/服務器(B/S)架構與客戶端/服務器(C/S)架構相結合的模式進行開發(fā),實現(xiàn)了綜合信息管理、強震動分析預警、決策支持和應急管理等主要功能。綜合信息管理子系統(tǒng)整合了大量有關大壩和地震的信息,為決策提供了豐富的基礎數(shù)據(jù);強震動分析預警子系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測強震信號,對大壩震后可能的危險情況進行預警;決策支持子系統(tǒng)根據(jù)預警信息和綜合信息,為應急決策提供科學的決策依據(jù);應急管理子系統(tǒng)可以根據(jù)決策結果,制定并執(zhí)行應急響應計劃。此外,界面設計簡潔直觀,易于操作,進一步提升了系統(tǒng)的實用性和用戶的使用體驗。研究成果可以為大壩強震安全構筑工程安全防護措施外的一道技術防線,有助于降低因大壩強震事件帶來的災害風險,保護水庫大壩及下游人民的生命財產(chǎn)安全。

        關鍵詞:

        大壩強震; 應急決策; 決策支持系統(tǒng)

        中圖分類號: P319.56 """""文獻標志碼:A ""文章編號: 1000-0844(2024)05-1234-09

        DOI:10.20000/j.1000-0844.20230511002

        Design and implementation of an emergency decision support

        system for strong earthquakes affecting dams

        MEI Wenjian, GUO Yonggang

        (College of Water Conservancy and Civil Engineering, Xizang Agricultural and Animal Husbandry University, Linzhi 860000, Xizang, China)

        Abstract:

        To enhance the emergency response capability of reservoir dams during strong seismic events and reduce randomness and uncertainty in emergency decision-making, an emergency decision support system for dam earthquake response was designed and developed. The system underwent a thorough functional requirements analysis, which informed the design of its overall framework. In-depth studies were conducted on its key functions, structural system, database, and functional processes. The core structure of the system includes a database, model library, methods library, and knowledge base. The system was developed using a hybrid of browser/server (B/S) and client/server (C/S) architectures, facilitating comprehensive information management, seismic analysis and early warning, decision support, and emergency management. The information management subsystem integrates extensive data on dams and earthquakes, providing a solid foundation for decision-making. The seismic analysis subsystem monitors seismic signals in real time, offering early warnings for potential post-earthquake hazards to the dam. The decision support subsystem utilizes warning alerts and comprehensive information to provide a scientific basis for emergency decisions, while the emergency management subsystem devises and implements response plans based on these decisions. Moreover, with its user-friendly interface, the system significantly enhances practicality and user experience. This research contributes to a technical defense system that extends beyond structural safety measures for dam seismic safety, helping to reduce disaster risks from seismic events and protect the lives and properties of people downstream of reservoir dams.

        Keywords:

        strong earthquakes affecting dams; emergency decision-making; decision support system

        0 引言

        大壩一旦遭遇強震沖擊,可能會導致結構破壞、壩體滑移等問題,進而威脅水庫安全,甚至可能引發(fā)潰壩、洪水等次生災害[1]。這樣的情況可能會對災區(qū)造成更大的損失和人員傷亡。由于大壩強震事件難以預測且影響巨大,應對時往往依據(jù)事先制定的文本預案[2],這可能導致應對措施的不完備和滯后,從而影響應對效果。隨著越來越多的大壩建設和投入使用,面臨的強震威脅日益增加,強震問題已然成為大壩安全的一個關鍵問題。為了提高地震應急響應的技術水平和管理能力,國內(nèi)外學者相繼開發(fā)了城市地震災害預測與輔助決策支持系統(tǒng)[3]、地震應急輔助決策支持系統(tǒng)[4]、畢節(jié)市震后應急決策支持系統(tǒng)[5]、地震災害管理的空間決策支持系統(tǒng)[6]、地震預警服務決策支持系統(tǒng)[7]和港口城市地震預警決策支持系統(tǒng)[8]等多種決策支持系統(tǒng)。這些系統(tǒng)主要側重于城市和社區(qū)級別的地震應急響應,包括提供震害預測、損失評估、提供應急決策支持,以及規(guī)劃和協(xié)調(diào)救援資源等功能。這些系統(tǒng)能夠在地震后迅速對城市地震災情的規(guī)模、影響范圍、災損等情況進行評估,并據(jù)此提出一系列科學的救災和調(diào)度方案,協(xié)助指揮人員實施各種地震救災行為。然而,值得注意的是,水利工程地震災害與城市地震災害在應對策略上存在顯著差異。與城市地震災害相比,水利工程地震災害有以下兩個特點:首先,它的影響范圍大、成災嚴重,災害的嚴重程度使得修復和控制工作變得困難,例如,一旦發(fā)生對水利工程有破壞性影響的強震,水庫下游地區(qū)就會直接受到洪水的威脅;其次,可能出現(xiàn)隱蔽性的滯后災害,比如大壩破壞后可能會有一段時間的延遲才會潰壩發(fā)生洪水,這給災害應對帶來了額外的挑戰(zhàn)[1]。

