專利名稱：一種應用于極端洪災風險管理的輔助決策系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于管理信息系統(tǒng)及決策支持技術領域，特別涉及一種可以輔助決策群體進行極端洪水災情預估以及可視化風險決策的信息系統(tǒng)，包括可用于極端洪災風險管理的群決策模型庫設計、控制方法和基于動態(tài)演化的洪災風險專題圖實現(xiàn)方法。
背景技術：
極端洪災事件的發(fā)生，將導致巨大的受災面積和受災程度，不僅對人的生命財產安全，而且對社會經濟、生態(tài)環(huán)境等都將帶來不可估量的損失。因此，我們將極端洪災風險管理系統(tǒng)作為一個復雜巨系統(tǒng)來處理。極端洪災事件風險管理系統(tǒng)包括了災前預警、洪災風險預估等決策過程，決策過程涉及到多區(qū)域、多部門、多利益相關的問題，可以看作是一個帶有不確定性，包含有半結構問題和利益矛盾問題的多目標多屬性的復雜決策問題。面對這種包括災前預警、洪災風險分析和預估等一系列決策問題，單個個人的決策能力無法滿足需要，決策過程的各個階段必須有一群利益相關者和相關專家的參與，各種方案的生成、篩選、直到最終抉擇，都是由一個決策群體通過協(xié)調合作或談判而共同完成，這就是由多個決策者參與的群體決策問題。因此，創(chuàng)建具有綜合分析極端災害信息、進行風險分析和預估的輔助決策系統(tǒng)非常重要。目前，國內在洪災風險管理信息系統(tǒng)的研究和開發(fā)方面已取得了一些成果。例如， 冉曉艷等人研究的城市地震洪災風險管理信息系統(tǒng)采用當前最流行的ArcGIS Engine組件式開發(fā)技術，以社區(qū)為震害風險評價和震情信息管理的基本單位，集數(shù)據(jù)的錄入、分析、 管理、查詢、表達為一體，實現(xiàn)了圖文一體化，可滿足市區(qū)級地震工作的需要；王海濤等人為核電站日常運行安全管理提出的采用現(xiàn)代軟件工程方法，并將面向對象的軟件設計開發(fā)技術與實踐相結合，設計了核電站實時風險管理系統(tǒng)Risk Angel的總體構架模式，并研發(fā)了一套具有自主知識產權的軟件原型系統(tǒng)一Risk Angell.O ；付萬等人根據(jù)遼寧省氣象災害特點和各個城市經濟發(fā)展水平，基于GIS建立遼寧省氣象災害與保險風險管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以MapinfO7.0為基礎平臺、Arc GIS 9. 2為高級操作平臺，采用內置屬性表和外部關系型數(shù)據(jù)庫SQL. krverfOOO，兩種方式共同存儲管理數(shù)據(jù)，模型數(shù)據(jù)主要是氣象災害的災害危險度模型，具有災害危險度分析、災害保險風險評估、災害和保險風險管理等主要功能， 可為相關部門的防災減災、災情評估分區(qū)以及保險企業(yè)防災定損與保險費率的厘定提供依據(jù)；韓波等人基于GIS技術，構建了城市燃氣管道風險管理系統(tǒng)，在分析智能決策支持系統(tǒng)的體系結構基礎上，設計了管道信息和圖層數(shù)據(jù)庫，改進國際上常用的專家評分法的對象， 以管道的風險概率值作為風險指標評價方法的評分對象，分析了重大事故后果模擬模型等，以及建立了管道風險管理知識庫，最終構建了一個以數(shù)據(jù)庫、方法庫、模型庫、知識庫為核心的城市燃氣管道風險管理系統(tǒng)的構架，并在基于MAPX平臺上實現(xiàn)了系統(tǒng)
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種輔助決策群體進行極端洪水災情預估以及可視化風險決策的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)可應用于極端洪災風險管理，其重點是針對該決策輔助系統(tǒng)中的群決策模型庫設計、控制方法和基于動態(tài)演化的洪災風險專題圖實現(xiàn)方法進行設計，從而為群體專家進一步的研討決策提供輔助科學依據(jù)。本發(fā)明為解決以上技術問題，所采用的技術方案是
一種應用于極端洪災風險管理的輔助決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)是極端洪水洪災風險管理平臺的重要組成部分，同時也為群體研討決策提供支撐；該輔助決策系統(tǒng)包括可進行專題圖展示的動態(tài)洪災風險專題圖模塊和提供模型服務的極端洪災群決策模型庫模塊。此系統(tǒng)可實現(xiàn)輔助決策，為群體專家的進一步研討提供科學依據(jù)。一種應用于極端洪災風險管理輔助決策系統(tǒng)的群決策模型庫控制方法，包括如下步驟
