地震標準化工作平臺的設計與實現(xiàn)1

和 銳 張 翼 張鶴翔 馮義鈞 高 杰 紀翠玲 盧海燕 劉紅俊

1）中國地震局地球物理研究所，北京 100081

2）新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830011

3）防災科技學院 基礎部，河北三河 065201

4）鼎越天恒（北京）技術有限公司，北京 100085

5）中國氣象局，北京 100081

6）中國地震局災害防御中心，北京 100029

引言

互聯(lián)網(wǎng)在我國的快速發(fā)展為地震標準化發(fā)展提供了良好契機。地震標準化是一項系統(tǒng)性工程，通過建立一整套良好的規(guī)則協(xié)調地震標準化系統(tǒng)中的各部分，使其成為有機整體。利用互聯(lián)網(wǎng)技術，搭建地震標準化工作平臺，將已建立的良好規(guī)則實體化，確保系統(tǒng)規(guī)范化、高效化運轉，進而實現(xiàn)系統(tǒng)各部分資源的充分共享。目前，一批與防震減災相關的工作平臺已搭建完成，如甘肅地震信息微信服務平臺（蒲舉等，2019）、云南地震信息綜合服務平臺（許瑞杰等，2019）、國家地震應急救援物資綜合管理平臺建設（藺沖等，2018）等。

1 需求分析

“標準化”活動是人類社會中每天都在進行的諸多活動中的一種（白殿一等，2009）。在這種活動中，存在不同的服務或管理對象、多套工作流程和多個工作環(huán)節(jié)、豐富的信息資源等。參與者既希望任務簡單、便捷化，也希望過程規(guī)范、高效，并能方便獲取有用信息。搭建地震標準化工作平臺可將事務性的繁雜工作交給計算機后臺處理；可將使用者和信息進行分類，在使用過程中為不同使用者顯示或推送相關信息；使用者可隨時隨地獲取有用信息。

此外，現(xiàn)今社會化大生產(chǎn)方式對標準管理提出了新的要求，要求標準化管理體制由孤立分散的企業(yè)和行業(yè)標準管理轉變?yōu)榕c生產(chǎn)建設系統(tǒng)及整個國民經(jīng)濟管理系統(tǒng)相協(xié)調的國家標準管理體系，并融入國際標準化管理網(wǎng)絡，即國際標準化管理體系（洪生偉，2012）。孤立分散的企業(yè)和行業(yè)搭建自己的工作平臺是融入國家標準化管理委員會的管理及與國際標準化管理體系接軌的一種切實可行的方法。

目前，國家鼓勵各標委會建立自己的標準化信息服務平臺。2015 年，綱領性文件《國務院關于印發(fā)深化標準化工作改革方案的通知》《國務院辦公廳關于印發(fā)國家標準化體系建設發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）的通知》。在落實標準化改革方案中，突出信息建設對標準化工作改革的支撐作用。《國務院辦公廳關于印發(fā)貫徹實施<深化標準工作改革方案>行動計劃（2015-2016年）的通知》，第5 點提出“建立完善企業(yè)產(chǎn)品和服務標準化公共服務平臺”，第10 點提出“加強信息化建設。按照積極穩(wěn)妥、分步實施的原則，推進跨部門、跨行業(yè)、跨區(qū)域標準化信息交換與資源共享，規(guī)劃建設統(tǒng)一規(guī)范的全國標準信息網(wǎng)站，為社會提供服務”（程寧，2019）。

2 建設的原則

（1）安全性：安全性是平臺建設首要考慮的因素。平臺必須具有一定的診斷、測試手段、監(jiān)測能力，盡可能早發(fā)現(xiàn)并避免平臺數(shù)據(jù)泄露、被篡改等。提供多種后備措施，當平臺發(fā)生問題時對數(shù)據(jù)進行有效備份和恢復。

（2）規(guī)范化：平臺設計應與本行業(yè)現(xiàn)行法律法規(guī)及規(guī)章制度一致，并與實際工作流程一致。如果存在多級管理，還應考慮上下級銜接的問題，在各層級中預留軟件接口。規(guī)范化是確保效率、實用及平臺開放性的基礎。

