浅谈台风应急抢险仿真动画搭建

浅谈台风应急抢险仿真动画搭建

祁满兴

广东电网公司东莞供电局广东省东莞市523000

摘要：随着全球气候的变暖，超强台风的极端灾害性热带气旋活动更加频繁，对我国沿海地区的威胁越来越大。虽然公安、水利、卫生、城管等部门已经在其各自的领域具备较好的应急指挥和风险管理能力，但都存在着各自独立运行，缺乏资源共享的状况，迫切需要开发一套台风应急抢险仿真动画并实现互联互通，以便在台风灾害中做到预报、防台、抗台以及台风过后的灾后重建等一些列工作能够有序进行。台风应急抢险仿真动画搭建好后可以更加清晰地了解到抢险行动中的注意事项，有效地提高了抢险的成功率和保证了抢险的安全性。

关键词：应急、抢修、仿真动画、演练

全球突发性自然灾害日渐频繁，造成严重的生态破坏和人员伤亡，如何构建科学合理的防灾减灾体系已成为全球、国家和区域可持续发展进程中共同面临的科学难题。沿海地区因人口聚集、经济发达和气象灾害频发称为当前防灾减灾的重点区域。区域海平面的上升，叠加城市化过程中负面因素的干扰，促使沿海地区灾害环境的加速演变，承灾系统抗灾能力下降。在检测预警技术和应急响应能力仍滞后的背景下，加强灾害情景模拟将有助于沿海地区科学有效应对各类突发灾害事件。

一、灾害应急抢险仿真动画的现状分析

风暴潮灾害可能造成影响的情景模拟研究较少，动态情景模拟更是鲜有涉及，突出表现在两个方面：【1】（1）在情景模拟中所采用模型的边界条件设定，往往缺乏科学依据，对研究区域基于一定概率水平的极端风险情景的研究明显不足；（2）情景模拟多是对灾害风险场景的模拟，而对应急预案具体如何有效执行的模拟还未涉及。因此，应充分借鉴国内外已有灾情风险情景分析工具，通过对研究区域灾害风险极端边界条件的界定，提高情景模拟的精度，并对指定的灾害风险应急预案进行情景模拟，以辅助修正预案的有效性和针对性，并提高应急预案的执行效果。

其次，在风暴潮灾害风险评估方面，主要从其致灾因子危险性、承灾体的暴露性和脆弱性以及综合风险评估开展相关工作。风暴潮灾害风险危险性研究包括对风暴潮强度和频率的数值预报以及不同重现期风暴潮潮高位的研究。由于全球候变化导致台风频率和强度的增加以及海平面的升高，进而增加了台风风暴潮的危险性。

二、灾害应急抢险仿真动画的技术原理分析

1、抢险专业知识在计算机语言领域的运用

2、动画制作语言应用，通过动画直观地表现出抢险行动的危险性，让救援人员更加注重抢险的注意事项，提高安全性【2】。

通过构建情景，主要分情景构建、情景组合和情景模拟三个环节逐步实现。基于灾害风险研究的基本理论，本文将风险情景归纳为时间情景、强度情景、空间情景三种类型，每种类型又细化为若干情景要素，通过对不同要素的交叉组合生成低风险情景（常规事件）、中风险情景（非常规事件）以及高风险情景（极端事件），并对三种典型复合情景下台风风暴潮灾害引发的增水．漫堤／溃堤．淹没即洪水演进过程进行动态模。

3、通过计算机的运算、分析能力展示出抢险行动中操作不当的后果或者缺乏抢险知识的危害性，加深工作人员对抢险知识的认识。

情景模拟是最为直接的方法，让抢险人员充分认识灾害的危险性。【3】情景模拟方法是通过GIS和多智能体、神经网络、元胞自动机等复杂系统仿真建模手段相结合，模拟人类活动干扰下灾害发展演化过程，形成对灾害风险的可视化表达，实现灾害风险的动态评估。这是当前灾害风险评估研究的热点与前沿。对多灾种承灾体的灾害综合风险进行情景模拟，直观地体现灾情的时空演变特征与区域影响。该方法基于情景模拟从不同灾害、不同承灾体、不同时空尺度等，建立不同情景下评估模型，实现灾害综合风险的动态评估。

三、台风应急抢险仿真动画的技术关键点及创新点

1.采用B/S网络模式的结构处理，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN，WAN，Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据，实时接收动画信息，随时随地学习。

B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，如NetscapeNavigator或InternetExplorer，服务器安装SQLServer、Oracle、MYSQL等数据库。浏览器通过WebServer同数据库进行数据交互。

B/S结构（Browser/Server结构）结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本（TCO）。以目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络应用，并通过Internet/Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN，WAN，Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。

2.专业知识在计算机技术中的运用，让抢险知识充分在该仿真动画中得到充分的发挥，并能举一反三，通过正确的操作引出错误操作导致的后果。

基于自然灾害系统理论，【4】区域灾害系统是由孕灾环境、致灾因子与承灾体共同组成的地球表层系统结构体系，以及由孕灾环境不稳定性、致灾因子危险性和承灾体脆弱性共同决定灾害风险的地球表层功能体系（史培军，2009）。台风风暴潮灾害是我国沿海地区重点防御的灾种，是天文大潮、地形因素、海平面上升等多种自然因素和人为强化作用的结果，表现出明显的联动性特征。

3.台风应急抢险仿真动画搭建能更加直观地表现出抢险行动的危险性，让救援人员更加注重抢险的注意事项，提高安全性。

通过对多种致灾因子的危险性情景模拟，以及对承灾体的暴露性和脆弱性分析，实现灾害综合风险评估，并根据主要受灾对象提出风险控制措施。本研究针对受灾人群的生命安全，从疏散避难角度来探讨面向极端台风风暴潮事件的人群疏散预案，包括疏散空间的配置、疏散方式的选择以及疏散路线的优化等方面。

四、结语

综上所述，台风应急抢险仿真动画搭建有利于抢险人员了解到抢险行动中的注意事项，有大大地提高了抢险的成功率和保证了抢险的安全性。台风应急抢险仿真动画搭建对抢险人身安全需知、抢险流程知识、工具使用说明、常用救援电话、急救常识等知识让抢险人员有了更深的认识。

参考文献

【1】陈长坤，纪道溪：《基于复杂网络的台风灾害演化系统风险分析与控制研究》，灾害学，2012年第1期，第4页。

【2】曾庆田，鲁法明，刘聪，等：《基于Petri网的跨组织应急联动处置系统建模与分析》，计算机学报，2叭3年第11期，第2290一2302页。

【3】李迁，刘亚敏：《基于广义随机Petri网的工程突发事故应急处置流程建模及效能分析》，系统管理学报，2013年第3期，第162—176页。

【4】宋宇博，牟海波，蒋兆远：《基于随机Petri网的城市轨道交通应急系统安全性能分析》，中国安全科学学报，2011年第9期，第82—87页。

作者简介：祁满兴（1984—），男，汉族，本科，助理工程师，研究方向为配电运行运维。

项目名称：台风应急抢险仿真动画搭建项目编号：GDZC-031920160044