交通运输作为国民经济发展的重要一环,是国家社会、经济、生活各个方面能够正常运行的基础前提,然而自然灾害的频繁发生,严重威胁了交通基础设施的正常运转。在事故发生后,应急物资和人员的及时到达以及现场的处置能力对于事态的进一步发展至关重要,因此,构建完善的应急管理体系和实施信息化建设已经成为当今社会的一个热门话题。然而,开展真实的道路应急演练工作存在着场景不易搭建、内容单一且成本巨大等诸多困难,为此构建应急演练情景库与应急演练虚拟仿真环境、开展事故情景仿真、线上应急虚拟演练在一定程度上能够解决这些问题,提供符合交通行业真实应急业务的、场景效果逼真的、科学的虚拟演练环境。现阶段应急虚拟演练的研究多面向火灾消防、地震救援等场所,且场景设计相对单一,缺乏扩展性,而面向道路交通行业的应急虚拟演练研究仍存在空白,交通应急管理的信息化仍有待提高。本文面向互联网与地理信息技术在安全应急领域中的融合应用,立足于传统实地演练与桌面推演,拓展道路交通应急演练的新模式。以提升应急管理体系和能力现代化为目标,采用了Web GIS与UE4游戏引擎技术相结合的方法构建应急演练情景库、开展道路应急风险仿真、应急虚拟演练、处置措施评估以及研发道路应急虚拟演练系统。结果表明:道路应急虚拟演练系统能够提供符合交通行业真实应急业务的、场景效果逼真的、科学的虚拟演练环境,能够辅助应急人员开展日常培训、线上应急演练和实战演练指挥调度。本文的主要研究与成果如下:（1）处理并分析了道路突发事件应急管理相关数据,设计道路突发事件应急情景库,以事件仿真模块为核心,构建山体滑坡、道路塌陷、风倒树和路面积水4种突发事件情景。采用模块化的设计理念,构建可动态调整的灾害情景库,丰富了演练场景内容,增加了场景扩展性。（2）提出应急虚拟演练三维场景的构建方法,以虚拟地理环境的形式,并结合UE4游戏引擎技术为主构建三维场景,可以快速渲染出精美的三维场景的同时为用户提供更多交互功能。提出了全局场景一致纹理与基于斜坡地形属性的材质分配方法,用于解决三维场景构建过程繁琐与材质贴图撕裂的问题。提出了基于用户视野的距离转换算法,结合LOD细节等级设置、距离剔除与遮挡剔除三种方法,降低了同屏多边形面数,实现三维场景渲染的优化。（4）设计并实现了塌陷、滑坡和积水情景的仿真。汛期时道路塌陷的过程是以点式分布的局部地面突发性沉陷变形,利用C4D的动力学仿真模块实现对塌陷模型路面层与土壤层的仿真;根据山体岩块系统失衡与滚石的运动特点,设计实现了以“桥”为连接形式的网状岩块系统;考虑到运行效率以及演练场景空间结构的限制,设计实现了一种基于二维网格平面的纹理变换形式水体仿真方法。（5）分析演练用户在虚拟场景中的存在形式,设计虚拟角色的行为逻辑;基于UE4的属性复制和RPC远程过程调用,实现了虚拟地理场景中多用户的网络同步;阐述了程序化网格模型的构建原理,根据给定的顶点信息构建能够应用于应急处置动作,与演练用户产生交互的程序化模型。（6）研发了将Web GIS与UE4相结合的道路应急虚拟演练系统,体现了GIS与虚拟地理环境相结合的特色,设计了针对道路应急虚拟演练的考核与评估机制,辅助应急人员开展日常培训。虚拟演练系统具备实施成本低、可多次重复、内容随机性强,较高的便利性等特点,并且非关键人员也可以登陆系统进行观摩学习,为提升交通行业应急处置人员专业能力提供有效的工具平台。