        盡管這些系統(tǒng)的主要目標都是為了更好地應對地震災害,但大壩的強震應急決策支持系統(tǒng)更專注于地震對大壩本身的影響,以及可能引發(fā)的次生災害。在方法上,大壩的強震應急決策支持系統(tǒng)需要依賴更多特定的設備和技術,例如實時監(jiān)測地震活動和大壩結構響應的強震監(jiān)測儀器,用于監(jiān)測大壩結構安全狀況的結構安全監(jiān)測設備,以及用于模擬大壩在地震下響應的計算機仿真模型等。因此,相比于城市地震災害應對策略,需要為水利工程地震災害設計一套更具針對性的決策支持系統(tǒng)。這個系統(tǒng)需要考慮到水利工程的特殊性,包括可能的次生災害和隱蔽性的滯后災害,以及由于災害發(fā)生的突然性和不可預知性帶來的挑戰(zhàn)。只有這樣,才能有效應對水利工程的地震災害,盡可能降低災害帶來的損失。

        本文通過對大壩強震安全的研究,提出一個新的大壩強震應急決策系統(tǒng),并設計其系統(tǒng)功能、框架結構、數(shù)據(jù)庫及功能流程。該系統(tǒng)主要用于指導大壩的運營決策,特別是在面臨強震沖擊時,它在預防、響應到恢復這一災害應對全過程中都能發(fā)揮重要作用,幫助決策人員做出科學、合理的決策。此研究的創(chuàng)新之處在于,將應急決策支持系統(tǒng)應用于大壩強震場景,提供了一種全新的應對大壩強震的應急決策方法,對大壩安全保障有重要的理論和實踐意義。通過建立大壩強震應急決策支持系統(tǒng),為構建大壩強震處理體系、生成大壩震后應急決策支持提供了技術支撐。

        1 系統(tǒng)總體設計

        1.1 設計原則

        首先,系統(tǒng)設計以保障大壩安全需求為導向,旨在大壩發(fā)生強震等緊急情況時能夠作出快速反應和分析,為相關部門和人員提供及時的預警決策支持,以保障大壩的安全穩(wěn)定運行。其次,在應急決策中,實際情況可能隨時發(fā)生變化,因此系統(tǒng)必須具有靈活性和適應性,能夠結合不同地震類型、大壩結構特征、地質特征和環(huán)境因素等實際情況及時做出合適的決策。最后,依據(jù)可擴展性和可維護性原則,在設計系統(tǒng)時,充分考慮到未來可能會出現(xiàn)或需要適應的情況,以便系統(tǒng)能夠隨時滿足不同的需求。

        1.2 系統(tǒng)需求分析

        大壩強震應急決策支持系統(tǒng)的主要任務是震后獲取大壩結構上的實時地震監(jiān)測數(shù)據(jù),以提供對其安全狀況的快速安全預警和決策支持。因此,該系統(tǒng)需要具備基礎數(shù)據(jù)信息管理與多源數(shù)據(jù)整合、監(jiān)測預警、信息通報與共享、大壩結構仿真與震后安全預測、決策生成與發(fā)布、應急聯(lián)動及震后處置等功能。

        (1) 搭建綜合數(shù)據(jù)信息管理與整合平臺。用于集成與存儲大壩強震相關的多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù),并對系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)進行管理、維護和更新,為相關部門和人員提供準確有效的信息,從而保障流域大壩震后的快速反應和統(tǒng)一決策。

        (2) 開發(fā)監(jiān)測預警功能。通過布設在大壩結構上的強震監(jiān)測儀器對強震信號進行實時監(jiān)控和采集,對大壩異常情況進行實時預警,并向相關人員發(fā)送預警信息以及時發(fā)現(xiàn)和處理大壩異常情況[9]。

