第1章绪论
1.1选题背景及意义
应急演练作为检验、评价和保持应急能力的一个重要手段。但是现实的应急演练存在演练成本高、人员参与不够、针对性不强等问题。另一方面，人们持续增长的对应急管理的关注度和对虚拟现实的真实感、沉浸度方面的要求，使得通过计算机模拟应急演练过程变得很有必要。利用面向对象编程技术、三维建模技术、空间可视化技术实现应急预案的推演模拟，不仅能够降低演练成本；而且能在实时展现三维场景的基础上模拟突发事件的发生以及发生后应急过程及事态发展的全过程，给人以直观的感受。通过这些直观的感受，应急人员和公众在这些突发事件未出现之前能有一个预先的了解和判断，能够在事件真正发生前暴露出应急处置流程的缺陷。这对于及时发现应急资源的不足（包括人力、设施、设备等），并予以调配或补充；加强各应急部门、应急人员之间的信息沟通和进一步明确各自的岗位与职责；提高应急人员的应急反应能力和业务水平；客观、全面地发布突发事件信息，正确引导社会舆论导向；增强公众应对重大突发事件应急救援的信心和应急救援意识；完善应急工作机制等有着重要的理论意义和应用价值。
1.2国内外研究进展
1.2.1应急预案描述研究进展
文本预案以自然语言来描述预案内容，要将文本预案内容转化成计算机能够理解的形式从而实现预案可视化显示与智能化处理等，就必须深入分析应急预案的内容和结构，对预案内容进行准确的形式化描述，建立计算机可以理解的模型。国内外一些专家和学者对应急预案的形式化描述进行了大量的研宄，李红臣等通过对预案内容进行分析，总结出应急预案主要包括应急组织结构、应急资源及应急过程三部分，并基于E-R关系模型对这三部分分别进行形式化描述。Mors等用基于事件的任务框架来描述应急响应流程中任务间的依赖关系，但缺少对应急组织结构的描述，用任务框架描述应急任务，实现应急任务自动化的执行，在实际应用中由于突发事件的复杂性和不确定性，很难完全按照任务框架进行执行[7]。Jonker等使用时序轨迹语言（TTL)来构建应急预案模型，描述事件状态分类、应急指挥体系、应急处置任务、应急组织结构及其动态特性等。但是不能描述应急处置流程，使各个要素之间不能有机的结合。Grathwohl等使用描述逻辑（Description Logics)来表示应急预案的简单结构，对突发事件处置过程进行分解并分别进行描述，建立应急预案的模型，该模型能够抽取应急预案的要素，通过分析和推理，很好地揭示事物的本质[9]。
第2章应急预案的计算机表达研究应急预案
在计算机中的表达离不开应急预案的准确描述，应急预案的描述是将现实世界中的应急业务流程抽象出来，采用统一的语意定义方式，表示应急预案内容的结构和逻辑关系，建立计算机可以理解的模型即应急预案模型。应急预案是为应对突发事件而预先制定的有关计划或者方案，它事先定义了启动该预案的条件以及突发事件处置的基本规则或处置经验，对应急组织机构、应急单位、应急人员的职责做出明确的规定，对应急资源、指挥与协调及应急响应措施等做出具体安排。一个可操作性强的应急预案不仅有利于高效处置突发事件，也有利于通过应急演练提升应急人员处置突发事件的能力，及时补充应急物资储备，在突发事件真正发生时，高效进行应急决策、快速制定处置方案等。应急预案一般可以分为综合应急预案、专项应急预案、现场处置预案3类。不同类型的应急预案其层次、结构和侧重点都会有所不同，但通常情况下应急预案内容应包括应急准备、预警程序、响应流程、现场恢复、资源保障和预案管理等主要内容。
第3章 应急预案内容旳可视化研究.......... 19
3.1 可视化基础.......... 19
3.1.1 D3D简介及渲染流程.......... 19
3.1.2 基本图元.......... 20
3.1.3 坐标系及坐标转换流程.......... 20
3.1.4 颜色与纹理贴图.......... 21
3.1.5 顶点缓冲和索引缓冲.......... 22
3.2 应急预案基本要素分析与可视化.......... 22
3.3 应急响应事件的可视化.......... 27
3.4 三维仿真场景..........28
3.5 应急响应流程关键问题分析及结果可视化.......... 29
3.6 本章小结.......... 30
第4章 应急预案计算机辅助推演的可视化.......... 32
4.1 应急预案推演剧情.......... 32
4.1.1 应急预案推演剧情模型.......... 33
4.1.2 应急预案推演剧情的生成.......... 35
4.2 推演引擎.......... 37
4.3 预案推演方案.......... 39
4.4 本章小结.......... 40
结论
本文根据突发事件应急处置工作的需要，以应急预案为研宄对象，对应急预案要素的可视化和预案的计算机辅助推演技术进行研究。主要研究成果如下：
1)将应急预案存储以应急响应事件的形式存储到关系型数据库中。通过对应急响应事件的计算机描述，使应急预案的组织体系、应急响应流程和应急资源等部分有机结合，形成应急预案模型，通过设计预案的物理模型，把应急预案存储到关系型数据库中。
2)结合Direct3D基础知识，对应急响应事件中的动作结果、动作过程以及涉及的应急资源等要素按照点、线、面、体及文本要素的形式进行可视化，实现文本应急预案的可视化显示。同时，利用空间分析技术对应急响应流程中涉及到的关键问题如灾情评估、数值模拟及结果的可视化、最优路径选取等进行研宄并对其结果进行可视化。
3)设计开发出应急预案计算机辅助推演系统，河流危险化学品泄露应急预案为例生成推演剧情，通过该系统的推演模拟功能，在推演引擎的驱动下，通过基于逻辑关系的多线程事件调度算法，实现预案剧情的有序调度，能真实再现突发事件的发生、变化和应急响应的全过程。针对不同级别或者不同类型的应急预案，可以通过编辑应急推演剧情的应急响应事件，来实现应急预案的推演。
参考文献
[1]王文俊，孟凡阔，王月龙，等.基于本体的应急预案建模[J].计算机工程，2006,32(19):170-172.
[2]李力雄.基于Agent的应急预案流程建模和仿真演练[D].天津：天津大学，2010.
[3]范协裕.应急预案工作流及其跨组织协同研究[D].天津：天津大学，2008.
[4]孙勇,荣莉莉.突发事件应急预案形式化描述方法研宄[D].大连：大连理工大学，2007.
[5]李红臣,邓云峰,刘艳军.应急预案的形式化描述[J].中国安全生产科学技术,2006,2(4):29-34.
[6]张超,裴玉起，邱华.国内外数字化应急预案技术发展现状与趋势[J].2010，6(5):154-158.
[7] A.ter Mors, J.Valk, C.Wittevent. An Event-Based Task Framework for Disaster Planning and Decision Support[C], Proc of the 2nd International LSCRAM Conference, Brussels, Belgium, April, 2005:151- 153.v.
[8] Hoonendoom MJonker C M, Povoca V，et al. Formal modeling and comparing of disaster plan[C]. Brussels, Belgium:Proc of the 2nd International ISCRM Conference,2005:97-107.
[9] M.Grathwohl, F.de Bertand de Beuvron, F. Rousselot. A new Application for Description Logics:Disaster Management. In Proc. Of the International Workshop on Description Logics'99, Linkoping, Sweden, 1999.
[10]张晓丹,刘丹，俞侃.基于Open XML的应急预案数字化方法[J].计算机工程与设计,2012,33(6):2246-2250.