海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統及其應用方法與流程
2023-12-04 06:44:46
本發明涉及計算機系統處理海洋汙染領域，尤其是一種海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統及其應用方法。
背景技術：
海洋汙染通常是指人類改變了海洋原來的狀態，使海洋生態系統遭到破壞。有害物質進入海洋環境而造成的汙染，會損害生物資源，危害人類健康，妨礙捕魚和人類在海上的其他活動，損壞海水質量和環境質量等。重金屬和有毒有機化合物等有毒物質在海域中累積，並通過海洋生物的富集作用，對海洋動物和以此為食的其他動物造成毒害。石油汙染在海洋表面形成面積廣大的油膜，阻止空氣中的氧氣向海水中溶解，同時石油的分解也消耗水中的溶解氧，造成海水缺氧，對海洋生物產生危害，並禍及海鳥和人類。由於好氧有機物汙染引起的赤潮(海水富營養化的結果)，造成海水缺氧，導致海洋生物死亡。海洋汙染還會破壞海濱旅遊資源。因此，海洋汙染已經引起國際社會越來越多的重視。其中，海洋危險化學品洩漏成為海洋汙染的重要原因之一。
技術實現要素：
為了克服現有的技術存在的不足,本發明提供一種海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統及其應用方法，該海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統及其應用方法可以高效及時應急響應海洋危險化學品洩漏。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：
本發明公開了一種海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統，包括信息採集模塊、信息處理模塊、輸出模塊、地圖資料庫、洩漏信息資料庫；信息採集模塊、信息處理模塊、輸出模塊、地圖資料庫、洩漏信息資料庫之間通過無線電性相連；洩漏信息資料庫中存儲有洩漏信息及與洩漏信息對應的處置方案，所述洩漏信息包括，洩漏源、化學品屬性、氣溫、海水鹽度、風速和風向；地圖資料庫存儲有電子地圖，電子地圖中包括特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息。
所述的信息採集模塊包括自主實時地表全方位監視成像系統，獲得連續、長期、高解析度的監測數據；海洋觀測衛星，用遙感器感測海面的電磁輻射，以監視、分析和研究海洋環境；所述的信息處理模塊的計算機結構包括電源塊、CPU塊、存儲器、I/O輸入輸出塊、底板及機架塊、通訊塊、功能塊；電源塊、CPU塊、存儲器、I/O輸入輸出塊、底板及機架塊、通訊塊、功能塊之間電性相連。
所述的輸出模塊包括音頻輸出模塊及與其電性相連的揚聲器，用以播報決策；所述的地圖資料庫、洩漏信息資料庫存儲軟體形式為oracle資料庫，存儲物理介質為磁碟。
化學品屬性包括有毒化學品、腐蝕性化學品、易燃易爆化學品；所述工作人員包括監控飛機機組人員、監視船舶船員、危化品清理船船員、應急車輛上的檢測人員、監視機構的工作人員；特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息在電子地圖中以圖層形式實時展現、實時更新。
在一個優選或可選地實施例中，處理單位是指生化部隊、海洋局、海事局、石油企業；特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息分別是指特殊區域的經緯度信息、工作人員所處位置的經緯度信息、處理單位所處位置的經緯度信息；特殊區域包括敏感區、養殖區和保護區；敏感區是指生態環境脆弱的區域、化工企業區域；保護區是指海水浴場、海上樂園、捕撈區；洩漏信息資料庫中還存儲有應急處置專家信息，處置專家信息與化學品屬性映射，信息處理模塊通過化學品屬性可索引到相關領域的處置專家信息，處置專家信息包括有化學專家。
