船舶应急预案仿真与评价系统及方法与流程

本发明属于交通运输安全领域，具体涉及一种船舶应急预案仿真与评价系统及方法。

背景技术：

船舶应急是船岸人员为预防、控制和消除船舶事故对生命、财产、水域环境等造成的损失所采取的反应行动。船舶应急预案是针对船舶可能发生的水上交通事故或险情，为保证迅速、有效地开展应急与救援行动，减少人员、财产、水域环境等方面的事故损失，而预先制定的救援计划和紧急行动方案。目前，船舶运输行业的应急预案得到有序开展，但是如何结合自身实际和不同事故、险情场景，制定出具有针对性和可操作性强的船舶应急预案仍是当前十分紧迫的工作。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种船舶应急预案仿真与评价系统及方法，能够仿真验证不同船舶应急预案对相应事故的有效性，并对预案进行评价。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种船舶应急预案仿真与评价系统，其特征在于：它包括服务端，以及分别与服务端连接的三个客户端：信息输入端、运行期监控端和案件评价端；其中，

所述的信息输入端用于输入事故属性、预案级别和各参数配置，以及启动和停止预案仿真；

所述的服务端包括预案结构模块、预案执行模块和执行项功能列表；其中执行项功能列表用于存储预案执行项的内容，包括受试人员动作、区域显示列表及任务完成条件；预案结构模块用于构造预案执行项，并管理预案执行项的运行；预案执行模块用于根据信息输入端输入的信息，按照预案结构模块中的预案执行项生成预案仿真案例，并按照时间顺序依次执行；

所述的运行期监控端用于按照预案仿真案例中依次执行的内容，实时显示仿真过程；

所述的案件评价端用于从服务端接收预案仿真案例的仿真数据，对当前预案仿真案例进行评价。

按上述系统，所述的信息输入端输入的各参数配置包括：事故信息、船舶信息、救援动态信息和资源配置情况信息。

按上述系统，所述的预案结构模块构造的预案执行项包括主干流程和预案执行子项；其中主干流程用于控制预案整体执行顺序，包括等待中、进行中和执行结束三个状态；每个预案执行子项用于按照执行项功能列表中存储的预案执行项的内容，执行对应的逻辑，包括等待中、进行中和执行结束三个状态。

按上述系统，所述的预案执行模块生成的预案仿真案例包括一组以时间为序的主干流程，每个主干流程下包含若干个并行运行的预案执行子项，当一个主干流程项中的所有预案执行子项都执行完毕，才能跳转到下一个主干流程。

按上述系统，所述的案件评价端包括案例失败条件配置模块、评价标准列表和评价模块，其中案例失败配置模块用于配置多项失败条件，只要其中一项条件达到则表示执行失败；评价标准列表用于设置对事故反应时间、操艇人员水平和人命财产救助情况进行说明和量化标准；评价模块用于结合仿真数据、案例失败条件配置模块和评价标准列表，对当前预案仿真案例进行评价。

一种利用上述船舶应急预案仿真与评价系统实现的仿真与评价方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、从信息输入端输入事故属性、预案级别和各参数配置，启动预案仿真；

S2、服务端的预案执行模块根据信息输入端输入的信息，按照预案结构模块中的预案执行项生成预案仿真案例，并按照时间顺序依次执行；

S3、运行期监控端按照预案仿真案例中依次执行的内容，实时显示仿真过程；

S4、当最后一个预案执行项运行完成后，在信息输入端点击停止预案仿真；

S5、案件评价端从服务端接收预案仿真案例的仿真数据，对当前预案仿真案例进行评价。

按上述方法，所述的信息输入端输入的各参数配置包括：事故信息、船舶信息、救援动态信息和资源配置情况信息。

按上述方法，所述的S2中预案结构模块构造的预案执行项包括主干流程和预案执行子项；其中主干流程用于控制预案整体执行顺序，包括等待中、进行中和执行结束三个状态；每个预案执行子项用于按照执行项功能列表中存储的预案执行项的内容，执行对应的逻辑，包括等待中、进行中和执行结束三个状态。

按上述方法，所述的S2中预案执行模块生成的预案仿真案例包括一组以时间为序的主干流程，每个主干流程下包含若干个并行运行的预案执行子项，当一个主干流程项中的所有预案执行子项都执行完毕，才能跳转到下一个主干流程。