（3）多元化：平臺應通過多種途徑提供服務和操作，盡可能將先進、實用的技術納入到平臺建設中，如手機、微信、微信公眾號、二維碼等，可減少空間和時間對用戶和管理者的限制，簡化過程、提高效率。

（4）自動化：搭建平臺可規(guī)范化過程，并自動處理部分工作，減少用戶和管理的工作量，提高工作效率。如果平臺中使用人工智能技術，學習用戶的需求和使用習慣，可更好地為用戶提供服務。平臺建設還可完成部分事務性工作，如部分信息自動更新、進度管控、信息提示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等，減少管理者的工作量。

（5）易用性：對于用戶群體，使用平臺時可考慮不同用戶群體的使用習慣和信息需求傾向，提供特定的信息和界面，突出特定信息，減少操作流程，簡單、快速地獲取服務。對于特定用戶，當條件允許時，可通過人工智能了解用戶使用習慣，定制個性服務。

3 地震標準工作平臺設計與實現(xiàn)

3.1 平臺架構

地震標準工作平臺采用5 層架構模式，分別為支撐層、數(shù)據(jù)層、邏輯層、應用層和用戶層，如圖1 所示。

（1）支撐層

支撐層提供保障整個平臺良好運行的軟硬件和網(wǎng)絡環(huán)境，包括硬件環(huán)境和軟件環(huán)境兩部分。支撐層軟硬件參數(shù)的選取以保證在實際應用中的極端情況下系統(tǒng)運行穩(wěn)定和安全為依據(jù)，這種極端情況不能過分追求極端而偏離實際，避免資源的浪費。根據(jù)以往工作經(jīng)驗，假設了一種極端情況，即全國地震標準化技術委員會全體委員在線投票，同時開展地震標準項目立項（假設50 人）和征求意見工作（假設50 人），100 名關心地震標準化工作的公眾同時在線，按照近200 人同時在線的情況配置系統(tǒng)運行的軟硬件環(huán)境。

圖1 地震標準工作平臺整體架構 Fig.1 The architecture of seismological standardization work platform

硬件環(huán)境包括2 臺服務器，1 臺用于數(shù)據(jù)庫服務，1 臺用于應用服務器，4U×8 核，64G內存，4 個千兆自適應網(wǎng)卡。1 套網(wǎng)絡接入設備，包括核心交換機1、防火墻和入侵防御。1套存儲、備份設備，用于平臺存儲系統(tǒng)，雙控制器，16G 數(shù)據(jù)緩存，8 個8G 光纖通道接口，1 塊600G 2.5 寸SAS 硬盤，標準軟件包，3 年備件服務。

軟件環(huán)境包括操作系統(tǒng)、應用服務器、數(shù)據(jù)庫軟件。平臺依據(jù)安全及性能最優(yōu)原則，操作系統(tǒng)主要采用Linux 系統(tǒng)，Linux 系統(tǒng)采用CentOS 7.3 及以上。為滿足更大的吞吐及并發(fā)量，平臺采用Tomcat 7 及以上版本應用服務器。平臺數(shù)據(jù)庫軟件采用較為穩(wěn)定的MySQL 5及以上版本，并配置相關熱備方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的安全備份機制。

硬件環(huán)境和軟件環(huán)境既可自己搭建，也可通過購買云服務獲得。實際操作中，購買云服務切實可行，在保證質量的同時，減少了硬件購置、運行管理和系統(tǒng)申級更新等成本。

（2）數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，提供數(shù)據(jù)存儲和管理能力。除標準文本等少量數(shù)據(jù)以文本形式存放外，其他數(shù)據(jù)資源均采用關系數(shù)據(jù)MySQL 進行存儲、維護和管理。按照數(shù)據(jù)類型、用途等，創(chuàng)建25 張數(shù)據(jù)庫表用于存儲和管理數(shù)據(jù)資源，如表1 所示。

表1 地震標準化工作平臺數(shù)據(jù)庫表清單 Table1 The database table list of seismological standardization work platform

