基于共享模式的地震災情集成發布平臺設計與實現1

楊天青　姜立新　董　曼　席　楠　劉　欽（中國地震臺網中心，100045）

基于共享模式的地震災情集成發布平臺設計與實現1

楊天青姜立新董曼席楠劉欽
（中國地震臺網中心，100045）

楊天青，姜立新，董曼，席楠，劉欽，2016.基于共享模式的地震災情集成發布平臺設計與實現.震災防御技術，11（2）：375—383.doi：10.11899/zzfy20160221

本文通過對近年來典型破壞性地震應急處置過程及其產生的災情信息的分析總結，針對地震應急過程中不同用戶群體對地震災情信息的需求、不同工作場景中可用的信息傳播途徑和災情信息用戶的雙重身份特點，利用內容管理技術、信息集成發布技術、RIA技術、自適應網頁設計技術等，設計實現了基于共享模式的分級分層地震災情集成發布平臺，實現了通過網頁、手機APP、手機微信、短彩信等方式實時快速地發布地震應急過程產生的各類災情信息，可為指揮人員、應急專業人員、政府和社會公眾等提供便捷快速的災情信息服務。

地震災情信息服務發布平臺網頁手機

引言

地震作為一種突發性自然災害，因其具有破壞性大、突發性強、致災面廣、難以準確預報等特點，往往給人類社會帶來巨大災難。為了快速、高效、及時應對破壞性地震的應急救援工作，減輕地震災害損失，我國確定了黨委領導、政府負責、部門聯動、軍地協作、社會參與的應急管理體制，抗震救災已經成為全社會共同面對的問題。地震災情信息服務作為抗震救災工作的基礎，其服務內容和服務方式等將會直接影響抗震救災工作的效率。目前國外一些發達國家非常重視防災減災公共信息服務，先后建成了集成度很高的綜合災情服務系統，例如美國的USGS（http://www.usgs.gov）和日本的地震防災信息系統（DIS）（Shibayama等，2008），能夠利用匯集到的各類地震災情信息，面向不同對象提供災情服務。

國內地震應急工作起步較晚，災情服務從最初的文件傳遞到后來陸續發展的WEB災情服務（張建福等，2005；帥向華，2006），在歷次破壞性地震應急工作中發揮了重要的作用。但是距離當前這種協同聯動的應急模式和社會日漸迫切的應急救援災情需求還存在一些差距，主要體現為災情信息成果分散、信息分類模糊、發布手段單一、面向不同用戶的信息服務能力有限等問題。針對上述問題，結合政府、應急人員以及社會媒體對地震災情服務的迫切需求，本文通過對歷史地震災情信息內容、信息格式、產出單位和主要服務對象等方面的分析總結，結合各類人員的工作場景，并考慮其獲取資訊的便捷性，以災情信息共享為基礎，以信息服務為基本目標，設計實現了基于SOA技術架構，查閱和推送兩種災情服務方式相結合的面向不同終端形式的分級災情集成發布平臺，為各級政府、各級抗震救災指揮部、各類救援力量、社會公眾等不同用戶提供及時準確的災情服務。

1　設計思路

地震災情動態發布平臺主要研究如何通過網頁、手機應用、廣播電視以及手機短彩信等途徑，對收集處理的各類地震災情信息以文字、圖片等常見的信息形式為載體，面向不同用戶提供全面、準確、及時的災情信息服務，為抗震救災工作及時提供科學合理的依據。要實現上述目標，就必須做好災情內容分析、用戶需求分析、災情發布方式設計三方面內容，也就是要回答災情發布平臺設計的三個關鍵問題，發什么？發給誰？怎么發？

（1）災情信息分類

災情信息分類是實現信息及時高效發布的基礎。地震災情信息概括來說，是指與地震本身、應急救援及地震災害相關信息的總稱（董曼等，2014）。其信息來源包括應急指揮技術系統分析產出結果、災情速報網收集信息、各行業反饋信息、網絡媒體反饋信息、現場調查反饋信息等多種途徑。具有格式多樣性、內容碎片化、時空相關性等特點。本文主要從服務于抗震救災工作的目的出發，按照信息內容和信息應用需求將災情信息分為震情信息、震區背景信息、災情信息和應急響應與救援信息等四大類，如表1所示。

表1　地震災情信息分類定義及主要功能Table 1　Classification and main functions of earthquake disaster information

