专利名称：一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机应用技术领域的系统，具体为一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统。
背景技术：
目前发达国家的科研机构如美国的NSF、英国的e-Science等已经在突发事件应 急响应的机制方面进行了多年的研究，建立了一些有影响的应急管理系统，如美国的“国家 应急反应系统”、欧洲EUREKA计划中的“重大紧急事件智能管理系统” (MEM-brain),日本的 “灾害响应系统”(DRS)等。在国内，随着突发公共事件的增多，国家对应急管理高度重视， 2006年1月10日中国颁布了《国家自然灾害救助应急预案》，汶川大地震后民政部于2008 年12月9日颁布了《关于加强自然灾害救助应急预案体系建设的指导意见》;在突发公共事 件应急的技术攻关、应用研究和体系建设方面已设置了相应的规划项目进行支持，如科技 部“十一五”科技支撑计划已设立重大项目“国家应急平台体系关键技术研究与应用示范”、 “国家突发公共事件应急体系建设规划”。在未来的经济发展中，网状的、高度系统化、一体化的公路网基础设施将逐步形 成，城际间的客货运输需求将进一步加大，作为承担主要运输任务的公路网，一旦发生重大 交通事件、自然灾害等紧急情况，必将影响整个区域的交通运行，必然对经济发展产生重要 影响，交通组织技术在应急管理工作中的作用越发突出。但目前在高速公路应急管理方面， 利用各方信息、技术、物资处理紧急情况的手段不足，其不能做到科学性处理、快速处理和 资源利用最大化处理、损失最小化处理。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系 统，其能快速、科学地给决策者提供准确数据，以便决策者作出决策，从而对紧急情况做到 科学性处理、快速处理、资源利用最大化处理和损失最小化处理。其技术方案是这样的
其特征在于其包括系统管理模块、地图操作管理模块、应急资源检索模块、事件影响 分析模块、应对能力评估模块、动态交通组织模块、数据应用管理模块，其中
所述系统管理模块是用户登录系统的平台，用户在调度救援资源时通过所述系统管理 模块调用所述应急资源检索模块，研判应急处置需求时通过所述系统管理模块调用所述事 件影响分析模块，评估紧急事件应对能力时通过所述系统管理模块调用所述应对能力评估 模块，管理维护和更新信息时通过所述系统管理模块调用所述数据应用管理模块，在调用 过程中分别通过所述地图操作管理模块进行直观操作；
所述地图操作管理模块实现对动态电子地图的放大、缩小、漫游、图层管理等操作功
能；
所述应急资源检索模块借助GIS动态地图显示功能，展示出为高速公路网容灾配备的各种人力、物质、信息等应急资源的空间规划布局，检索事件点前后(T5km范围内的应急处 置资源所处位置及人员、装备的配备情况；
所述事件影响分析模块对高速公路交通紧急事件进行类别、级别的划分；模拟紧急事 件引起的路网交通流延误情况，预测事件的辐射影响范围； 所述应对能力评估模块分析紧急情况下区域交通网络的交通疏散承载能力及负荷度， 确定路网应对能力评价等级和各指标的评价标准；构建区域路网内紧急事件应急保障体 系，评估紧急事件下各应急单位协同应对能力和路网紧急情况下交通组织策略的适应性；
所述动态交通组织模块通过所述应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评 估模块分析所得出的结果，借助所述地图操作管理模块、数据应用管理模块内部的数据，分 析紧急事件下交通需求随时间的变化特性、路网特征随时间变化特性，预测路网短时段交 通流的分配格局，进行基于仿真的路网交通流动态分配；以行程时间最少为目标，规划路网 的救援最优路径，实现路网交通流诱导与控制协同优化策略；
所述数据应用管理模块对所述应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估 模块中的属性数据进行管理和维护； 其进一步特征在于
所述应急资源检索模块包括路网信息检索模块、救援力量信息检索模块，其中路网信 息检索模块包括高速公路、国道、省道、收费站点、高速公路出入口、公路服务区等空间位置 查询和属性信息的编辑、检索；救援力量信息检索模块包括交警、路政、公路公司、医疗、消 防等救援部门的空间位置查询和属性信息的编辑、检索；所述路网信息检索模块、救援力量 信息检索模块之间通过属性信息和空间数据的关联度实现关联检索；
所述事件影响分析模块包括事件危害度分析模块、事件影响辐射分析模块，其中事件 危害度分析模块包括按事件性质、严重程度、影响范围、处置需求、事件成因的单因素分类 方案的查询，提供以单因素分级为基础进行属性叠加、综合评定事件响应级别的简易分级 方案，提供基于事件危害性、路网脆弱性、应急处置难度和影响扩大效应评价目标的事件危 害风险分级；事件影响辐射分析模块包括紧急事件影响时间的阶段性划分、事件的扩散方 式、扩散性质、扩散影响因素的查询，构建区域路网紧急事件下交通状态仿真模型，描述交 通紧急事件的影响范围；
