基于地理信息系统的城市内涝应急处理系统的制作方法

本发明属于市政、交通、防汛工程技术领域，具体涉及一种基于地理信息系统的城市内涝交通疏导与救援指挥系统。

背景技术：

近年来，受全球气候变化和人类活动影响，我国极端水灾害事件呈突发、频发、并发、重发趋势，很多大中城市都出现了内涝现象，使得人们的生活受到严重影响。如何应对灾害天气，快速疏导交通，引发公众的广泛关注。

城市洪涝具有突发、集中、迅猛等特点，城市地表覆盖多为硬化路面、隔水层，雨季暴雨、连续性降雨发生时，水瞬间从四周高处向低处汇聚，过度集中的汇流大大超出了城市排水系统的排水能力。一旦发生道路积水，往往容易造成交通堵，甚至造成人员财产损失。因此，当发生严重涝害时，及时发布道路积水实况信息，为现场交通指挥人员建立快速有效的交通疏导方案至关重要；并且，当多处同时发生涝害时，如何根据危险的轻重缓急，合理调配有限的救援队伍，确保救援人员能第一时间赶至危险现场，是有效降低洪涝带来人员生命财产损失的关键。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于地理信息系统技术内涝交通疏导与救援指挥系统，能够有效疏导雨天交通拥堵，并且涝害严重时及时合理调配救援人员到重灾现场。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于地理信息系统的城市内涝交通疏导与救援指挥系统，包括：道路内涝实时信息监测子系统，用于采集道路内涝实时信息，并将该信息自动发送至信息监控中心；信息监控中心子系统，对接收到的道路内涝实时信息进行地理信息解译；根据解译后的信息进行道路积水时的交通疏导方案分析或严重涝害时的救援调度分析，并将解译的道路内涝地理信息及分析完成的交通疏导方案或救援调度方案发送至信息发布平台系统；信息发布平台子系统，显示接收到的道路内涝地理信息和交通疏导方案或救援调度方案线路图，并将接收到的交通疏导方案或救援调度方案发送给临近的交通指挥人员。

其中，所述道路内涝实时信息监测子系统由设在信息监测点、采集道路内涝实时信息的传感器，和与传感器的输出端相连、将采集到的采集道路内涝实时信息发送至信息监控中心子系统的无线信息发送模块组成。

其中，所述信息监控中心子系统由道路内涝信息数据库、数据包解析服务器、地图服务器、调度分析服务器和指令发布服务器组成；所述无线信息发送模块将采集到的道路内涝实时信息发送至数据包解析服务器；数据包解析服务器对该实时信息进行数据解译及特征分类后，得到道路积水实时数据和空间位置点信息，并将道路积水实时数据存储进道路内涝信息数据库，将空间位置点信息转发至地图服务器，同时将道路积水实时数据和空间位置点信息转发至调度分析服务器；调度分析服务器实现对洪涝点的灾情分析，结合路网系统、交通指挥人员位置和救援资源现状，制定交通疏导方案或救援调度方案，并将交通疏导方案或救援调度方案同时发送至地图服务器和指令发布服务器以及存储入道路内涝信息数据库；地图服务器对接收到的数据进行空间与属性数据处理；并在接收到交通疏导方案或救援调度方案后，将调度空间信息和属性信息与空间数据库关联，形成交通疏导方案或救援调度方案路线图。

其中，所述信息发布平台子系统由地图数据发布终端和调度信息发布终端组成；所述地图服务器将处理完成的地图数据、交通疏导方案或救援调度方案路线图发送至地图数据发布终端进行显示；所述指令发布服务器将交通疏导方案或救援调度方案发送至调度信息发布终端，由调度信息发布终端将该方案发送给相关交通指挥及救援人员。