按上述方法，所述的S5中案件评价端预设案例失败条件配置模块和评价标准列表，其中案例失败配置模块用于配置多项失败条件，只要其中一项条件达到则表示执行失败；评价标准列表用于设置对事故反应时间、操艇人员水平和人命财产救助情况进行说明和量化标准；评价模块结合仿真数据、案例失败条件配置模块和评价标准列表，对当前预案仿真案例进行评价。

本发明的有益效果为：采用服务器加若干客户端的架构，在构建事故情景的基础上，规划相应的应急预案，并将关联关系在案例配置中完成，最后借助仿真技术对事故演化和干预方法进行重构，仿真验证不同船舶应急预案对相应事故的有效性，并对预案进行评价，从而对船舶应对水上交通事故提供决策支持，实现保障通航安全、降低事故损失、提高营运效率的目的。

附图说明

图1为本发明一实施例的方法流程图。

图2为本发明一实施例的预案仿真案例的构架示意图。

图3为运行期监控端的显示界面。

图4为预案控制界面图。

图5为事故信息录入界面图。

图6为船舶信息录入界面图。

图7为事故属性界面图。

图8为救援动态界面图。

图9为资源配置情况界面图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

一种船舶应急预案仿真与评价系统，包括服务端，以及分别与服务端连接的三个客户端：信息输入端、运行期监控端和案件评价端；其中，

所述的信息输入端用于输入事故属性、预案级别和各参数配置，以及启动和停止预案仿真；

所述的服务端包括预案结构模块、预案执行模块和执行项功能列表；其中执行项功能列表用于存储预案执行项的内容，包括受试人员动作、区域显示列表及任务完成条件；预案结构模块用于构造预案执行项，并管理预案执行项的运行；预案执行模块用于根据信息输入端输入的信息，按照预案结构模块中的预案执行项生成预案仿真案例，并按照时间顺序依次执行；

所述的运行期监控端用于按照预案仿真案例中依次执行的内容，实时显示仿真过程；

所述的案件评价端用于从服务端接收预案仿真案例的仿真数据，对当前预案仿真案例进行评价。

优选的，所述的信息输入端输入的各参数配置包括：事故信息、船舶信息、救援动态信息和资源配置情况信息。

优选的，所述的预案结构模块构造的预案执行项包括主干流程和预案执行子项；其中主干流程用于控制预案整体执行顺序，包括等待中、进行中和执行结束三个状态；每个预案执行子项用于按照执行项功能列表中存储的预案执行项的内容，执行对应的逻辑，包括等待中、进行中和执行结束三个状态。

优选的，所述的预案执行模块生成的预案仿真案例包括一组以时间为序的主干流程，每个主干流程下包含若干个并行运行的预案执行子项，当一个主干流程项中的所有预案执行子项都执行完毕，才能跳转到下一个主干流程。

优选的，所述的案件评价端包括案例失败条件配置模块、评价标准列表和评价模块，其中案例失败配置模块用于配置多项失败条件，只要其中一项条件达到则表示执行失败；评价标准列表用于设置对事故反应时间、操艇人员水平和人命财产救助情况进行说明和量化标准；评价模块用于结合仿真数据、案例失败条件配置模块和评价标准列表，对当前预案仿真案例进行评价。

一种上述船舶应急预案仿真与评价系统实现的仿真与评价方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、从信息输入端输入事故属性、预案级别和各参数配置，启动预案仿真；

S2、服务端的预案执行模块根据信息输入端输入的信息，按照预案结构模块中的预案执行项生成预案仿真案例，并按照时间顺序依次执行；

S3、运行期监控端按照预案仿真案例中依次执行的内容，实时显示仿真过程；

S4、当最后一个预案执行项运行完成后，在信息输入端点击停止预案仿真；

S5、案件评价端从服务端接收预案仿真案例的仿真数据，对当前预案仿真案例进行评价。

优选的，所述的信息输入端输入的各参数配置包括：事故信息、船舶信息、救援动态信息和资源配置情况信息。

优选的，所述的S2中预案结构模块构造的预案执行项包括主干流程和预案执行子项；其中主干流程用于控制预案整体执行顺序，包括等待中、进行中和执行结束三个状态；每个预案执行子项用于按照执行项功能列表中存储的预案执行项的内容，执行对应的逻辑，包括等待中、进行中和执行结束三个状态。

优选的，所述的S2中预案执行模块生成的预案仿真案例包括一组以时间为序的主干流程，每个主干流程下包含若干个并行运行的预案执行子项，当一个主干流程项中的所有预案执行子项都执行完毕，才能跳转到下一个主干流程。