所述紧急情况下应对能力评估模块包括路网条件应对能力评估模块、救援力量应对能 力评估模块、组织策略适应性评估模块，其中路网条件应对能力评估模块其给出不同车道 数的高速公路在不同危害性事件下基于仿真基础上的评价指标值，建立路网条件应对能力 评价模型，评测路网条件应对能力等级；救援力量应对能力评估模块负责建立区域路网应 急救援联动体系，建立高速公路网救援力量应对能力评价模型，对救援力量应急管理能力 进行评价；组织策略适应性评估模块确定交通组织策略适应性评价指标值，建立评价模型， 从速度、占有率和密度等方面对不同流量和不同级别事件下交通组织效果进行定量评测；
所述动态交通组织模块，包括交通流动态均衡分配模块、救援最优路径规划模块、交通 诱导与控制协同优化，其中交通流动态均衡分配模块依据事件的位置、持续时间及严重程 度设置紧急事件场景，分析路网、路径、路段上的特征参数随时间变化特性，预测路网短时 段交通流分配格局；救援最优路径规划模块在现有应急资源分布格局条件下，以行程时间 最小为目标，规划救援力量最优走行路径；交通诱导与控制协同优化模块负责依据路网交通流量状态及实施的管制方案，确认交通诱导信息发布的方式及内容。采用本发明的系统后，当在高速公路网上发生紧急情况时，其事发地点通过应急资源检索模块中的GIS动态地图显示功能快速找到，然后在地图操作管理模块中迅速标 出，然后通过应急资源检索模块找出事发地点周边的救援力量和其他地理信息；然后通过事件影响分析模块对该高速公路交通紧急事件进行类别、级别的划分，同时模拟紧急事件 引起的路网交通流延误情况，预测事件的辐射影响范围；之后通过应对能力评估模块分析 该紧急情况下区域交通网络的交通疏散承载能力及负荷度，确定路网应对能力评价等级， 评估紧急事件下各应急单位协同应对能力和路网紧急情况下交通组织策略的适应性；动态 交通组织模块通过应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块分析所得出的结果，借助地图操作管理模块、数据应用管理模块内部的数据，分析紧急事件下交通需求 随时间的变化特性、路网特征随时间变化特性，预测路网短时段交通流的分配格局，进行基 于仿真的路网交通流动态分配，以行程时间最少为目标，规划路网的救援最优路径，实现路 网交通流诱导与控制协同优化策略，其能快速、科学地给决策者提供准确数据，以便决策者作出决策，从而对紧急情况做到科学性处理、快速处理、资源利用最大化处理和损失最小化 处理；
由于所述应急资源检索模块包括路网信息检索模块、救援力量信息检索模块，两个模块内所包含的信息确保其检索时速度更快、更准确，从而确保紧急情况下科学处理、快速处理、资源利用最大化处理；
由于所述事件影响分析模块包括事件危害度分析模块、事件影响辐射分析模块，其分别对事件危害度和事件影响辐射进行分析，给出细化的数据，从而确保紧急情况下科学处理、快速处理、资源利用最大化处理和损失最小化处理；
由于所述紧急情况下应对能力评估模块包括路网条件应对能力评估模块、救援力量应 对能力评估模块、组织策略适应性评估模块，其能科学地对高速公路路网做出的应对能力进行细化的评估，从而确保紧急情况下科学处理、快速处理、资源利用最大化处理和损失最小化处理；
由于所述动态交通组织模块，包括交通流动态均衡分配模块、救援最优路径规划模块、 交通诱导与控制协同优化，其根据应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块每个模块所分析得出的细化数据，预测路网短时段交通流分配格局，救援最优路径规划 模块在现有应急资源分布格局条件下，以行程时间最小为目标，规划救援力量最优走行路径，依据路网交通流量状态及实施的管制方案，确认交通诱导信息发布的方式及内容，从而 确保对紧急情况做到科学性处理、快速处理、资源利用最大化处理和损失最小化处理。
图1是本发明的结构示意框图。具体实施例方式
见图1，其包括系统管理模块、地图操作管理模块、应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块、动态交通组织模块、数据应用管理模块，
系统管理模块是用户登录系统的平台，用户在调度救援资源时通过系统管理模块调用应急资源检索模块，研判应急处置需求时通过系统管理模块调用事件影响分析模块，评估紧急事件应对能力时通过系统管理模块调用应对能力评估模块，管理维护和更新信息时通过系统管理模块调用数据应用管理模块，在调用过程中分别通过地图操作管理模块进行直 观操作； 地图操作管理模块实现对动态电子地图的放大、缩小、漫游、图层管理等操作功能； 应急资源检索模块借助GIS动态地图显示功能，展示为路网容灾配备的各种人力、物 质、信息等应急资源的空间规划布局，检索事件点前后5km范围内的应急处置资源所处位 置及人员、装备的配备情况；