其中，所述道路内涝实时信息包括道路雨情及积水深度信息。

其中，所述道路内涝信息数据库通过数据库接口与数据包解析服务器相接。

其中，所述地图服务器包括地图编辑、空间分析的地图组件及控件。

其中，所述调度分析服务器采用空间信息优化算法对预选方案进行优化。

其中，所述调度信息发布终端将交通疏导方案和救援调度方案以彩信或短信形式发送至相关交通指挥及救援人员的手机上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明基于实时监测技术、地理信息系统技术和数据库技术，为提高雨天交通疏导效率，合理调配有限救援资源，提供参考方案。本发明具有内涝水情监测、道路积水报警、辅助交通疏导、救援人员合理调度的功能，能够有效疏导雨天交通拥堵，严重涝害时，及时合理调配救援人员到重灾现场，最大限度的保障涝害带来的人员生命和财产安全。

本发明用于城市内涝、道路积水后，为指挥中心实时提供城市道路内涝点积水信息；交通疏导方案和救援人员调度方案通过广播或短信等方式通知交通指挥人员和紧急救援人员，实现准确、高效、快捷的交通疏导和救援指挥，有效缓解雨天交通拥堵，优化救援调度，降低了洪涝带来的人员、车辆等生命财产损失。本发明是一种切实提高交通疏导速度、实施针对性救援调度中迫切需要的指挥系统，具有极重要的推广价值。

附图说明

图1是本发明的总体原理框图；

图2是数据包解析服务器处理流程图；

图3是数据包解译及特征分类流程图；

图4是指令发布服务器处理流程图；

图中：1、是道路内涝实时信息监测子系统，2、信息监控中心子系统，3、信息发布平台子系统，1-1、传感器，1-2、无线信息发送模块，2-1、道路内涝信息数据库，2-2、数据包解析服务器，2-3、地图服务器，2-4、调度分析服务器，2-5、指令发布服务器，3-1、地图数据发布终端，3-2、调度信息发布终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示为本发明的总体原理框图。本发明为一种基于地理信息系统的城市内涝交通疏导与救援指挥系统，包括：道路内涝实时信息监测子系统1，用于采集道路内涝实时信息，包括道路雨情及积水深度信息，并将该信息自动发送至信息监控中心子系统2；信息监控中心子系统2，对接收到的道路内涝实时信息进行地理信息解译；根据解译后的信息进行道路积水时的交通疏导方案分析或严重涝害时的救援调度分析，并将解译的道路内涝地理信息及分析完成的交通疏导方案或救援调度方案发送至信息发布平台子系统3；信息发布平台子系统3，显示接收到的道路内涝地理信息和交通疏导方案或救援调度方案线路图，并将接收到的交通疏导方案或救援调度方案发送给临近的交通指挥人员。

图1中的道路内涝实时信息监测子系统1由设在信息监测点、采集道路内涝实时信息的传感器1-1，和与传感器1-1的输出端相连、将采集到的采集道路内涝实时信息通过移动手机网络或者专网发送至信息监控中心子系统2的无线信息发送模块1-2组成。道路内涝实时信息包括道路雨情及积水深度信息。

图1中的信息监控中心子系统2由道路内涝信息数据库2-1、数据包解析服务器2-2、地图服务器2-3、调度分析服务器2-4和指令发布服务器2-5组成。上述无线信息发送模块1-2将采集到的道路内涝实时信息发送至数据包解析服务器2-2；数据包解析服务器2-2对该实时信息进行数据解译及特征分类后，得到道路积水实时数据和空间位置点信息，并将道路积水实时数据存储进道路内涝信息数据库2-1，将空间位置点信息转发至地图服务器2-3，同时将道路积水实时数据和空间位置点信息转发至调度分析服务器2-4；调度分析服务器2-4实现对洪涝点的灾情分析，结合路网系统、交通指挥人员位置和救援资源现状，制定交通疏导方案或救援调度方案，并将交通疏导方案或救援调度方案同时发送至地图服务器2-3和指令发布服务器2-5以及存储入道路内涝信息数据库2-1；地图服务器2-3对接收到的数据进行空间与属性数据处理；并在接收到交通疏导方案或救援调度方案后，将调度空间信息和属性信息与空间数据库关联，形成交通疏导方案或救援调度方案路线图。