（2）災情服務用戶分析

結合歷次破壞性地震應急處置過程，本文將地震災情信息發布的用戶群體大致分為應急指揮人員、應急專業人員、新聞媒體和社會公眾四類，其中應急專業人員包括應急專家團隊、現場救援隊伍和現場工作隊等從事震后應急工作的相關人員。由于用戶各自的專業背景以及在地震應急救援工作中所承擔的任務和發揮的作用不同，決定了其對地震災情內容的需求存在較大差異性。同時用戶所處地的工作環境和網絡條件也決定了其能夠依托的災情獲取途徑。針對不同用戶群體的災情需求以及獲取途徑分析結果如表2所示。

表2　不同用戶群體的災情需求以及獲取途徑Table 2　Requirement and access method of different user groups for earthquake disaster information

（3）災情發布模式設計

通過上述地震災情信息內容和災情信息用戶分析可知，由于不同的用戶群體在地震應急處置過程中的角色和所處環境的不同，導致其對災情信息內容的關注點也各不相同，所能夠依托的信息獲取途徑也存在較大差異。因此要設計既能夠為地震應急指揮人員、應急專業人員進行救援決策和災害規模研判等提供信息支撐，又能向新聞媒體提供地震災害與救援進展相關的報道素材，還要向社會公眾提供災情發展態勢以及如何避險等內容的多層次災情信息發布平臺，就要求該平臺信息發布內容豐富、層次分明、重點突出、途徑多樣。為達到上述目標，根據地震災情信息的內容和格式特點，結合地震應急中能夠利用的災情獲取終端形式與網絡環境，本文設計了網站發布、手機APP、微信和手機短信及彩信等四種災情發布模式。不同類型的用戶可根據其權限分級獲取不同的災情內容。網站和手機APP發布內容覆蓋全部地震災情信息，其中網站為應急人員和公眾媒體設計了不同的災情發布內容界面，手機APP主要面向應急首長和應急人員服務。微信主要發布災情動態和應急工作動態，面向全體訂閱用戶開放。短、彩信主要用于向部分應急人員發布重要信息提醒。

2　業務流程

根據地震應急處置業務流程和信息發布流程，地震災情動態發布系統主要以地震事件為主線，將地震應急指揮技術系統、災情收集系統、災情專題圖快速生成系統、地震動快速判定系統以及行業動態等途徑收集到的各類災情信息，按照災情信息分類與編碼規則進行內容管理和分類，依托應急處置工作時序將災情推送至災情發布服務器，按照災情分級發布規則進行審核發布，結合不同類型用戶的服務規則進行災情內容的訂閱與推送設置。災情信息發布業務流程如圖1所示。

圖1　地震災情發布業務流程Fig.1　Flow chart of the Earthquake Disaster Information Publishing

考慮各類災情數據的數據格式、數據來源和數據傳輸方式等，采用手動與自動相結合的方式發布災情信息。對于格式化的災情信息采用系統自動發布；對于非格式化的災情信息采用人工手動發布。

3　體系架構設計

基于共享模式的地震災情集成發布平臺體系架構設計主要考慮數據統一存儲、系統訪問便捷、結果展示直觀、災情信息共享、發布手段多樣、業務可擴展性強、維護方便等需求，同時考慮平臺所依托的網絡環境復雜（該平臺主體依托行業網，發布途徑有互聯網途徑、移動互聯網、SMS短信途徑、GPRS彩信途徑等）等特點，地震災情集成發布平臺系統架構設計必須遵循相關的信息安全體系和標準規范體系。本文借助SOA體系架構對松散耦合粗粒度應用組件的分布式部署和管理的優勢，設計實現了基于SOA架構的，包含應用交互層、信息發布渠道、信息服務層、數據綜合分析層、數據資源層、支撐層和基礎設施層等多層地震災情集成發布技術架構。系統架構如圖2所示。

應用交互層是應用功能的集成展示和用戶交互界面，主要包括按照不同災情欄目分類展示的圖文災情信息、突出破壞性地震的大震專題災情信息展示、基于百度地圖的震中位置展示以及歷史地震災情信息展示、資源共享界面、基于百度地圖的實時災情分布等。

信息發布渠道主要包括網站Portal、手機App、微信推送、短彩信發布接口和資源共享目錄。

信息服務層實現災情信息共享管理、地震事件管理、信息發布管理、信息主動推送等。

數據綜合分析層主要負責完成數據查詢、上報災情代碼解析、非結構化數據分析、可視化地圖展示。

數據資源層主要包括基礎地理數據、災情數據、地震專題數據；基礎地理數據主要用于基礎空間地圖服務，災情數據主要包括技術系統產出的格式化災情以及上傳共享的非格式化災情；地震專題數據主要指通過速報系統接收的地震參數、歷史地震以及其他地震相關災害數據等。