在具體實施時，一種應用海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統的方法，包括步驟如下，
(1)接收報警、預警：接警人員接到報警並獲取事發地點的經緯度信息；信息處理模塊根據事發點地點的經緯度信息，在電子地圖中查找距離事發地點最近的工作人員；工作人員根據事發地點的經緯度信息到指定地點進行報警核實；如果報警信息屬實，則進入步驟(2)；
(2)獲取洩漏信息：
工作人員布設監測站位獲取基本信息和洩漏信息並上傳至信息處理模塊；基本信息包括，洩漏源的經緯度信息、洩漏範圍和洩漏量；洩漏源的經緯度即為洩漏點；
(3)上傳應急處置預案：
信息處理模塊將工作人員上傳的洩漏信息與伺服器中存儲的洩漏信息進行比對，得到應對策略索引；統計工作人員上傳的洩漏信息與伺服器中存儲的洩漏信息相同的個數n；數值最大的n對應的伺服器中存儲的洩漏信息為應對策略索引；業務人員根據應對策略索引提取的關鍵信息作為參考，可以快速形成應急處置預案並導入系統進入審批流程；預案經應急決策部門審批通過後進入應急處置工作階段；應對策略包括方案名稱、所需設備、所需人員力量配置、船舶信息、飛機信息、趕赴現場所需時間；
(4)匹配損害評估專家：
危化品洩漏應急處置工作結束後，生成生態損害評估報告和後續生態修複方案初稿；根據系統生成的評估方案初稿和後續生態修複方案初稿，自動根據海洋危險化學品洩漏的化學品分類通過系統的手機推送、桌面推送功能推送至擅長此類海洋危險化學品洩漏的應急處置專家，並由專家評審，提出修改意見，並將修改意見按照欄位要求錄入系統待危化品應急處置決策部門審批；推送前，會以當前海洋危化品洩漏事件中的危化品種類、範圍等基礎信息為標準，自動打分並匹配專家信息庫中得分最高的k位專家，打分標準主要為專家的擅長領域、專業、相關經驗與當前海洋危化品洩漏的相關性。
進一步，步驟(1)中還包括定期更新地圖資料庫的步驟：定期將最新的特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息更新到地圖資料庫；步驟(1)中還包括查詢特殊區域的步驟：信息處理模塊根據上傳的洩漏源的經緯度信息，在電子地圖中以洩漏源的經緯度為圓心，以R為半徑查找特殊區域。
進一步，步驟(2)工作人員布設監測站位的具體方法為，以事發點為中心，建立監測斷面；如果自洩漏開始以來風向穩定，則在洩漏點逆風向方向布設一個對照站位進行危險化學品濃度檢測；在進行跟蹤監測時，採取由近及遠的原則測定，直至測定值與對照站位測定值相同即停止監測，並根據監測信息計算洩漏範圍；如果自洩漏開始以來風向不穩定，則以洩漏點為中心布設圓形輻射監測站位，監測數據不再變化後，停止監測；各監測站位測定數據分別為S1，，S2，S3…Si，對照站位為C，洩漏範圍邊界為Si(Si-C大於0)，根據監測站位的數據，通過集成arcgis地理信息平臺，採用克裡金或加權反距離差值算法計算得出洩漏範圍和洩漏量；所述洩漏範圍包括小範圍：洩漏半徑0～1km、中等範圍：洩漏半徑1～5km、大範圍：洩漏半徑5～20km、特大範圍：洩漏半徑＞20km。
進一步，步驟(3)中的應對策略包括處理事故所需處理單位種類、所需處理單位的數量、具體處置方式；所述具體處置方式包括拉網式圍收、投放物理吸附材料吸附、自然消解和噴灑藥劑；應急處置工作過程中實時將工作快報以及現場實時監測的數據通過GPRS、3G技術手段傳輸錄入系統，根據現場數據的變化以及工作進展實時調整後續工作方案。
進一步，步驟(4)中還包括對損害評估專家進行能力評級和選擇的步驟，具體方法如下：
設洩漏範圍為A，洩漏化的學品屬性為Bi；洩漏化的學品周邊存在特殊區域Ci；
損害評估專家m處理海洋危化品洩漏事故歷史打分為K(m)；損害評估專家對洩漏範圍為A的洩漏事故的處理能力為Sa；對化學品屬性為Bi的化學品的處理能力為Sbi；對洩漏區域周圍存在特殊區域Ci的洩漏事故的處理能力為Sci；專家m對應此次事件的能力評級為：