(1)實時記錄模型庫中各模型被調用的運行狀態(tài)屬性；
(2)當模型庫中的某個預測模型(如氣象、災情預測模型)被使用者首次調用、進行預測操作時，抽取該使用者對前述模型進行操作的運行狀態(tài)屬性，并進行存儲；
(3)當模型庫中的某個預測模型再次被其他參與群決策的使用者調用、進行預測操作時，將步驟(2)中的運行狀態(tài)屬性進行還原并重現(xiàn)，從而提高群體決策模型庫共享使用的效^ ο一種應用于極端洪災風險管理輔助決策系統(tǒng)的動態(tài)洪災風險專題圖實現(xiàn)方法，包括如下步驟
(1)定義洪災風險專題圖的各風險指標等級數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存放入業(yè)務數(shù)據(jù)庫
中；
(2)選定洪災風險指標，使用該指標名稱作為查詢條件進行洪災風險等級查詢，查詢結果為該指標在數(shù)據(jù)庫中所存儲的各個風險等級數(shù)據(jù)，遍歷這些數(shù)據(jù)，并在洪災風險專題圖中循環(huán)加入圖例；
(3)在地圖中的相應位置加載前述各圖例，并進行地圖渲染，以此展示各地區(qū)的洪災風險專題圖信息。上述步驟(1)中，所述風險指標等級數(shù)據(jù)包括等級編號、等級名稱、各風險要素等級對應的區(qū)間最大值與最小值，以及各風險等級的圖例。上述圖例是指風險等級代表色的數(shù)據(jù)。采用上述方案后，本發(fā)明的特點在于
(1)與上述已有的開發(fā)平臺不同，本專利綜合利用了先進的計算機技術、信息技術、管理技術和相關領域知識，以極端洪水災害風險管理為應用背景，將極端洪水災害風險管理設計成一種動態(tài)分析和多階段決策的過程，即由決策群體通過各自對極端洪水災害的仿真預測和對洪災風險專題圖的動態(tài)分析，再進行進一步的合作研討并共同完成最終的決策方案。(2)本專利系統(tǒng)的設計采用一種由輔助決策系統(tǒng)為群體決策研討提供支撐服務的設計思想。一方面，本專利系統(tǒng)設計了支持異地共享調用的群決策模型庫，決策群體通過調用群決策模型庫中的預測模型進行災情動態(tài)預測以及災情風險預估等分析計算；另一方面，本專利系統(tǒng)設計了具有表現(xiàn)力豐富，交互能力強等特點的基于動態(tài)演化的洪災風險專題圖系統(tǒng)，為決策專家提供一個可視化的基于時間序列的災害風險信息動態(tài)分析等功能的應用平臺，并為風險管理過程中的專家決策提供支持和決策依據(jù)。借助以上兩方面的輔助決策功能，決策群體可以進行進一步的深入分析和研討，最終形成風險評估的決策方案，從而提高專家決策的科學性和實效性。(3)本專利系統(tǒng)設計了兩種類型的數(shù)據(jù)庫，一種是業(yè)務數(shù)據(jù)庫，一種是空間數(shù)據(jù)庫。通過基于動態(tài)演化的洪災風險專題圖系統(tǒng)實現(xiàn)對業(yè)務數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)訪問，并將結果與空間數(shù)據(jù)庫結合，在地圖中加以渲染并展示。用戶使用本系統(tǒng)中的“洪災風險專題圖”功能，可對不同的風險要素指標進行分析，生成以不同風險要素為主題的專題圖。利用時間序列演化的方式來實現(xiàn)極端洪災風險專題圖的動態(tài)變化，這種動態(tài)專題圖使得災害風險要素的指標數(shù)據(jù)及風險等級信息基于年份序列形成更加明顯的縱向對比，幫助用戶觀察并預測到一些潛在的趨勢信息，以支持專家的決策，同時也增強了專家用戶使用的體驗性。(4)在極端洪災風險管理形成最終的決策方案之前，決策群體無法直接依靠數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行決策，必須先依靠模型庫中的模型進行災情和風險的趨勢預測，以此來輔助決策。因此，本專利系統(tǒng)設計了支持異地調用與共享的群決策模型庫動態(tài)集成技術，目的是便于調用、管理模型庫中的預測、決策模型，可以更好地為極端洪水災害風險管理方案的形成提供快速支持。為了最大程度地提高模型庫的使用效率，設計了基于“模型服務情境” 的模型庫存取模式，構建分布式模型庫系統(tǒng)，實現(xiàn)模型服務的跨平臺調用與共享功能。


