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美国应急系统及城市轨道交通安全预警技术研究

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:该系统提供了应对应急事件应具备的应急预案、指挥、重建等方案的基础。

美国应急系统及城市轨道交通安全预警技术研究

1.美国联邦应急管理信息系统

美国联邦应急管理信息系统FEMIS是一个为应急管理人员提供制订计划、合作、响应和演练支持的综合系统,也是一个集成了应急管理各个阶段的自动决策支持系统。FEMIS起初被设计为支持突发的化学品泄漏事故的处理,现在已经扩展到具有应对其他事故的能力,例如洪水灾害等。

该系统采用客户/服务器结构,用来支持多用户、分布式数据和多操作中心。FEMIS服务器端采用UNIX系统,PC客户端采用Windows系统。客户端软件由FEMIS应用程序、政府分布式供给模型、货物检测设备、ArcView地理信息系统(GIS)等所组成。UNIX服务器可以提供数据管理服务、声/光信息、地理信息气象数据输入处理。

FEMIS将应急管理的准备、响应、救援和恢复四个阶段紧密结合起来。在计划阶段,策划者们使用危害分析模型、人口信息和社区条件来评估某一地区的受灾脆弱性。保护行动方案是根据应急信息而制订的,这些应急信息包括设备设施和可能受影响的交通控制点信息,同时也包括其他的地理信息。另外也需要根据各种不同情景下的数据并利用脆弱性分析数据来产生不同的响应方案。

在应急响应中,响应的各种决定都被FEMIS导航器追踪。工作时,实时的危险性分析是可以获得的,这些分析包括根据受威胁和风险地区做出的响应决策。当前的社区条件,连同此危机形态下的已有的各种保护行动方案,能够使FEMIS据此做出最佳响应方案的任务列表。当任务列表选定后,多重用户可以根据个别任务改变状态以使总体状态能够让所有的用户共享。在一次响应中任务列表里所做的任何改变都可以保存下来以备分析和改善救援计划。

FEMIS能够利用系统数据和图形(如地图)来产生报告并将其发送到网上。危机分析模型提供了文本输出模式、展现于地理信息系统(GIS)的静态图形报告输出模式和GIS动画输出模式。受灾人口数量估算可以根据普查数据和受威胁地区得到,同时,FEMIS也可以获得潜在的可能受危害的人口和设备报告。

在日常的操作和反映中,FEMIS通过在不同的司法管辖区复制信息来加强地区之间的通信。其决定和活动信息可以有以下几种方式传达:

(1)共享报告以一种自由文本的格式在个人和各应急行动中心(EOC)之间传递信息。

(2)预先定义的状态板显示了任务状况、住房使用情况、疏散地、受害者和气象信息。

(3)网站定义的状态板允许用户产生一个自己定制的状态框,该状态框可以由该管辖区自己使用也可以在其他管辖区共享使用。

(4)用户自定义的点和多边形区域允许用户在不同的管辖区之间共享地理信息。

网络运行状态面板(Web OSB)是一个基于网络的工具,它允许应急管理者识别某个应急行动中心辖属范围内的动态状态信息,并将其发布给某个地区的多个应急行动中心,同时也发布给应急行动中心之外的需要使用这些信息(住宅、学校、医院信息)的用户。通过使用网站设置的状态面板或共享报告,Web OSB支持实时的动态计划和响应活动。

用户可以使用浏览器来查看、添加或编辑网站状态面板的内容。状态面板的结构也可以通过使用FEMIS网站的状态面板设计器而改变。当用户改变结构或是内容的时候,这些改变可以实时地在用户窗口中显示出来。

FEMIS演练模式复制了操作功能和数据以允许用户在同一个系统中使用相同的数据来进行训练,这些用户用到的系统和数据正是他们在日常的应急管理操作中使用的系统和数据,但是这些训练是不会影响日常的操作。

2.灾害损失评估系统(HAZUS-MH)

美国灾害损失评估系统级别较高,是一个国家级的软件系统。该系统通过建立地震、洪水以及飓风等灾害事件的数学模型,并根据数学模型构建可能造成危害的评价途径,即详细的计算方法和程序。

该系统的依据是目前工程和科学研究领域的最新成果,利用先进的模型对飓风、地震和洪水等灾害带来的损失进行科学评估,成为美国各级部门应对突发事件的重要依据。该系统提供了应对应急事件应具备的应急预案、指挥、重建等方案的基础。

3.美国国家事故管理系统

美国国家事故管理系统由美国国土安全部颁布,用于提高联邦各级部门对突发事件和自然灾害等事件的预防、响应和恢复的工作效率。该系统应用面很广,不论事故大小或诱因复杂,均能适用。该系统集成了该国已有案例事故处理方法,形成了国内通用的事故管理方法。系统包括6个方面的内容,即以事故指挥系统、多机构协调系统和公共信息系统3大关键系统为基础的指挥与管理;一系列活动的预备,包括人力、设施设备和供给的资源管理、标准化通信工作的要求;语音与数据通信系统;信息系统(即记录保持与资源跟踪);展示系统事故行动与事故管理的特殊专业技术、系统管理与维护。其中指挥与管理和预备最为成熟,其他内容还需要进一步完善与修订。

4.紧急报警系统(ESA)(www.xing528.com)