        (3) 提供信息通報與共享平臺。實現(xiàn)流域系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享,避免各個大壩及各級部門之間的信息不對稱,便于對流域梯級電站大壩強震進行安全監(jiān)測和集中分析管理,從而確保震后信息的準確性和實時性。

        (4) 實現(xiàn)大壩結構仿真與震后安全預測功能。通過將強震監(jiān)測信息與模型庫、知識庫中的分析算法相結合,對震后大壩結構的安全狀況進行仿真,預測大壩震后的響應狀況[10],為決策者制定決策提供依據(jù)。

        (5) 生成快速應急決策。根據(jù)知識庫中歷史案例的數(shù)據(jù)信息和已有分析結果、大壩結構仿真與預測訓練的結果,對震后大壩安全進行評估,并運用專業(yè)知識、行業(yè)標準進行綜合評估,生成決策,將分析結果以報告形式提供給決策部門,輔助決策者快速發(fā)布指令,采取有效的應急措施。

        (6) 實施應急聯(lián)動及震后處置。這是大壩震后處置的重要環(huán)節(jié),在震后應立即上報,相關部門聯(lián)動成立應急指揮中心,并對流域大壩進行震后應急處置,組織人員疏散到安全地帶。同時,組織救援人員進行應急救援和搶險工作,以保障人員和設施的安全,減輕災害損失,降低風險。

        1.3 框架結構設計

        在確定和評估了系統(tǒng)需求的基礎上,設計了大壩強震決策支持系統(tǒng)的總體結構框架。該框架自下而上依次為:基礎平臺層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務支持層、應用服務層、用戶層和頁面層,每個層次的具體內(nèi)容如圖1所示。在系統(tǒng)開發(fā)過程中,采用了組件式開發(fā)模式,利用模塊化設計方法,將客戶端、服務器以及桌面應用程序分別分解為多個模塊,并為每個模塊定義清晰的接口。這樣,可以獨立開發(fā)功能組件,方便后續(xù)接入新的決策模塊。

        2 系統(tǒng)主要功能

        2.1 系統(tǒng)功能分析

        大壩強震應急決策支持系統(tǒng)作為保障大壩在強震下安全的一項重要信息技術手段,能夠集成地震監(jiān)測、大壩監(jiān)測、地質和水文等多種信息,具有實時預警和震害評估等功能。根據(jù)應急系統(tǒng)的需求以及工作流程的特點,該應急決策支持系統(tǒng)具備以下幾個功能:

        (1) 綜合信息管理功能。將流域大壩的設計圖紙、技術資料、大壩周邊環(huán)境、大壩運行數(shù)據(jù)、大壩強震監(jiān)測數(shù)據(jù)和大壩水庫水文數(shù)據(jù)等信息編入不同的數(shù)據(jù)庫中[11],實現(xiàn)對這些信息的管理、維護和更新。

        (2) 模型仿真與震后安全評價預警功能。將流域壩址區(qū)域的地形地質信息、監(jiān)測信息等相關資料輸入到系統(tǒng)模型中,通過系統(tǒng)內(nèi)置的計算分析、預測預警等模型,對大壩結構在地震作用下的響應進行仿真,模擬大壩震后的結構形態(tài),以快速分析和評價大壩震后的危險度,對事件事態(tài)做出預判,為決策部門制定應急決策方案提供數(shù)據(jù)支持。

        (3) 決策支持功能。系統(tǒng)根據(jù)相關檢測數(shù)據(jù)、大壩震后結構模擬結果和大壩安全評估技術,結合歷史案例資料及專家模型進行綜合研判,快速做出科學化、程序化的應急響應,輔助管理部門對大壩強震應急處置工作的決策與指揮。

        (4) 應急指揮功能。當一次對大壩結構有影響的地震發(fā)生后,立即上報。根據(jù)生成的快速評估報告中安全評價等級及災情簡報等相關信息,統(tǒng)籌各個部門成立應急指揮部。根據(jù)系統(tǒng)提供的輔助決策報告來制定應急物資的調(diào)配方案、各部門工作的協(xié)調(diào)方案、救災人員的組織方案等應急決策方案,從而能夠快速有序地疏散和處置下游人員和財產(chǎn)。系統(tǒng)的總體功能結構如圖2所示。

        2.2 系統(tǒng)結構體系

        2.2.1 綜合信息管理子系統(tǒng)

        綜合信息管理子系統(tǒng)分為綜合信息管理、監(jiān)測管理、基礎信息管理和地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)管理平臺4個模塊。

