基于GIS的海上石油平台溢油应急管理信息系统的开发研究

论文摘要

随着海上溢油对环境造成越来越严重的影响,各国加强了对海上溢油应急的研究工作,其中海上溢油应急的数字化技术正逐步成为研究热点。本课题来源于国家海洋公益性项目:“渤海石油平台及邻近海域环境污染实时监控预警及应急支持技术研究与示范”。针对渤海石油平台溢油应急的实际需求,结合课题其它部分的研究成果,利用GIS技术对渤海石油平台溢油应急管理信息系统（OSEMIS）进行了开发研究。本文以海上石油平台溢油应急管理为专题研究对象,以系统科学为指导,运用系统工程的方法,把应用运输学、运筹学、地理信息系统等多学科结合起来,进行交叉与综合研究,并得出如下研究成果:（1）本文通过对国内外溢油应急信息系统的研究进行总结,指出了溢油应急信息系统中存在的问题,基于地理信息系统,结合项目其它部分的研究成果和渤海溢油应急管理的实际情况,设计了渤海石油平台溢油应急管理信息系统的总体结构和功能。（2）本文根据海上石油平台溢油应急物资调运的特点,利用双层规划理论对应急物资优化调运问题进行了研究,构建了“应急开始时间最早”和“应急开始时间最早的前提下应急成本最小”双层目标的应急物资调运模型。对模型的算法问题进行了深入探讨和计算机实现。（3）参考国家海水水质标准,在渤海敏感资源功能区划分的基础上,从资源重要性和溢油敏感性两个方面,对渤海敏感资源进行了优先保护次序的研究,并利用GIS技术制作了渤海敏感资源优先保护次序图。（4）通过介绍GIS技术的发展和特点,指出了GIS技术在溢油应急管理领域的应用优势,在此基础上,以Visual Studio.NET为开发平台,SQL Server 2005为后台数据库,加上研发的两个应急管理模型,采用C#语言和ArcGIS Engine 9.2开发建立了渤海石油平台溢油应急管理信息系统。文章对系统的开发需求、设计原则、系统框架、开发应用平台和数据库管理平台都做了详细的阐述,利用渤中26-2仿真数据对石油平台溢油应急管理信息系统进行了功能演示。最后得出如下结论:针对渤海石油平台应急物资调运现状,基于双层规划理论建立的应急物资调运模型可以有效地减小溢油造成的污染并降低溢油应急的经济成本;在从溢油敏感性和资源重要性两方面对渤海敏感资源进行优先保护次序的评价的基础上,利用GIS技术制作的敏感资源优先保护次序图对敏感资源保护工作提供了极大的便利;利用GIS技术开发的渤海石油平台溢油应急管理信息系统可以有效辅助应急指挥人员进行应急中各类信息的管理工作,提高了海上溢油应急管理的效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 国内外溢油事故概况
• 1.1.2 渤海溢油事故概况
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外溢油应急信息系统研究现状
• 1.2.2 国内溢油应急信息系统研究现状
• 1.3 研究目的、内容、方法及技术路线
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究方法
• 1.3.4 技术路线
• 1.4 小结
• 2 溢油应急管理信息系统框架研究
• 2.1 溢油应急管理发展概况
• 2.1.1 国外溢油应急组织管理概况
• 2.1.2 我国溢油应急反应体系简介
• 2.2 GIS 与应急管理信息系统
• 2.2.1 应急管理信息系统概述
• 2.2.2 GIS 在应急管理中的应用
• 2.3 溢油应急管理信息系统的总体结构
• 2.4 溢油应急管理信息系统的功能分析
• 2.5 小结
• 3 溢油应急管理信息系统相关模型研究
• 3.1 溢油应急物资调运模型研究
• 3.1.1 应急物资调运国内外研究现状
• 3.1.2 应急物资调运模型构建与分析
• 3.1.3 单物资调运模型与算法研究
• 3.1.3.1 开始时间最早的单物资调运模型
• 3.1.3.2 时间最早前提下成本最小的调运模型
• 3.1.3.3 算例分析
• 3.1.4 多物资组合调运模型与算法研究
• 3.1.4.1 开始时间最早的多物资调运模型
• 3.1.4.2 时间最早前提下成本最小的调运模型
• 3.1.4.3 算例分析
• 3.2 敏感资源优先保护次序研究
• 3.2.1 渤海海域溢油敏感资源概况
• 3.2.2 溢油敏感资源优先保护次序研究现状
• 3.2.3 敏感资源优先保护次序研究
• 3.2.3.1 敏感资源功能区划分
• 3.2.3.2 敏感资源优先保护次序研究
• 3.2.3.3 敏感资源优先保护地图
• 3.3 小结
• 4 海上溢油应急管理信息系统设计
• 4.1 系统总体设计
• 4.1.1 系统需求分析
• 4.1.2 系统设计原则
• 4.1.3 系统开发模式
• 4.1.4 系统开发平台
• 4.2 数据库总体设计
• 4.2.1 数据库设计原则
• 4.2.2 数据来源
• 4.2.3 数据存储方式
• 4.2.4 数据访问方式
• 4.2.5 数据库管理系统
• 4.3 系统详细设计
• 4.3.1 地图文档管理模块设计
• 4.3.2 监测信息管理模块设计
• 4.3.3 应急资源管理模块设计
• 4.3.4 应急事故管理模块设计
• 4.3.5 用户管理模块设计
• 4.4 小结
• 5 海上溢油应急管理信息系统应用
• 5.1 研究区域
• 5.2 系统主要模块实现
• 5.2.1 系统登录模块
• 5.2.2 应急物资调运模块
• 5.3 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 硕士期间发表的学术论文
• 硕士期间参与的科研项目