圖1是本發(fā)明的整體思路操作模式示意圖； 圖2是本發(fā)明的功能結構示意圖3是本發(fā)明中“模型服務情境”的示意圖； 圖4是本發(fā)明中基于“模型服務”的模型庫存取模式示意圖； 圖5是本發(fā)明中基于“模型服務”的模型庫應用體系示意圖； 圖6是本發(fā)明中主從模型庫之間模型服務的交互示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明提供一種應用于極端洪災風險管理的輔助決策系統(tǒng)，包括動態(tài)洪災風險專題圖模塊和提供模型服務的極端洪災群決策模型庫模塊，該系統(tǒng)同時也是群體研討決策系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)。群體研討決策系統(tǒng)以綜合集成研討為核心功能，讓專家和決策者們借助以上輔助決策的成果，在綜合集成研討環(huán)境下對極端極端洪災的決策預案等問題進行群體研討活動，主要包括①專家群體研討；②決策預案提出；③決策預案研討；④ 決策方案發(fā)布等。再請參考圖2所示，是本發(fā)明的操作模式示意圖。一方面，決策群體在災情動態(tài)預測的仿真過程中可以從群體決策模型庫中選擇對適用的群決策模型進行推理、比較、分析； 另一方面，決策群體可以對基于時間序列的動態(tài)洪災風險專題圖進行交互分析，在這兩方面工作的基礎上決策個體分別提出決策預案，再通過群體的研討評判，進一步確定最終被群體專家一致認可的方案或策略。
具體的平臺操作模式設計如下
(1)設計基于GIS的動態(tài)洪災風險專題圖功能，為群體專家提供可視化洪災風險決策的仿真功能；
(2)參與研討的群體專家實時向群體決策模型庫發(fā)出請求，使用群決策模型庫中的洪災預測模型計算進行仿真模擬，模型庫調用所請求的模型服務，為專家們進行推理、比較和分析，以此來提供符合實際問題的若干可行解；
(3)研討決策活動的主持者可設定、控制極端洪災風險的研討活動所包含的參與者以及各流程階段的信息，并在系統(tǒng)中對這些階段的運行環(huán)境參數(shù)進行配置以及初始化的工作；
(4)參與研討的群體專家通過協(xié)調合作或談判而共同確定符合多方利益和觀點的最終方案，從而實現(xiàn)輔助決策與群體研討相結合的決策操作模式。本發(fā)明中的氣候、降水特征專題圖展示模塊主要包括兩個部分數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)顯示，下面分別說明。(1)數(shù)據(jù)存儲，包含有兩類數(shù)據(jù)庫一種是業(yè)務數(shù)據(jù)庫，一種是空間數(shù)據(jù)庫。業(yè)務數(shù)據(jù)庫存放著業(yè)務數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的來源是外部程序；而空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是由ArcGIS通過 ArcSDE進行管理，發(fā)布至數(shù)據(jù)庫平臺。而所述的專題圖展示模塊可同時調用兩種數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，專題圖所需要的歷史數(shù)據(jù)都存儲于業(yè)務數(shù)據(jù)庫中，通過查詢可以把歷史數(shù)據(jù)顯示于地圖中；而數(shù)據(jù)顯示的區(qū)域位置則與空間數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)，使用空間數(shù)據(jù)庫進行查詢可以直接把地圖中的要素和數(shù)據(jù)相結合。(2)數(shù)據(jù)顯示，設計了讀取數(shù)據(jù)后在地圖中相關區(qū)域顯示結果的效果，主要采用如下方法①根據(jù)條件，動態(tài)地把業(yè)務數(shù)據(jù)中的查詢結果更新到空間數(shù)據(jù)庫中；②地圖數(shù)據(jù)也隨之更新；③通過ArcGIS API For Flex中的類方法對地圖操作，顯示結果。本系統(tǒng)中的專題圖展示模塊通過采用上述方法，動態(tài)地把業(yè)務數(shù)據(jù)中的查詢結果更新到空間數(shù)據(jù)庫中，然后使用API在地圖上顯示。本系統(tǒng)中洪災風險專題圖展示模塊的創(chuàng)新點在于系統(tǒng)的使用者可以使用所設計開發(fā)的“動態(tài)洪災風險專題圖”功能對不同風險的指標進行分析，生成不同風險指標的專題圖。并且本系統(tǒng)把各個風險指標的專題圖等級數(shù)量和等級范圍存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。在選擇指標的時候，圖例會動態(tài)生成。其中，指標的專題圖等級數(shù)量和范圍設定的依據(jù)可以是相關部門制定的標準，也可以是專家設定，或采用算法劃分。整個過程的實現(xiàn)包括