S(m)＝K(m)·Sa·Sbi·Sci；然後選擇S(m)最大的前k位專家對損害評估預案進行評審；所述的k為7；還包括專家m處理海洋危化品洩漏事故歷史打分更新的步驟，事故處理完成後根據本次處置結果對損害評估專家進行打分，分值為Z，0.8≤Z≤1.2；損害評估專家處理歷史打分更新為Km』＝Km·z。
本發明的有益效果是，可以高效及時應急響應海洋危險化學品洩漏，為決策提供最優的解決辦法。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統實施例的構造圖。
具體實施方式
在圖1所示實施例中，一種海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統，包括信息採集模塊、信息處理模塊、輸出模塊、地圖資料庫、洩漏信息資料庫；信息採集模塊、信息處理模塊、輸出模塊、地圖資料庫、洩漏信息資料庫之間通過無線電性相連；洩漏信息資料庫中存儲有洩漏信息及與洩漏信息對應的處置方案，所述洩漏信息包括，洩漏源、化學品屬性、氣溫、海水鹽度、風速和風向；地圖資料庫存儲有電子地圖，電子地圖中包括特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息。所述的信息採集模塊包括自主實時地表全方位監視成像系統，獲得連續、長期、高解析度的監測數據；海洋觀測衛星，用遙感器感測海面的電磁輻射，以監視、分析和研究海洋環境；所述的信息處理模塊的計算機結構包括電源塊、CPU塊、存儲器、I/O輸入輸出塊、底板及機架塊、通訊塊、功能塊；電源塊、CPU塊、存儲器、I/O輸入輸出塊、底板及機架塊、通訊塊、功能塊之間電性相連。所述的輸出模塊包括音頻輸出模塊及與其電性相連的揚聲器，用以播報決策；所述的地圖資料庫、洩漏信息資料庫存儲軟體形式為oracle資料庫，存儲物理介質為磁碟。化學品屬性包括有毒化學品、腐蝕性化學品、易燃易爆化學品；所述工作人員包括監控飛機機組人員、監視船舶船員、危化品清理船船員、應急車輛上的檢測人員、監視機構的工作人員；特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息在電子地圖中以圖層形式實時展現、實時更新。
在一個優選或可選地實施例中，處理單位是指生化部隊、海洋局、海事局、石油企業；特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息分別是指特殊區域的經緯度信息、工作人員所處位置的經緯度信息、處理單位所處位置的經緯度信息；特殊區域包括敏感區、養殖區和保護區；敏感區是指生態環境脆弱的區域、化工企業區域；保護區是指海水浴場、海上樂園、捕撈區；洩漏信息資料庫中還存儲有應急處置專家信息，處置專家信息與化學品屬性映射，信息處理模塊通過化學品屬性可索引到相關領域的處置專家信息，處置專家信息包括有化學專家。
具體實施時，一種應用海洋危險化學品洩漏應急響應決策系統的方法，包括步驟如下，
(1)接收報警、預警：接警人員接到報警並獲取事發地點的經緯度信息；信息處理模塊根據事發點地點的經緯度信息，在電子地圖中查找距離事發地點最近的工作人員；工作人員根據事發地點的經緯度信息到指定地點進行報警核實；如果報警信息屬實，則進入步驟(2)；
(2)獲取洩漏信息：
工作人員布設監測站位獲取基本信息和洩漏信息並上傳至信息處理模塊；基本信息包括，洩漏源的經緯度信息、洩漏範圍和洩漏量；洩漏源的經緯度即為洩漏點；
(3)上傳應急處置預案：
信息處理模塊將工作人員上傳的洩漏信息與伺服器中存儲的洩漏信息進行比對，得到應對策略索引；統計工作人員上傳的洩漏信息與伺服器中存儲的洩漏信息相同的個數n；數值最大的n對應的伺服器中存儲的洩漏信息為應對策略索引；業務人員根據應對策略索引提取的關鍵信息作為參考，可以快速形成應急處置預案並導入系統進入審批流程；預案經應急決策部門審批通過後進入應急處置工作階段；應對策略包括方案名稱、所需設備、所需人員力量配置、船舶信息、飛機信息、趕赴現場所需時間；
(4)匹配損害評估專家：