道路内涝信息数据库2-1包括基础数据库，通过数据库接口与数据包解析服务器2-2相接，实现数据的交互访问，支持标准301语句进行访问，分类存储实时和历史监测、调度等数据；地图服务器2-3的主要功能有：实现空间数据与属性数据的匹配，实现对交通疏导路线的渲染，信息采集点危险级别的分类提示，完成地图放大、缩小、移动等操作，实时信息与地图数据的动态关联，对数据进行实时刷新，空间定位，地图控件可以为任一包括地图编辑、空间分析的地图组件及控件。指令发布服务器2-5实现对交通疏导方案指令、救援调度方案指令的接收，对控制命令校验，完成发送至相应交通指挥人员和救援人员手机的指令，命令确认；指令信息可以通过现有旧、或者专属网络完成。调度分析服务器2-4实现对洪涝点灾情分析，结合路网系统、交通指挥人员位置、救援资源现状，制定交通疏导和救援方案，并对预选方案进行优化，优化算法可以选用任一可实现空间信息优化的现成算法。

图1中的信息发布平台子系统3由地图数据发布终端3-1和调度信息发布终端3-2组成；上述地图服务器2-3将处理完成的地图数据、交通疏导方案或救援调度方案路线图发送至地图数据发布终端3-1，由地图数据发布终端3-1完成地图和路线图的显示和发布；上述指令发布服务器2-5将交通疏导方案或救援调度方案发送至调度信息发布终端3-2，由调度信息发布终端3-2将该方案以彩信或短信形式发送至相关交通指挥及救援人员的手机上。

本发明的工作原理：

道路内涝实时信息监测子系统1安装在各主要道路易发生积水点即道路洪涝信息采集点，每个信息采集点带有传感器，实时采集道路雨情及积水深度信息。当发生降雨发生时，信息监测点传感器1-1实时采集积水信息，无线信息发送模块1-2将采集到的道路内涝实时信息通过无线方式实时发送至信息监控中心子系统2。

如图2所示为信息监控中心子系统2的数据包解析服务器2-2的处理流程图。数据包解析服务器2-2监听接收端口，监听到信息后，确认是否为道路内涝实时信息监测子系统1上传的信息，对确认的数据进行校验，并将上传字符串进行数据解译及特征分类，把空间信息、属性信息分类数据按约定形式分别转发至地图服务器2-3、调度分析服务器2-4，并通过301语句构造，将上传数据存储至道路内涝信息数据库2-1中。

如图3所示为数据包解译及特征分类流程图，根据约定通讯协议，上传的积水信息数据包由起始码、命令码、数据类型等二进制信息组成，通过相应字符内容解译数据来源，数据类型，数据属性等信息。

地图服务器2-3接收到数据包解析服务器2-2转发的数据后，将空间信息和属性信息与空间数据库关联，提供显示、编辑等地图服务。并且，地图服务器2-3接收到调度分析服务器2-4的交通疏导方案和救援调度方案后，将调度空间信息和属性信息与空间数据库关联，通过地图数据发布终端3-1显示。

调度分析服务器2-4对积水信息进行分析判断，结合基础数据库道路信息数据、城区数据、交通部门基础信息、救援部门基础信息，为积水阻断路段制定交通疏导方案；对多个积水严重路段和周边现有救援人员情况进行综合分析，制定救援调度方案。最后，调度分析服务器2-4将交通疏导方案或救援调度方案发送至指令发布服务器2-5，同时，存储至道路内涝信息数据库2-1。

如图4所示为指令发布服务器处理流程图。指令发布服务器2-5负责将形成的方案发送至信息发布平台子系统3。信息发布平台子系统3完成地图的显示、发布，将调度信息通过彩信或短信形式发送至相关交通指挥及救援人员手机上，为及时的救援提供参考。指令发布服务器2-5等待交通疏导方案和救援调度方案指令，当发生指令事件时，根据方案内容进行信息转译，形成发送命令二进制数据包，按通讯协议将交通疏导方案下发至交通指挥部门，将救援调度指令下发至救援部门。校验设置返回命令，如果发送成功，重新等待，如果发送不成功，继续重新下发命令。