优选的，所述的S5中案件评价端预设案例失败条件配置模块和评价标准列表，其中案例失败配置模块用于配置多项失败条件，只要其中一项条件达到则表示执行失败；评价标准列表用于设置对事故反应时间、操艇人员水平和人命财产救助情况进行说明和量化标准；评价模块结合仿真数据、案例失败条件配置模块和评价标准列表，对当前预案仿真案例进行评价。

实施例：

1.服务端

1.1预案执行模块

1.1.1预案开启

在案例开始执行时，预案是没有执行的。当中心指挥人员C接到报警电话后委托信息录入角色S开启事故预案后，预案执行模块才开始执行预案。

1.1.2预案执行

预案将按照定义的主干流程依次执行，每个主干流程由若干独立的预案执行项组成。

如图2所示，C0-C5为主干流程项，主干流程项的功能为控制预案的整体执行顺序。每一个主干流程项中可以包含多个预案执行项，并且这些预案执行项是并行运行的。当一个主干流程项中的所有预案执行项都执行完毕，才能跳转到下一个主干流程项执行。

1.1.3预案结束

预案只能按照设定的流程执行，不能主动提前结束。当最后一个主干流程项中的所有预案执行项执行完毕，则表示整个预案执行结束。

如果触发了失败条件导致案例提前结束，则预案执行也将一并结束。

1.2预案结构

1.2.1主干流程项

主干流程项负责管理一组预案执行项的运行。

状态

分为以下三个状态：等待中、进行中和执行结束。

当主干流程未启动时为等待中状态，当启动后进入到进行中状态，当子预案执行项全部执行完毕后，进入执行结束状态。

描述

执行项提供自身的描述信息，该信息供C区输出使用。

执行

主干流程项的主要职责就是监控预案执行子项是否全部执行完毕，如果执行完毕则跳转到执行结束状态。

1.2.2预案执行子项

一个预案执行子项为最小的预案逻辑执行单元。为了方便实现和扩展，定义一个通用的预案执行子项基类，系统中所有预案执行子项均继承于该基类。

状态

预案执行子项分为以下三个状态：等待中、进行中和执行结束。

预案执行被加载时默认处在等待中的状态，当该执行项所在的主干流程项转到进行中状态后，该执行项跳转到进行中状态。进入进行中状态后将处理执行逻辑，直到执行完毕后切换到执行结束状态。

描述

执行项提供自身的描述信息，该信息供C区输出使用。

执行

预案执行项需要实现执行逻辑。在执行过程当中持续监测该执行项关注的数据。

1.2.3预案存储格式

预案采取XML格式文件存储在服务器端。

主干流程项

<node type＝“main”id＝”0”>

</node>

用上述的XML格式描述主干流程项。其中type＝“main”表示该node是主干流程项。Id＝”0”表示这个流程项的执行序号。

预案执行项

<node type＝“child”typename＝“c01”>

<userDataReference key＝"running_time"value＝"200"/>

</node>

用上述的XML格式描述预案执行项。其中type＝“child”表示该node是预案执行项。Typename＝“c01”表示这个流程项的类型编号，预案执行模块根据这个编号动态创建对应类型的处理对象。

其中userDataReference子节点可为该执行项提供动态的参数，比如上述running_time参数为200，则表示该执行项运行200秒后切换至执行结束状态。

一个典型预案示例

1.3预案执行项功能列表

2.运行期监控端

运行期监控端仅负责显示预案执行时的交互信息，除此之外没有其它的功能了。原先定义的案例管理等功能均迁移至信息输入端完成。

2.1监控端主界面，如图3所示。

区域A

信息显示方式为从右到左滚动播出。

区域B

其中区域B的内容显示分为两个部分：置顶部分和更新部分。

置顶部分为用户提交的事故描述的最终数据。

更新部分为用户更新事故描述的过程信息，其中包括变更的信息内容，提交人和时间。区域C

区域C数据显示按照等待中，进行中和已完成的顺序排序显示。

区域D

区域D信息显示时，按照时间顺序由新到旧排序显示。最新数据插入显示在第一行，

其余数据依次后移。

区域E

区域E描述资源数据，所以按照当前案例中配置的资源信息全部显示出来。更新时在原输出的文本上更新，不增加新数据。

2.2区域A内容和样式

以下格式的信息在案例开启以后将在A区滚动播出。

时间(YYYY:MM:DD:HH)，天气(小雨/中雨/大雨/雷阵雨/晴/多云/阴)[有雷/无雷，有闪电/无闪电]，风向，风速，气温℃，水温℃，水位，水流速度，能见度