（3）邏輯層

邏輯層是系統(tǒng)的核心，是構成應用的基礎,包括數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、消息推送、立項管理、起草管理、咨詢管理、審查管理、發(fā)布管理、出版管理、復審管理、廢止管理、表單管理、用戶管理、權限管理、日志管理等。邏輯層處于數(shù)據(jù)層和應用層之間，為應用層功能的實現(xiàn)提供了接口函數(shù)。如用戶通過應用層查詢某類標準信息時，先調用邏輯層相應的接口函數(shù)。邏輯層調用數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)按照標準屬性、適用范圍、系列標準、相關標準、時間、標準的強制或推薦性質等查詢和計算，如圖2 所示。應用層根據(jù)返回的數(shù)據(jù)，組織數(shù)據(jù)并向用戶以某種形式顯示。

圖2. 地震標準查詢示意 Fig.2 Seismic standard inquiry

（4）應用層

應用層是面向用戶的系統(tǒng)，實現(xiàn)項目管理、環(huán)節(jié)管理、進度管控、歸檔管理、系統(tǒng)管理等功能。應用層直接面向用戶，其設計質量直接影響平臺的易用性。應用層根據(jù)用戶類別和權限、使用習慣和信息需求傾向，提供特定的信息和界面，突出特定信息，減少操作流程，使用戶能簡單、快速地獲取服務，如平臺的管理者和地震標準項目申請者的需求不一樣，前者往往更重視地震標準化的綜合信息，包括地震標準數(shù)據(jù)、項目完成情況、不同領域標準數(shù)量和使用情況、委員完成任務情況等綜合信息；后者更關心項目申報、進度和現(xiàn)階段及下階段需完成的任務等，同樣是項目申請者，當項目進展到不同階段時，希望平臺顯示的信息和內容不一樣。

（5）用戶層

用戶層主要根據(jù)用戶信息，定制個性服務，調用不同的應用界面，供用戶使用。地震標準化工作平臺將應用分為系統(tǒng)管理員和一般用戶。系統(tǒng)管理員實現(xiàn)對系統(tǒng)的維護和管理，包括存儲管理、權限管理、配置管理、日志管理等。一般用戶包括一般使用者、項目申請人、委員會委員、專家、秘書處和分領域技術委員會秘書處人員、地震標準化工作管理部門等。

3.2 功能劃分

為滿足地震標準管理需求，工作平臺分為系統(tǒng)首頁、項目立項管理、項目起草管理、項目咨詢管理、項目審查管理、項目發(fā)布管理、項目出版管理、項目復審管理、項目廢止管理、系統(tǒng)管理10 大模塊，如圖3 所示。整個平臺起承前啟后的核心作用，實現(xiàn)地震標準立項、征求意見到報批等各環(huán)節(jié)的進度管控、上報、復核等管理功能；建立與中國標準化技術委員會管理平臺的接口，實現(xiàn)地震國家標準、工作總結等自動上報等功能。

項目構建技術標準從立項、起草、征求意見、審查、批準發(fā)布、出版、復審、廢止的全流程分類管理，實現(xiàn)各管理階段信息分類管理及整體流程的總體把控，實現(xiàn)系統(tǒng)操作日志、信息流轉記錄、審查論證記錄等相關信息的存儲與統(tǒng)計，為后續(xù)專家委員評估、標準效益評估提供服務及依據(jù)。

項目建成后，實現(xiàn)與國家標準管理系統(tǒng)的對接，實現(xiàn)工作平臺相關信息與國家標準管理系統(tǒng)的同步更新，對接方式目前還在調研中，可利用國家標準管理系統(tǒng)提供的后臺接口直接實現(xiàn)互聯(lián)互通，或通過工作平臺導出相關記錄，然后直接導入國家標準管理系統(tǒng)，減輕多套管理流程并行的工作壓力。

（1）系統(tǒng)首頁：包含相關信息的統(tǒng)計（如新立項、已發(fā)布、已出版等）、相關項目進度概覽、待辦事項概覽、我的消息等模塊。

（2）項目立項管理：針對標準申請者完成項目申請人信息填報、項目立項材料上報；針對管理者提供申請項目申請清單、摘要、初選、委員投票，將項目申請人信息導入人才庫。

（3）項目起草管理：標準負責人設置項目進度節(jié)點。

（4）項目咨詢管理：實現(xiàn)從地震人才數(shù)據(jù)庫和地震標準化技術委員會委員庫挑選相關專業(yè)的專家人員，供管理者挑選成立專家組，向專家組推送標準文本、通知。委員實現(xiàn)手機APP在線回復等。將新增專家導入人才庫。