支撐層包括J2EE基礎架構、Apache Tomcat、MySQL數據庫、百度地圖API。

基礎設施層包括固定的公網IP網絡支持、服務器、數據存儲設備、備份、短彩信網關和基礎軟件。

圖2　地震災情動態發布平臺體系架構圖Fig.2　Architecture diagram of dynamic publishing platform of earthquake disaster

4　關鍵技術

（1）基于共享模式的災情集成發布方式

破壞性地震應急處置是一個需要多學科、多部門協同應對的突發性自然災害事件，圍繞地震災害和地震應急救援所產生的各類災情信息往往分散于不同單位或部門，而每個單位或部門在地震應急過程中既是災情信息需求者也是災情信息的提供者。基于災情用戶這種雙重身份特點，本文設計的災情發布模式是一種基于共享模式的災情發布方式，一方面用戶作為災情需求者，根據自身用戶權限通過網頁或手機等方式查閱相關災情信息，也可以直接訪問災情共享目錄查閱下載共享文件；另一方面用戶作為災情提供者，可以將自身或本單位采集的災情信息共享到災情服務器，利用手機APP、手機微信或客戶端網頁上傳方式等將采集到的規范格式的災情信息直接反饋到災情數據庫中或災情共享目錄，并按照災情信息命名規范進行文件命名，通過內容管理服務進行災情內容的統一管理、分類與下載服務。面向移動端的災情服務主要通過災情發布后臺管理服務將用戶訂閱或按照發布規則推送的災情內容，通過不同的接口適配器提供給用戶，具體災情發布技術流程如圖3所示。

圖3　基于共享模式的災情發布技術流程Fig.3　Flowchart of the disaster infromation releasement based on the sharing mode

（2）基于RIA技術的WebGIS空間災情展示與在線標繪

RIA（Rich Internet Applications，即豐富互聯網程序）具有高度互動性、豐富用戶體驗以及功能強大的客戶端。該技術的提出有效克服了傳統WebGIS界面展示單調、交互能力弱的局限性。RIA體系不僅具有傳統Web應用程序靈活性部署的特性，同時還具有類似于桌面應用程序的豐富體驗。將RIA與GIS技術相結合，不僅帶來了豐富的表現能力，同時也提高了客戶端的數據處理能力。由于該平臺面向處于不同工作場景的用戶群體服務，在地震災區現場采集災情的應急人員不僅希望了解本人上報的災情信息，也需要了解其它災情采集者上報的災情信息，同時處于后方的應急指揮人員也需要隨時根據災情的發展態勢做出動態評估與災情標繪，所以災情信息的空間展示與在線標繪功能也成了目前地震災情發布設計的一個重要環節。本文主要利用RIA技術實現了基于百度地圖API的在線災情信息空間定位展示與災情標注。用戶不僅可以通過網頁在線查看各個災情上報信息點的位置、上報信息內容和采集人信息，還可以利用常用的點線面在線標繪方式進行災情標注，同時也可以通過手機APP或手機微信方式查看上報災情的空間分布。

（3）后臺發布信息分級自適應網頁技術

自適應網頁設計（Adaptive Web Design）指能使網頁自適應顯示在不同大小終端設備上的新網頁設計方式及技術。流體網格（Fluid Grid）和媒體查詢（Media Query）是較為常用的兩大自適應技術，前者主要使用百分比來控制元素的尺寸大小，而后者主要通過指定條件告訴瀏覽器選擇何種頁面樣式（Ethan Marcotte，2010）。本文設計的地震災情集成發布平臺既要面向傳統的網站用戶，也要面向使用不同屏幕的移動終端用戶，為了達到良好的用戶體驗，本文主要采用流體網格技術將發布到移動終端上的圖片信息和發布到網頁的信息進行自適應調整，對發布到手機的圖片進行自動壓縮處理。

5　功能設計

地震災情發布模式與平臺建設是研究通過網絡、短信等渠道以文字、表格、圖片、專題圖等形式對地震災情處理所產生的各種地震災情信息進行實時快速發布的技術，為應急人員和社會公眾等提供快速的災情信息服務，提高信息溝通、交流和信息共享的效率。系統功能按照基于RIA技術的震情動態跟蹤信息地圖展示平臺、以地震事件為中心的地震信息發布服務、多來源信息融合處理服務組件、災情信息處理中間件及地震災情發布人員作業后臺五個部分進行組織，具體功能模塊包括災情發布后臺管理模塊、災情發布前臺展示網站、地震災情發布手機APP和災情微信發布模塊四個部分（如圖4所示）。