示例：

2013年8月16日15：10：00，中雨，有雷，有闪电，东南风5m/s，气温30℃，水温20℃，水位17m，水流1m/s，能见度10000m

2.3区域B内容和样式

区域B状态的提供者为:[海事数据中心/**船公司/巡航艇**/消防船**/**海事处/船舶**船长(船员、乘客)/匿名目击者]

2.4区域C内容和样式

2.5区域D内容和样式

2.6区域E内容和样式

3.信息输入端

3.1预案控制界面，如图4所示。

启动应急预案

该界面负责启动应急预案。当接到报警信息时，可以点击启动按钮并录入与事故相关的信息。

停止应急预案

当完成整个救援工作以后，点击该按钮完成应急预案的执行。

设置应急预案等级

根据询问和调查，在确认事故现场的各种信息后，设置相应的预案级别。

事故信息录入

在点击启动按钮后，首先启动事故信息录入界面。在该界面中输入已经明确事故信息，界面如图5所示。点击提交按钮的时候需要弹出界面，供用户输入信息提供者的信息。

船舶信息录入

在事故信息录入界面中点击添加按钮，就可以添加事故船舶信息，界面如图6所示。点击提交按钮的时候需要弹出输入信息提供者信息的界面。

3.2事故属性界面如图7所示。

事故属性编辑

在本界面中可以进一步编辑在预案控制界面中录入的事故属性信息。点击事故属性编辑按钮后，系统将弹出事故信息录入界面，供用户编辑。

船舶信息编辑

事故船舶列表中的船舶就是在事故信息录入界面中添加的船舶。点击船舶信息编辑按钮后，系统将弹出船舶信息录入界面，供用户编辑。

事故船舶状态更新

在事故船舶的下拉列表中选择船舶后，可以更新每一个事故船舶的状态信息。

在更新上述所有信息的时候，均需要弹出输入信息提供者信息的界面。

3.3救援动态界面如图8所示。

设置救援船舶动态信息

在救援船舶列表中可以选择的船舶都是案例中配置的船舶。在下拉框中选择指定的船舶后可以选择对应的船舶状态信息，点击更新按钮将把这些信息更新到服务器，并显示在区域D。

此处下拉列表中可选择的内容有：

通知救援船舶赶赴现场。

救援船舶已接受任务出发，正在赶赴事故现场。

救援船舶已发现事故现场。

消防船灭火剂已耗尽。

消防船灭火剂补充完毕。

调集拖轮前往事故现场。

交通管制

在这里可以发布和解除航行警告和设置交通管制区域。交通管制方式可以选择：封航、诱导和单向通行。本期只实现封航的功能。选择封航后，可以选择上行和下行的锚地。

3.4资源配置情况界面如图9所示。

更新资源信息

在本界面可以更新每个海事处的资源配置信息，这部分信息仅供区域E显示使用。

职责更新

用于更新海事处当前的状态信息。

此处状态下拉列表中包含的内容有：准备就绪、全面参与搜救。

更新船舶状态信息

在船舶状态更新部分可以分别选择船舶编号，并更新其状态，这部分信息仅供区域E显示使用。

此处状态下拉列表包含的内容有：正在巡航、正在维修、正在待命和搜救中。

4.案例评价

4.1案例失败条件配置

每一个案例都可以配置多项失败条件，只要其中一项条件达到，则表示整个仿真案例执行失败，这些属性可以在案例中进行配置，同时可以设置一项或多项。

火灾船舶发生爆炸

人员死亡人数超过一定比例

货物损失超过一定比例(船舶沉没)

4.2评价标准

总评的等级按照分项最低等级计算。

本发明搭建了一个船舶应急处置的硬件和软件相结合的仿真系统，设计多种船舶事故案例，每个案例都关联某个预案，关联关系在案例配置中完成。当船舶事故案例开启后，船舶应急场景将按照预定的方式发生，已关联的船舶应急预案开始执行，并展开相应的救援操作。如果救援操作顺利完成，预案执行逻辑将检测到完成的结果，并结束预案执行，转换到评价阶段。如果在救援的过程中还未完成救援就触发了案例失败条件，则直接跳转到评价阶段。评价完成之后，案例仿真过程结束。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。