        (1) 綜合信息管理模塊。該模塊能夠對存儲工程、庫區(qū)相關資料的工程檔案信息,存儲工程信息數(shù)據(jù)的地理信息,以及臺站資料、工程震害資料等信息進行錄入、查詢、統(tǒng)計等操作。

        (2) 監(jiān)測管理模塊。該模塊不僅能夠實現(xiàn)對動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合、統(tǒng)計、分析,還能夠通過圖表等方式對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行可視化展示[12]。

        (3) 基礎信息管理模塊。該模塊可以維護、管理和更新網(wǎng)站信息以及人員對應的權限。

        (4) GIS管理平臺模塊。利用GIS技術強大的可視性和三維展示特性,對地震信息、烈度信息、壩址區(qū)地質構造和地震震中的斷層分布等信息進行可視化展示和分析。

        2.2.2 強震動分析預警子系統(tǒng)

        強震動分析預警子系統(tǒng)是本系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)來源,它利用事先布設在大壩結構上的強震監(jiān)測儀器對強震信號進行實時監(jiān)測和采集[13],然后自動分析和預警判斷。該子系統(tǒng)主要分為強震管理、強震觸發(fā)采集、強震動預警評估3個模塊。

        (1) 強震管理模塊。由于強震儀時刻處于待觸發(fā)狀態(tài),隨時等待強震信號的觸發(fā),因此,該模塊的主要任務是設定觸發(fā)監(jiān)測儀器的指標和方法,以便在強震發(fā)生時能迅速、準確地記錄下整個地震動過程[14]。

        (2) 強震觸發(fā)采集模塊。該模塊可以利用觸發(fā)后的強震儀器拾取到強震信號,并在界面上實時展示。此外,它還可以動態(tài)繪制地震響應波等圖形,并將信息同步存儲到監(jiān)測動態(tài)數(shù)據(jù)庫中。

        (3) 強震動預警評估模塊。該模塊調(diào)用系統(tǒng)模型庫的計算分析模型及預測預警等模型,通過輸入相關地質信息和地震動信息,對大壩結構在地震中的響應進行數(shù)值模擬。通過分析結果可以快速評估震后大壩的危險程度,并對可能的危險情況進行預測和預警。

        2.2.3 決策支持子系統(tǒng)

        決策支持子系統(tǒng)是在大壩強震動發(fā)生時,借助案例庫中篩選出的相似案例的分析結果和判斷結果,結合震害快速評估的結果、應急預案,以及專家的指導意見進行建模、分析與決策的系統(tǒng)。決策支持子系統(tǒng)分為案例管理、應急方案生成、應急預案管理、應急決策生成4個模塊。

        (1) 案例管理模塊。該模塊能對歷史案例進行管理,存儲的案例信息是應急方案生成模塊的數(shù)據(jù)來源。

        (2) 應急方案生成模塊。該模塊能夠根據(jù)目標案例的震害信息,對歷史相似案例,使用設計好的案例檢索算法進行篩選,并按照相關程度倒序排列,同時能夠查詢到該案例經(jīng)過分析、提煉后的結果及大壩震害評價。

        (3) 應急預案管理模塊。此模塊能創(chuàng)建和管理應急預案,同時支持用戶定期維護和更新應急預案。

        (4) 應急決策生成模塊。通過對多方面的數(shù)據(jù)、資料和建議的匯總,該模塊可以對當次大壩強震事件作出及時準確的應急方案。

        2.2.4 應急管理子系統(tǒng)

        應急管理子系統(tǒng)是一個對應急信息進行及時發(fā)布,并與各個部門聯(lián)合行動,對應急相關人員及搶險物資進行調(diào)度指揮的應急善后處置系統(tǒng)。該子系統(tǒng)由應急相關人員信息管理、搶險物資信息管理、應急信息發(fā)布,以及搶險指揮調(diào)度4個模塊構成。

        (1) 應急相關人員信息管理模塊。該模塊負責查詢、修改和統(tǒng)計應急人員的信息,通過對人員的統(tǒng)一身份認證和權限管理,以確保信息的涉密性。

        (2) 搶險物資信息管理模塊。該模塊負責查詢、修改和統(tǒng)計搶險物資的信息。

        (3) 應急信息發(fā)布模塊。該模塊通過網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信設備等通訊手段實時通報和共享大壩震害的關鍵信息,與現(xiàn)場搶險人員共享數(shù)據(jù)信息。

