安徽省預警應急指揮輔助決策系統建設構想

張淑靜 苗開超 程天奇 汪 翔

安徽省公共氣象服務中心，安徽合肥 230031

1 系統建設的背景與意義

國家應急體系建設“十三五”規劃的主要任務中明確提出完善突發事件監測預警服務體系，“完善‘分類管理、分級預警、平臺共享、規范發布’的突發事件預警信息發布體系，拓寬預警信息發布渠道，強化針對特定區域、特定人群的精準發布能力，提升預警信息發布的覆蓋面、精準度和時效性。”體現了精準、精確和及時的概念[1]。

按照國家應急體系建設“十三五”規劃的要求，在充分整合安徽省應急平臺建設成果的基礎上，開展預警應急指揮輔助決策系統的建設工作，提升突發事件預警信息發布平臺的智能化水平，進一步完善安徽省應急平臺建設，為突發事件應急救援處置提供有力支撐，使日常預警應急工作更加智能化、高效化，突發事件處置科學化、精準化，最終使平臺充分滿足應急管理工作的需要，全面提高全省突發事件應急管理水平。

安徽是一個自然災害易發、多發的地區，干旱、暴雨洪澇、大風、地質災害和森林火災等自然災害頻繁發生[2]。各種事故災難事件、公共衛生事件、社會安全事件也時有發生，每種突發公共事件的發生都對社會經濟發展和人民生命財產安全造成了嚴重威脅。

2017年4月，安徽省發布《安徽省突發事件應急體系建設十三五規劃》[3]，規劃中明確指出“繪制城市風險一張圖，對重大風險源實時監控；推行常態與應急管理相結合的城市網格化管理模式，提高城市綜合防災能力。”由此可見，在突發事件面前，如何高效及時做好應急決策和應急信息發布，是防災減災救災體制中重要的環節。安徽省預警應急指揮輔助決策系統的建設對安徽省應急體系的實施和發展有著重大的社會意義。

2 系統建設構想

2.1 設計策略

基于資源高效利用、數據充分共享、流程集約高效、標準系統完備的要求，按照云端部署，按需定制，多級應用的設計策略開展突發事件預警決策輔助平臺的建設，支撐防災減災應急決策指揮。根據“云端部署，按需定制，多級應用”的設計策略。

（1）云端部署：需要考慮云計算和系統云化高度集約的系統架構，充分利用云端計算資源有彈性的特性，以滿足應急指揮的突發性高并發訪問量，保證系統關鍵時刻不失靈，不失聯。

（2）按需定制：需要充分考慮安徽省的實際定制化和本地化需求，既要考慮集約，也要考慮定制，對系統架構和業務邏輯提出了很高的要求。

（3）多級應用：需要考慮跨部門的多級應用需求。充分考慮MasterData和SlaveData的多級應用場景；按大數據的設計思路，有效整合各類數據的多級應用，既涉及到海量靜態數據，也有24h不間斷的動態物聯網信息和人機交互信息，均需要整合到以GIS地理信息和大數據系統為基礎的“一張圖”上。

2.2 總體設計

（1）預警信息一張圖技術：將各種預警信息在一張地圖上進行展示分析，為預警信息的精準定向發布提供支撐，為預警后的輔助決策分析提供支撐。

（2）通過信息化手段，采用大數據及虛擬化云平臺等新興技術，創新預警方法，實現預警信息發布的科學性，能夠充分利用云計算技術實現系統可擴展性、靈活性和高性能。

（3）考慮到預警數據的高頻和海量的特點，本次設計不再采用“關系型數據庫+文件目錄”的數據存儲方式，而將采用“MySQL+NoSQL數據庫”的新型存儲方式[4]，這將提高海量數據管理能力、訪問效率和數據安全性。

從系統邏輯上，系統實現相關成員單位業務人員接入，助力預警決策輔助。

應急指揮決策輔助系統的邏輯架構上分為基礎信息圖層、監測預報數據、實景圖像視頻、底層核心框架和實時數據交換總線五大模塊。其中，底層核心框架主要包括了地理信息引擎、實時視頻網關、大數據中心、數據傳輸網關、通用警報協議、LBS目標移動定位等功能模塊；實時數據交換總線主要實現氣象、應急辦、交通、衛生、環境、教育、三防等各部門異構數據的接入，如圖1所示。