1994年11月美国建立了紧急报警系统,该系统实现了与众多广播电视台、有线电视系统等的连接,以便在发生全国性紧急事件时可以及时传送信息给公众。为保障该系统的有效性,美国各大电台要定期对该系统进行测试。

此外,2004年6月,美国海洋与大气管理局(NOAA)、国土安全部(DHS)还签订了一份协议,允许国土安全部直接通过NOAA气象电台的全灾难网络发送危急的全灾难报警(包括恐怖主义信息)。

5.灾害可视化与风险评估系统(MAD GIS)

MAD GIS是一个用于灾害风险评估和应急管理的应用软件。在GeoNorth公司(一个专门做GIS和数据库的技术集成咨询公司)协助下,Metro开发了一个基于VB接口的Map Object控件,以此将GIS数据库和灾害数据联系起来,以方便对潜在的自然灾害风险进行评估。经FEMA(美国联邦应急管理局)同意,Metro与政府机构对地震灾害和潜在地震可能造成的风险曾进行评估,实践证明,MAD GIS将地震、洪水灾害数据与已有的环境数据结合,能有效对某一地区的易受灾害程度予以评估。

MAD GIS被设计成一个简单易用的图形界面,以便临时用户可以用它获取地理灾害和风险数据。另外,它也能向高级用户提供数据的复杂分析。Metro的设计要求包括速度、易用性、最小的硬件要求、低软件成本和系统未来的可扩展能力。

Metro选择了GeoNorth公司来开发此应用软件。MapObjects控件被选为主要控件来提供对每用户的低成本和要求功能的支持,同时在客户机上提供小的覆盖区。GeoNorth公司使用Map Objects 1.2和Visual Basic 5.0来开发最终产品。

Metro自然灾害的员工预示MAD GIS将联合其他一些数据源,以此来最有效地使用该软件。为了实现上述功能,自然灾害数据层要包括地震和洪灾数据。风险层数据包括与业已建好的环境数据相关的信息,这些业已建好的环境数据有建筑、人口、雇员、自然资源、重要系统(主要电力设备设施)和关键设施(警局和消防站)数据,等等。另外,MAD GIS也合并了Metro地区陆地信息系统(RLIS)简化版数据库中的一部分数据。RLIS简化版是一款由Metro开发和维护的综合GIS城市数据库产品。

MAD GIS的开发分为两个阶段:第一阶段包括核心设计、数据集成和基本功能的实现;第二阶段包括扩展该系统的应用以提供额外的分析能力。Metro员工证实该系统也将会利用该软件提供的富数据集成来提供一些附加功能。

MAD GIS实现的功能包括:

灾难减缓:具体地点的地理技术分析需要优先对某些结构类型进行设计和建设,对关键设施更是如此。公共和私人设施管理者使用MAD GIS,并联合本地已有信息来确认某些地区是否可能需要进行新的具体地点的灾害调查。

应急准备和风险评估:地区应急管理组可以使用MAD GIS为地区级的灾害响应和救援计划进行优化。例如,该系统可用来将地区应急运输路线、学校或其他风险图层创建到地图上并提供基于风险的标准处置过程。

应急计划和响应:应急管理专家使用此软件可以确定发生应急事件地点的人口数量。如果地震发生在夜间,该地区的总人口信息可用来分析该事件的影响;而如果地震发生在白天,则使用该地区的雇员数据来进行分析。

灾后恢复:在灾难发生前,公共机构可使用MAD GIS评价灾害区,也可以使用MAD GIS确认可能的保存转换区。在灾难发生后,该系统可以用来帮助那些财产持续遭受破坏的灾区制订重建方案。

Metro与GeoNorth公司合作开发了一个强大且易用的应用软件,用来向应急管理专家传递灾害数据。MAD GIS 给决策者们提供了一个新的用于降低个人和社区易受灾程度的工具,成功地利用此工具能在未来的灾害中计算出挽救性命和避免财产损失的具体数值。在未来,Metro还将使用MAD GIS来改进应对社区应急管理和商业紧急计划的方法。

6.运输事故响应系统(SAFER STAR:System for Transportation Accident Response)

BNSF是全球最大的铁路运营公司之一,拥有51 500 km的运营里程,铁路运输网络遍布美国的28个州和加拿大的两个省。其运载多种货物和商品,包括消费品(汽车、电子产品、纺织品、食品等),工业品建材、钢铁、木材、化学制品等),煤炭农产品,甚至还有大量化学品。为了保证运输安全,BNSF铁路公司于2000年12月12日宣布,它已经成为第一家开始全面应用SAFER STAR的运输公司。

SAFER STAR系统利用地图、数据库和全球定位系统技术,连同远程天气监控,来使铁路、工业和社区的应急响应者准确建立模型,以便定位在BNSF沿线33 500英里(1英里约为1.609千米)线路任何位置上化学品泄漏事件造成的影响。

该系统是用来帮助BNSF及其客户、社区应急响应合作伙伴快速准确地制订计划,此计划是用来陈述潜在的危机物资紧急事件。自1996年以来,BNSF有关危险物资运输的列车脱轨率(每100 000次运输所出的脱轨事件)就已经下降了超过45%之多。

SAFER STAR能准确为化学品泄漏事件造成的影响绘制模型。该系统使用一种强大的算法来发布关于化学品泄漏事件的问题报告。另外,SAFER为各地区提供了地图和多个地形数据库,而天气信息的获得是来自一些远端的数据源,其中包括经由因特网传输的数据。

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