        (4) 應急資源調(diào)度模塊。該模塊能統(tǒng)一指揮調(diào)度相關部門、應急人員和搶險物資,提高協(xié)同配合能力,便于整合應急資源,保證震后應急搶險工作的順利進行。

        3 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

        3.1 決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

        建立決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)大壩強震應急支持決策系統(tǒng)的核心要素[15],同時也是模型建設和人機交互的基礎。在決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,我們可以創(chuàng)建綜合數(shù)據(jù)庫、空間信息庫、模型庫、知識庫、方法庫,以及應急數(shù)據(jù)庫等,并將相關信息存儲到對應的子數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫不僅存儲原始數(shù)據(jù),也為決策提供信息支持。在大壩強震出險時,系統(tǒng)可以迅速調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的相關信息,為應急決策支持系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。面對海量數(shù)據(jù),大壩強震決策支持系統(tǒng)的實用性和有效性尤為重要,通過數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)存儲和管理、數(shù)據(jù)挖掘和模型構建、決策規(guī)則和模型集成、實時監(jiān)測和反饋、可視化和決策評估等步驟,決策系統(tǒng)能夠從海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息和知識,這有助于支持決策者作出準確和及時的決策。因此,建立一個高效、功能全面的決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,對于大壩強震應急支持決策系統(tǒng)的成功實施至關重要。

        決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計示意如圖3所示。

        3.2 系統(tǒng)功能流程設計

        本文設計的應急決策支持系統(tǒng)能實時采集和分析大壩強震動監(jiān)測數(shù)據(jù),并進行安全預警和防范處理。當突發(fā)大壩強震事件,可以在人機交互界面中輸入強震的相關信息,查詢相似案例及相關應急處理預案,以輔助決策。

        當布設于大壩上的數(shù)字強震監(jiān)測儀監(jiān)測到地震信號異常時,系統(tǒng)會調(diào)用模型庫和方法庫中的相關模型和對應的分析評估方法,綜合評估大壩震后的形態(tài)和安全性,判斷是否發(fā)生了強震事件。如果判定大壩強震事件未發(fā)生,系統(tǒng)會持續(xù)監(jiān)測,并調(diào)用知識庫中的震害評估標注信息進行比對分析,同時發(fā)出預警信息,輸出防范處理方法;若判定大壩發(fā)生了強震事件,則需要在系統(tǒng)中輸入強震事件的相關信息進行查詢,系統(tǒng)將使用最近鄰(K-Nearest Neighbor,KNN)檢索算法計算該案例與案例庫中所有案例的相似度,并按相似度降序排列輸出相似案例。通過查看高相似度案例的標簽或決策結果,并與當前事件的信息進行比對,判斷是否符合當前事件的特性。如果不符合,將進行其他特征的查詢,直到找到相關案例。系統(tǒng)會同時使用基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)與規(guī)則推理(Rules-Based Reasoning,RBR)的方法生成預案檢索信息,運用框架表示法對文本預案進行結構化處理,抽取核心屬性生成應急處置預案,并綜合考量多方面數(shù)據(jù)、資料和建議的匯總,得出最終應急決策方案。系統(tǒng)功能流程如圖4所示。

        3.3 系統(tǒng)開發(fā)工具

        鑒于大壩強震數(shù)據(jù)涉及海量空間和屬性數(shù)據(jù),系統(tǒng)需要具備高效的數(shù)據(jù)存儲、傳輸、處理和可視化能力。因此,在系統(tǒng)配置時,優(yōu)先選擇技術上成熟或通用的產(chǎn)品,并參照表1所列的技術方法。系統(tǒng)基于.NET面向對象程序開發(fā)平臺,使用C#作為程序設計編程語言。在開發(fā)模式方面,系統(tǒng)采用了瀏覽器/服務器(Browser/Server,B/S)架構與客戶端/服務器(Client/Server,C/S)架構的結合,以適應不同的應用場景。B/S架構跨平臺的特性為信息互動平臺提供了重要的信息發(fā)布形式,而C/S架構的快速響應能力保證了對強震信號實時監(jiān)測、采集和分析的執(zhí)行。選擇ArcGIS 10.2作為企業(yè)級GIS應用平臺,并使用ArcGIS空間數(shù)據(jù)引擎(ArcGIS Spatial Data Engine,ArcSDE)和SQL Server作為數(shù)據(jù)庫平臺。通過ArcSDE管理的GIS數(shù)據(jù)可以存儲在SQL Server數(shù)據(jù)庫中,實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關聯(lián),從而高效地管理和查詢數(shù)據(jù)。