圖4　地震災情動態發布平臺功能模塊圖Fig.4　The function modules of earthquake disaster dynamic publishing platform

災情后臺管理模塊實現了災情分類管理、欄目管理、用戶管理、信息發布對象管理、信息發布審核管理、災情調查信息錄入、余震信息讀入、地震事件管理等功能模塊。

災情發布網站前臺設置最新分類地震信息，大震專題、歷史地震信息、最新地震災情上報信息地理分布圖展示、工作文件共享、用戶登錄鑒權功能。

手機客戶端軟件基于Android開發，手機軟件集成了災情上報及災情信息發布接收客戶端和災情分布圖展示功能。災情上報包括基于調查問卷的災情烈度編碼上報和災情調查詳碼上報。

災情微信發布模塊主要實現災情信息推送模塊和用戶災情反饋模塊。

6　應用與討論

地震是一種突發性自然災害災種，震后災害涉及面廣、破壞性強，抗震救災是需要全社會力量共同參與的事情。當今社會是信息社會，及時了解相關信息是一切工作開展的基礎，抗震救災工作尤其如此，只有準確把握災情信息和災情發展態勢，應急決策者才能科學快速地實施救援工作；只有了解避難場所位置以及撤離路線、救援物資分發地點以及醫療救助點分布等信息，災區民眾才能有效開展避難與自救互救。因此，只有將準確的地震災情信息科學及時地發布到不同用戶群體以及社會各個角落，才能實現全民救災，才能產生最有效的救災效果（聶高眾等，2012）。本文通過分析總結典型破壞性地震的地震災情信息和應急救援經驗，結合處在不同場景的用戶群體可用的災情獲取方式，設計實現了基于共享模式的地震災情集成發布平臺，可以實現通過網頁、手機APP、手機微信、短彩信等方式向不同的用戶群體實時快速地發布地震應急過程產生的各類地震災情信息。該平臺建成后已經在2014年云南魯甸6.5級地震、景谷地震6.6級地震和新疆皮山6.5級地震應急工作中得到應用，為應急人員、政府和社會公眾等提供了便捷快速的災情信息服務，提高了信息溝通、交流和共享的效率。

董曼，楊天青，2014.地震應急災情信息分類探討.震災防御技術，9（4）：937—943.

聶高眾，安基文，2012.地震應急災情服務進展，34（4）：782—791.

帥向華，2006.地震應急信息管理技術研究和指揮首長信息查詢系統實現.地震，26（3）：93—98.

楊天青，席楠，張翼等，2016，基于離散災情信息的地震影響范圍快速判定方法研究.地震，36（2），待刊.

張建福，姜立新，帥向華等，2005.國務院抗震救災指揮部Web信息系統建設簡介.地震，25（2）：108—114.

Ethan Marcotte，2011.Responsive Web Design，Jeffrey Zeldman，New York.

Shibayama A.，Hisada Y.et al.，2008.A study on the disaster information collection support sysytem，incorporating information and communication technology.The 14th World Conference on Earthquake Engineering，October 12—17th，Beijing，China.2008.

Design and Implementation of Integrated Publishing Platform for Earthquake Disaster Based on Shared Mode

Yang Tianqing，Jiang Lixin，Dong Man，Xi Nan and Liu Qin
（China Earthquake Networks Center，Beijing 100045，China）

In this paper，we summarize emergency response processes and the resulting disaster information of typical destructive earthquakes in recent years.Then we use technologies such as content management to design and implement integrated publishing platform for hierarchical earthquake disaster，information integration，RIA，adaptive Web Design and so on，which can release all kinds of disaster information produced during earthquake emergency process through webpage，mobile phone APP，mobile phone wechat and short MMS in real-time.This platform can meet the needs of different users for earthquake disaster information during earthquake emergency response，provide various information share approaches for different working scenario，and adapt to characteristics of the dual identity of the disaster information users.Moreover，the platform can also provide convenient and fast information service for the command staff，emergency personnel，government and the public.

Earthquake disaster；Information service；publishing platform；Web page；Mobile phone

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2014BAK03B01-05）；中國地震局政策研究課題（CEA-ZC/2-04-03/2015）

2015-10-26

楊天青，女，生于1978年。高級工程師。主要從事地震災害與地震應急等方面的研究。E-mail：ytq@seis.ac.cn