事件影响分析模块对高速公路交通紧急事件进行类别、级别的划分；模拟紧急事件引 起的路网交通流延误情况，预测事件的辐射影响范围；
应对能力评估模块分析紧急情况下区域交通网络的交通疏散承载能力及负荷度，确定 路网应对能力评价等级和各指标的评价标准；构建区域路网内紧急事件应急保障体系，评 估紧急事件下各应急单位协同应对能力和路网紧急情况下交通组织策略的适应性；
动态交通组织模块通过应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块分 析所得出的结果，借助地图操作管理模块、数据应用管理模块内部的数据，分析紧急事件下 交通需求随时间的变化特性、路网特征随时间变化特性，预测路网短时段交通流的分配格 局，进行基于仿真的路网交通流动态分配；以行程时间最少为目标，规划路网上救援最优路 径，实现路网交通流诱导与控制协同优化策略；
数据应用管理模块对应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块中的 属性数据进行管理和维护；
应急资源检索模块包括路网信息检索模块、救援力量信息检索模块，其中路网信息检 索模块包括高速公路、国道、省道、收费站点、高速公路出入口、公路服务区等空间位置查询 和属性信息的编辑、检索，救援力量信息检索模块包括交警、路政、公路公司、医疗、消防等 救援部门的空间位置查询和属性信息的编辑、检索，路网信息检索模块、救援力量信息检索 模块之间通过属性信息和空间数据的关联度实现关联检索；
事件影响分析模块，包括事件危害度分析模块、事件影响辐射分析模块，其中事件危 害度分析模块包括按事件性质、严重程度、影响范围、处置需求、事件成因的单因素分类方 案的查询，提供以单因素分级为基础进行属性叠加、综合评定事件响应级别的简易分级方 案，提供基于事件危害性、路网脆弱性、应急处置难度和影响扩大效应评价目标的事件危害 风险分级，事件危害风险按5分制标准分为五级，认为W，1)为轻微、[1，2)为较轻、[2，3) 为一般、[3，4)为重大、[4,5]为特大，事件影响辐射分析模块包括紧急事件影响时间的阶段 性划分、事件的扩散方式、扩散性质、扩散影响因素的查询，构建区域路网紧急事件下交通 状态仿真模型，描述交通紧急事件的影响范围；
紧急情况下应对能力评估模块包括路网条件应对能力评估模块、救援力量应对能力评 估模块、组织策略适应性评估模块，其中路网条件应对能力评估模块其给出不同车道数的 高速公路在不同危害性事件下基于仿真基础上的评价指标值，建立路网条件应对能力评价 模型，评测路网条件应对能力等级，路网条件应对能力按百分制标准分为五级，认为W，20) 为差、[20，40)为较差、[40，60)为中等、[60，80)为良好、[80，100]为优秀，救援力量应对能 力评估模块负责建立区域路网应急救援联动体系，建立高速公路网救援力量应对能力评价 模型，对救援力量应急管理能力进行评价，救援力量应对能力按百分制分为四级，认为W， 40)为差、[40，60)为中等、[60，80)为良好、[80，100]为优秀，组织策略适应性评估模块负责确定交通组织策略适应性评价指标值，建立评价模型，从速度、占有率和密度等方面对不 同流量和不同级别事件下交通组织效果进行定量评测；
动态交通组织模块，包括交通流动态均衡分配模块、救援最优路径规划模块、交通诱导 与控制协同优化，其中交通流动态均衡分配模块依据事件的位置、持续时间及严重程度设置紧急事件场景，分析路网、路径、路段上的特征参数随时间变化特性，预测路网短时段交 通流分配格局，救援最优路径规划模块在现有应急资源分布格局条件下，以行程时间最小为目标，规划救援力量最优走行路径，交通诱导与控制协同优化模块负责依据路网交通流 量状态及实施的管制方案，确认交通诱导信息发布的方式及内容。
权利要求
一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统，其特征在于其包括系统管理模块、地图操作管理模块、应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块、动态交通组织模块、数据应用管理模块，其中所述系统管理模块是用户登录系统的平台，用户在调度救援资源时通过所述系统管理模块调用所述应急资源检索模块，研判应急处置需求时通过所述系统管理模块调用所述事件影响分析模块，评估紧急事件应对能力时通过所述系统管理模块调用所述应对能力评估模块，管理维护和更新信息时通过所述系统管理模块调用所述数据应用管理模块，在调用过程中分别通过所述地图操作管理模块进行直观操作；所述地图操作管理模块实现对动态电子地图的放大、缩小、漫游、图层管理等操作功能；所述应急资源检索模块借助GIS动态地图显示功能，展示出为高速公路网容灾配备的各种人力、物质、信息等应急资源的空间规划布局，检索事件点前后0~5km范围内的应急处置资源所处位置及人员、装备的配备情况；所述事件影响分析模块对高速公路交通紧急事件进行类别、级别的划分；模拟紧急事件引起的路网交通流延误情