        3.4 系統(tǒng)實現(xiàn)

        3.4.1 強震動分析預警系統(tǒng)

        強震動分析預警系統(tǒng)集強震動數(shù)據(jù)采集、分析、預警于一體,采用C/S系統(tǒng)體系結構開發(fā)以提高系統(tǒng)的性能和響應速度,保證了強震信號的實時監(jiān)測、采集和分析。圖5為該系統(tǒng)界面。

        3.4.2 GIS管理平臺

        綜合信息管理子系統(tǒng)集成了GIS管理平臺,通過對Arcgis Engine進行二次開發(fā),支持對地震信息、烈度信息、地震震中斷層分布,以及與強震相關的水利工程等詳細信息進行查詢和顯示。圖6展示了地震及斷層分布信息查詢界面。

        3.4.3 案例管理模塊

        該模塊對大壩強震事件的相關案例進行收集和歸檔。用戶可以根據(jù)案例編號、案例名稱等關鍵詞。以及事件類型、事件等級等分類對收集的案例進行多條件組合檢索,以便快速獲取所需案例信息。案例管理列表界面如圖7所示。

        3.4.4 應急方案生成模塊

        應急方案生成模塊根據(jù)輸入的目標案例信息,對相同事件類型的歷史案例的大壩位置、大壩類型與規(guī)模、抗震能力和損失程度等因素逐一計算,得出局部相似度,最終計算出總體案例相似度,并由高到低進行排列。決策者可以查看列表中歷史案例的詳細信息,以及對所選歷史案例生成待優(yōu)化應急方案進行挑選。圖8展示了應急方案生成列表界面。

        3.4.5 應急資源調(diào)度模塊

        應急資源調(diào)度模塊以消防部門的消防車調(diào)度為例,將獲取到的事件點與救援點數(shù)據(jù)輸入到應急資源調(diào)度模型中,生成調(diào)度方案,并在前端頁面進行展示,從而指導應急管理部門和救援人員進行決策和行動[16]。應急資源調(diào)度界面如圖9所示。

        4 結論

        本文根據(jù)大壩強震應急決策支持系統(tǒng)的需求,設計并實現(xiàn)了一套由綜合信息管理、強震動分析預警、決策支持和應急管理等多個子系統(tǒng)構成的完整系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)總體設計、主要功能、系統(tǒng)設計與實現(xiàn)等方面進行的探討,可以得出以下結論:

        (1) 本系統(tǒng)設計以保障大壩安全需求為導向,以靈活性和可擴展性為主要原則。在系統(tǒng)需求分析階段,充分考慮了用戶需求和系統(tǒng)功能,在保證了系統(tǒng)可靠性及實用性的同時,還具備很強的可擴展性。

        (2) 本系統(tǒng)主要包括綜合信息管理、強震動分析預警、決策支持、應急管理等多個子系統(tǒng)。其中,強震動分析預警子系統(tǒng)可以快速、精準地進行強震動預警和分析,為決策支持和應急管理提供基礎數(shù)據(jù)來源。決策支持子系統(tǒng)可以幫助用戶在大壩遭遇強震災害的情境下進行案例分析和決策生成,提高決策效率和準確性。應急管理子系統(tǒng)可以調(diào)度指揮應急資源和發(fā)布生成應急方案,保障應急響應的快速和有效實施。

        (3) 在系統(tǒng)設計與實現(xiàn)階段,采用B/S與C/S結合的總體架構模式,使用了SQL Server和ArcSDE數(shù)據(jù)庫平臺分別存儲屬性和空間數(shù)據(jù),以及C#語言和GIS技術等多種技術和工具。通過對決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計、系統(tǒng)功能流程設計和系統(tǒng)實現(xiàn)等多方面的探討,成功地實現(xiàn)了系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的各項功能。

        綜上所述,本文設計并實現(xiàn)的大壩強震應急決策支持系統(tǒng),為大壩強震應急決策提供了技術支撐。但是,在預警指標的確定、應急資源調(diào)度算法方面仍需進一步完善,系統(tǒng)的功能和性能需要進一步優(yōu)化。在未來,隨著科技進步和數(shù)據(jù)采集能力的提升,這種系統(tǒng)的預測精度和決策效率有望進一步提高,從而更好地服務于大壩的運營和管理,保障人民生命財產(chǎn)的安全。

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        (本文編輯:賈源源)

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