（5）項目審查管理：基本功能類似征求意見階段。

（6）項目發(fā)布管理：標準批準發(fā)布后，自動更新地震標準化信息庫。由于采用動態(tài)網(wǎng)頁，地震標準化服務平臺查詢結果也將自動更新。

圖3 地震標準工作平臺功能模塊 Fig.3 Seismological Standardization work platform function block

（7）項目出版管理：自動分配地震標準編號，地震標準向出版社發(fā)送電子郵件。

（8）項目復審管理：提供標齡到達復審年限的標準清單，根據(jù)管理者的指令發(fā)起標準復審，復審結果更新地震標準化信息庫。

（9）項目廢止管理：復審結果為廢止的，更新地震標準化信息庫。

（10）系統(tǒng)管理：面向系統(tǒng)管理員，實現(xiàn)對系統(tǒng)的維護和管理，包括存儲管理、權限管理、配置管理、日志管理等。

3.3 數(shù)據(jù)庫

地震標準化技術委員會數(shù)據(jù)庫采用關系數(shù)據(jù)MySQL 對數(shù)據(jù)進行分布式存儲、維護和管理，為應用實現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支撐，包括地震標準化人才庫、地震標準化技術委員會委員信息庫、地震標準化信息庫、地震標準項目庫、地震標準化管理庫等，映射為應用層不同的功能。地震標準化人才庫可實現(xiàn)分領域和專業(yè)查詢、郵寄電子郵件、打印通訊地址等功能，為征求意見、審查及委員遴選等提供數(shù)據(jù)支撐。地震標準化技術委員會委員信息庫可實現(xiàn)向委員推送信息、委員在線投票和征求意見等，并為投票統(tǒng)計及委員考核等提供數(shù)據(jù)支撐。地震標準化信息庫可實現(xiàn)按地震標準屬性、范圍、領域、時間、起草人等實現(xiàn)查詢。地震標準項目庫為實現(xiàn)項目進度管控、信息查詢、修改提供數(shù)據(jù)支撐。地震標準化管理庫為地震綜合信息查詢提供數(shù)據(jù)支撐。

3.4 技術路線與實現(xiàn)

地震標準化工作平臺作為系統(tǒng)性工程，必須結合地震標準化工作的特點和軟件工程的規(guī)范，有計劃、有目標地實施。考慮系統(tǒng)安全性、規(guī)范性、易用性等要求，在軟件配置方面盡量考慮技術上較為成熟和通用的產(chǎn)品，采用以下技術路線：

（1）采用B/S 架構進行系統(tǒng)開發(fā)；

（2）按照行業(yè)內各項技術規(guī)定組織數(shù)據(jù)內容，建立數(shù)據(jù)結構模型；

（3）基于成熟的對象關系型空間數(shù)據(jù)庫引擎，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)一體化無縫建庫、管理；

（4）平臺架構、功能、界面的設計主要依據(jù)現(xiàn)行的《標準化法》《地震標準化管理辦法》《地震標準化制修訂工作管理細則》等規(guī)章制度；

（5）采用面向對象的設計思想，在需求分析抽象的基礎上，進行軟件功能組件的設計；

（6）采用索引和分塊技術，提高數(shù)據(jù)訪問速度。

整個平臺基于B/S 架構（瀏覽器和服務器架構）模式開發(fā)。B/S 架構最大的優(yōu)點是使用者可在任何地方進行操作，無需安裝任何專門的軟件，只要有1 臺能上網(wǎng)的電腦即可使用，客戶端零安裝、零維護，系統(tǒng)的擴展非常容易。

平臺的支撐層即軟硬件環(huán)境，通過購買阿里云的云服務、短信服務和域名服務等，減少搭建軟硬件環(huán)境的成本，為平臺的運行提供安全可靠、穩(wěn)定快捷的環(huán)境，且方便平臺后期升級擴容。

4 結語

地震標準化工作平臺通過整合地震標準化人才資源、地震標準化信息資源等，進行科學、有效的集中管理，實現(xiàn)資源共享、交換。針對不用的使用者，在確保規(guī)范的同時，簡化操作過程。通過記錄地震標準化資源使用情況、專家和委員任務完成情況，為地震標準化基礎研究、專家和委員的評估提供基礎數(shù)據(jù)。