(1)把風險專題圖等級數(shù)據(jù)存放入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。該數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)字典如表1所示。 其中指標編號是外鍵，用于與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中指標表相關聯(lián)；最小值表示該指標該等級的范圍最小值，無窮小用0表示；最大值表示該指標該等級的范圍最大值，無窮大用0表示。顏色字段則存放該等級專題圖顯示的顏色，用顏色的16進制數(shù)值表示。表 權利要求
1.一種應用于極端洪災風險管理的輔助決策系統(tǒng)，其特征在于包括可進行專題圖展示的動態(tài)洪災風險專題圖模塊和提供模型服務的極端洪災群決策模型庫模塊。
2.一種應用于如權利要求1所述的輔助決策系統(tǒng)的群決策模型庫控制方法，其特征在于包括如下步驟(1)實時記錄模型庫中各模型被調用的運行狀態(tài)屬性；(2)當模型庫中的某個預測模型被使用者首次調用、進行預測操作時，抽取該使用者對前述模型進行操作的運行狀態(tài)屬性，并進行存儲；(3)當模型庫中的某個預測模型再次被其他參與群決策的使用者調用、進行預測操作時，將步驟(2)中的運行狀態(tài)屬性進行還原并重現(xiàn)，從而提高群體決策模型庫共享使用的效果。
3.一種應用于如權利要求1所述的輔助決策系統(tǒng)的動態(tài)洪災風險專題圖實現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟(1)定義洪災風險專題圖的各風險指標等級數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存放入業(yè)務數(shù)據(jù)庫中；(2)選定洪災風險指標，使用該指標名稱作為查詢條件進行洪災風險等級查詢，查詢結果為該指標在數(shù)據(jù)庫中所存儲的各個風險等級數(shù)據(jù)，遍歷這些數(shù)據(jù)，并在洪災風險專題圖中循環(huán)加入圖例；(3)在地圖中的相應位置加載前述各圖例，并進行地圖渲染，以此展示各地區(qū)的洪災風險專題圖信息。
4.如權利要求3所述的一種動態(tài)洪災風險專題圖實現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(1) 中，風險指標等級數(shù)據(jù)包括等級編號、等級名稱、各等級對應的區(qū)間最大值與最小值，以及各等級的圖例。
5.如權利要求4所述的一種動態(tài)洪災風險專題圖實現(xiàn)方法，其特征在于所述圖例是指風險等級代表色的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種應用于極端洪災風險管理的輔助決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)是極端洪水洪災風險管理平臺的重要組成部分，同時也為群體研討決策提供支撐；該輔助決策系統(tǒng)包括動態(tài)洪災風險專題圖模塊和提供模型服務的極端洪災群決策模型庫模塊。此系統(tǒng)可輔助決策群體進行極端洪水災情預估以及可視化風險決策，從而為群體專家的進一步研討決策提供科學依據(jù)。本發(fā)明還公開一種應用于該極端洪災風險管理輔助決策系統(tǒng)的群決策模型庫控制方法和動態(tài)洪災風險專題圖的實現(xiàn)方法。
文檔編號G06Q10/00GK102289750SQ20111029874
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者仇蕾, 劉高峰, 牛文娟, 王慧敏, 胡震云, 許葉軍, 陳軍飛, 陳柳鑫, 陶飛飛 申請人:河海大學