圖1 安徽省突發事件預警決策輔助系統數據接入、處理、發布過程

2.3 軟件架構

安徽省預警應急指揮輔助決策系統軟件架構采用標準的J2EE企業級規范搭建，支持多層體系結構的應用，它通過提供計算環境所必需的各種服務，使部署在J2EE平臺上的多層應用可實現高可用性、安全性、可擴展性和可靠性。同時采用jQuery頁面控制技術、servlet、jsp、spring容器管理、空間數據庫[5]。其架構核心層分為web層、業務邏輯層、數據訪問層、數據存儲層；對外支持信息同步、并提供數據服務[6-8]。

系統利用大數據挖掘分析的思維，將災害模型與多部門跨行業的信息進行深度融合，利用GIS對象空間數據檢索等技術，實現數據的交叉碰撞，形成部門信息聯動的網格化研判產品，在應急防災能夠為城市應急防災減災決策指揮提供有力的參考[9-10]。系統構建基于WEBGIS系統，采用JAVA語言開發，按照B/S架構實現開放式跨平臺云端部署，同時要求根據預警業務現狀實現“平應結合”的綜合應用[11-12]。

3 系統建設可以實現的主要目標

3.1 實現系統自動監測告警功能

提醒相關部門應急責任人及值班人員注意，為專業預警服務輔助決策提供數據支撐。基于GIS一張圖疊加的各行業部門自動監測站點分布、實時監測數據等信息，結合各行業部門發布災害預警信息標準和承災體的致災臨界值，設定不同災害類型、不同預警級別的告警閾值條件，當監測數據指標達到設置閾值時，系統自動通過離線和在線兩種方式發出告警。

3.2 實現基于氣象實時監測數據和預測預報數據的分時段災害預警服務推送

基于災害風險落區分析，結合氣象實時監測數據與預測預報數據、系統內置災害影響預測分析模型等，在災害性天氣來臨前，分時段向國土、水利、交通、林業、環保等相關部門推送預警服務信息，具體包括氣象實時監測數據、預測預報數據、災害可能影響范圍、持續時間、發展趨勢等，輔助災害相關部門在不同時段及時采取相應、適當的防范措施[13-14]。

3.3 在基于行政區劃靶向發布預警信息的基礎上，實現基于智能綜合研判分析結果

通過手動自定義繪制發布區域或自動對接預設預警區劃的方式，靶向精準發布預警信息及預警服務信息，真正實現將預警信息在最短的時間里發送給最需要的人[15]。

3.4 實現基于專業氣象數據的事后應急救援支撐服務

支持領導層決策者第一時間掌握災情現狀信息，通過系統協同聯動會商功能，分析災情發展態勢，有效、及時、準確指揮調度應急資源，最大程度降低突發事件造成的人員生命及財產損失[16-17]。

4 系統建設可以滿足的業務需求

4.1 滿足系統可靠性和易用性的要求

通過系統的建立實現與國家突發事件預警信息發布系統的無縫對接，實現上下級的垂直發布，并能夠基于該系統實現對信息安全、發送邏輯、預警內容合理性和相關性進行審核。

4.2 保障業務安全穩定運行的迫切需求

實現管理平臺到發布手段全流程監控，解決預警信息發布過程中的信息流程對接不暢，安徽省各地現有發布手段與其自建發布平臺自成一體，格式固化，無法使用統一的數據格式的問題，滿足業務綜合展示、實時查詢檢索的需求。

4.3 提升輔助決策能力的需求

為氣象及各委辦廳局的領導提供輔助決策統一視圖，針對突發事件，實現靶向精準預警，為黨委政府決策和人民群眾事前全面防災、事后支撐減災提供預警信息和輔助決策，實現濾波和任意面圈選的影響分析，包括行政鎮、人口、面積、國內生產總值（GDP）等相關信息，提供基于地圖的指揮標注工具。

4.4 業務和底層技術分離

隨著云計算技術的普及，很多原來需要應用來解決的問題，如數據同步、跨機房的一致性、消息傳輸等問題可以由PAAS（平臺即服務）平臺或者云中心來解決。通過PAAS層技術的應用，可以解決很多底層技術問題，使預警業務系統可以專心的處理預警信息業務。

4.5 信息共享的需求

要實現信息的靶向精準發布，就必須對接收設備的狀態和位置進行統一管理，在省級可以對這些信息實現全局掌握。考慮到這些信息的頻率和數量，傳統的關系型數據庫很難支撐，引入大數據采集和管理技術非常必要。數據技術的發展為海量數據存儲和管理提供了支撐，抽取公共的數據，構建公共的數據服務，形成數據中心，基于SAAS（軟件即服務）層的分級授權、多租戶技術和開放的接口，可以給各級用戶、各類應用提供數據支撐。大數據技術還可以對歷史數據進行有效管理，挖掘數據的價值，構建大數據應用和展示。