危化品洩漏應急處置工作結束後，生成生態損害評估報告和後續生態修複方案初稿；根據系統生成的評估方案初稿和後續生態修複方案初稿，自動根據海洋危險化學品洩漏的化學品分類通過系統的手機推送、桌面推送功能推送至擅長此類海洋危險化學品洩漏的應急處置專家，並由專家評審，提出修改意見，並將修改意見按照欄位要求錄入系統待危化品應急處置決策部門審批；推送前，會以當前海洋危化品洩漏事件中的危化品種類、範圍等基礎信息為標準，自動打分並匹配專家信息庫中得分最高的k位專家，打分標準主要為專家的擅長領域、專業、相關經驗與當前海洋危化品洩漏的相關性。
進一步，步驟(1)中還包括定期更新地圖資料庫的步驟：定期將最新的特殊區域的位置信息、工作人員分布信息和處理單位信息更新到地圖資料庫；步驟(1)中還包括查詢特殊區域的步驟：信息處理模塊根據上傳的洩漏源的經緯度信息，在電子地圖中以洩漏源的經緯度為圓心，以R為半徑查找特殊區域。
進一步，步驟(2)工作人員布設監測站位的具體方法為，以事發點為中心，建立監測斷面；如果自洩漏開始以來風向穩定，則在洩漏點逆風向方向布設一個對照站位進行危險化學品濃度檢測；在進行跟蹤監測時，採取由近及遠的原則測定，直至測定值與對照站位測定值相同即停止監測，並根據監測信息計算洩漏範圍；如果自洩漏開始以來風向不穩定，則以洩漏點為中心布設圓形輻射監測站位，監測數據不再變化後，停止監測；各監測站位測定數據分別為S1，，S2，S3…Si，對照站位為C，洩漏範圍邊界為Si(Si-C大於0)，根據監測站位的數據，通過集成arcgis地理信息平臺，採用克裡金或加權反距離差值算法計算得出洩漏範圍和洩漏量；所述洩漏範圍包括小範圍：洩漏半徑0～1km、中等範圍：洩漏半徑1～5km、大範圍：洩漏半徑5～20km、特大範圍：洩漏半徑＞20km。
進一步，步驟(3)中的應對策略包括處理事故所需處理單位種類、所需處理單位的數量、具體處置方式；所述具體處置方式包括拉網式圍收、投放物理吸附材料吸附、自然消解和噴灑藥劑；應急處置工作過程中實時將工作快報以及現場實時監測的數據通過GPRS、3G技術手段傳輸錄入系統，根據現場數據的變化以及工作進展實時調整後續工作方案。
進一步，步驟(4)中還包括對損害評估專家進行能力評級和選擇的步驟，具體方法如下：
設洩漏範圍為A，洩漏化的學品屬性為Bi；洩漏化的學品周邊存在特殊區域Ci；
損害評估專家m處理海洋危化品洩漏事故歷史打分為K(m)；損害評估專家對洩漏範圍為A的洩漏事故的處理能力為Sa；對化學品屬性為Bi的化學品的處理能力為Sbi；對洩漏區域周圍存在特殊區域Ci的洩漏事故的處理能力為Sci；專家m對應此次事件的能力評級為：S(m)＝K(m)·Sa·Sbi·Sci；然後選擇S(m)最大的前k位專家對損害評估預案進行評審；所述的k為7；還包括專家m處理海洋危化品洩漏事故歷史打分更新的步驟，事故處理完成後根據本次處置結果對損害評估專家進行打分，分值為Z，0.8≤Z≤1.2；損害評估專家處理歷史打分更新為Km』＝Km·z。
具體實施時，洩漏信息資料庫的信息來源包括，歷史上的海洋危險化學品洩漏處置事件的處理報告、根據歷史中不同的特殊的洩漏情況制定出不同的新的處置方法；事件的處理報告和制定的新的處置方法按照一定的存儲形式存儲到資料庫中，得到洩漏信息資料庫。
上述本發明所公開的任一技術方案除另有聲明外，如果其公開了數值範圍，那麼公開的數值範圍均為優選的數值範圍，任何本領域的技術人員應該理解：優選的數值範圍僅僅是諸多可實施的數值中技術效果比較明顯或具有代表性的數值。由於數值較多，無法窮舉，所以本發明才公開部分數值以舉例說明本發明的技術方案，並且，上述列舉的數值不應構成對本發明創造保護範圍的限制。
另外，上述本發明公開的任一技術方案中所應用的用於表示位置關係或形狀的術語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態或形狀。本發明提供的任一部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝製造出來的單獨部件。
最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。