况，预测事件的辐射影响范围；所述应对能力评估模块分析紧急情况下区域交通网络的交通疏散承载能力及负荷度，确定路网应对能力评价等级和各指标的评价标准；构建区域路网内紧急事件应急保障体系，评估紧急事件下各应急单位协同应对能力和路网紧急情况下交通组织策略的适应性；所述动态交通组织模块通过所述应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块分析所得出的结果，借助所述地图操作管理模块、数据应用管理模块内部的数据，分析紧急事件下交通需求随时间的变化特性、路网特征随时间变化特性，预测路网短时段交通流的分配格局，进行基于仿真的路网交通流动态分配；以行程时间最少为目标，规划路网的救援最优路径，实现路网交通流诱导与控制协同优化策略；所述数据应用管理模块对所述应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块中的属性数据进行管理和维护。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统，其特征 在于所述应急资源检索模块包括路网信息检索模块、救援力量信息检索模块，其中路网 信息检索模块包括高速公路、国道、省道、收费站点、高速公路出入口、公路服务区等空间位 置查询和属性信息的编辑、检索；救援力量信息检索模块包括交警、路政、公路公司、医疗、 消防等救援部门的空间位置查询和属性信息的编辑、检索；所述路网信息检索模块、救援力 量信息检索模块之间通过属性信息和空间数据的关联度实现关联检索。
3.根据权利要求1所述的一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统，其特征 在于所述事件影响分析模块包括事件危害度分析模块、事件影响辐射分析模块，其中事 件危害度分析模块包括按事件性质、严重程度、影响范围、处置需求、事件成因的单因素分 类方案的查询，提供以单因素分级为基础进行属性叠加、综合评定事件响应级别的简易分 级方案，提供基于事件危害性、路网脆弱性、应急处置难度和影响扩大效应评价目标的事件 危害风险分级；事件影响辐射分析模块包括紧急事件影响时间的阶段性划分、事件的扩散 方式、扩散性质、扩散影响因素的查询，构建区域路网紧急事件下交通状态仿真模型，描述 交通紧急事件的影响范围。
4.根据权利要求1所述的一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统，其特征在于所述紧急情况下应对能力评估模块包括路网条件应对能力评估模块、救援力量应对 能力评估模块、组织策略适应性评估模块，其中路网条件应对能力评估模块其给出不同车 道数的高速公路在不同危害性事件下基于仿真基础上的评价指标值，建立路网条件应对能 力评价模型，评测路网条件应对能力等级；救援力量应对能力评估模块负责建立区域路网 应急救援联动体系，建立高速公路网救援力量应对能力评价模型，对救援力量应急管理能 力进行评价；组织策略适应性评估模块确定交通组织策略适应性评价指标值，建立评价模 型，从速度、占有率和密度等方面对不同流量和不同级别事件下交通组织效果进行定量评测。
5.根据权利要求1所述的一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统，其特征在于所述动态交通组织模块，包括交通流动态均衡分配模块、救援最优路径规划模块、交 通诱导与控制协同优化，其中交通流动态均衡分配模块依据事件的位置、持续时间及严重 程度设置紧急事件场景，分析路网、路径、路段上的特征参数随时间变化特性，预测路网短 时段交通流分配格局；救援最优路径规划模块在现有应急资源分布格局条件下，以行程时 间最小为目标，规划救援力量最优走行路径；交通诱导与控制协同优化模块负责依据路网 交通流量状态及实施的管制方案，确认交通诱导信息发布的方式及内容。
全文摘要
本发明为一种高速公路网紧急情况下交通组织辅助决策系统。其能快速、科学地给决策者提供准确数据，以便决策者作出决策，从而对紧急情况做到科学性处理、快速处理、资源利用最大化处理和损失最小化处理。其包括系统管理模块、地图操作管理模块、应急资源检索模块、事件影响分析模块、应对能力评估模块、动态交通组织模块、数据应用管理模块，其中所述系统管理模块是用户登录系统的平台，用户在调度救援资源时通过所述系统管理模块调用所述应急资源检索模块，研判应急处置需求时通过所述系统管理模块调用所述事件影响分析模块，评估紧急事件应对能力时通过所述系统管理模块调用所述应对能力评估模块，管理维护和更新信息时通过所述系统管理模块调用所述数据应用管理模块，在调用过程中分别通过所述地图操作管理模块进行直观操作。
文档编号G06Q50/00GK101799911SQ20101013699
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者李瑞敏, 王俊骅, 王长君, 马兆有 申请人:公安部交通管理科学研究所