湖南省突發事件預警信息發布業務平臺的設計思路及關鍵技術研究

羅紅梅 郭海峰 朱國強

摘要 從當前國家級和湖南省級突發事件預警信息發布系統應用現狀與存在的問題出發，簡單介紹了湖南省突發事件預警信息發布系統立足于“整合現有資源，創新預警方法”總體目標，較詳細地介紹了系統本著操作簡單、高效率、高可用性、高可擴展性等總體設計思路與系統采用的現有成熟的計算機關鍵技術及應用，其設計思路及采用的計算機關鍵技術對其他省突發預警信息發表系統建設和業務推廣均具有一定的借鑒作用。

關鍵詞 突發事件;預警信息;設計思路;關鍵技術

中圖分類號：P409;P429 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）04-057-05

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.04.023

Abstract Based on the current application status and existing problems of the national and Hunan provincial emergency early warning information release system，the general goal of Hunan province，city and county emergency systems based on "integrating existing resources and innovating early warning methods" was briefly introduced. The general design ideas of the system such as simple operation，intelligent，safe and stable，easy to expand and easy to transplant，and the existing mature computer key technologies and applications adopted by the system were introduced in detail. Its design ideas and computer key technologies used in other provinces，cities and counties across the country for better business promotion and construction had a certain reference role.

Key words ? Emergency events;Early warning information;Design ideas;Key technologies

國家突發公共事件預警信息發布系統是《“十一五”期間國家突發公共事件應急體系建設規劃》提出的重點建設項目之一，是國家突發公共事件應急體系建設的重要組成部分，也是國務院應急指揮平臺唯一的突發公共事件預警信息發布系統，該系統為社會發布與傳播包括自然災害、安全事件、公共衛生事件與事故災害四大類突發事件信息。

由于氣象部門在突發預警信息發布中具備較好的工作與業務基礎，多年來積累儲備了一定的業務經驗，在氣象災害預警信息發布中成效顯著。2013年，由國務院牽頭，中國氣象局具體承建，民政、安監、衛生、公安、水利、國土資源、地震、海洋、農業、林業、環保、交通等25個相關部門共同參與建立了國家突發事件預警信息發布平臺。2015年國家突發事件預警信息發布系統安裝部署到全國31省上線運行。3年來，中國初步建成以“12379”為品牌的權威突發事件預警信息發布系統，涉及到15個防災減災部門，71類預警信息的發布，形成了包括12379網站、12379手機短信息、12379微信與微博及12379聲訊電話等發布渠道。國家突發系統建成后，全國各省開始啟動省級突發事件預警信息發布平臺的建設。

2015年10月，湖南省政府賦予湖南省氣象局承擔湖南省省級突發事件預警信息發布平臺的建設，2016年11月，湖南省級突發預警信息發布平臺建成，平臺已實現13種發布渠道，包括手機短信、聲訊、大喇叭、顯示屏、網站、電視廣播、微博微信、北斗衛星等可傳播預警信息，接入省級預案單位24家，并投入業務運行。2017年1月，按照時任省長杜家毫“整合現有資源，創新預警方法”的要求，湖南省政府啟動市縣突發事件預警信息發布平臺的建設，將突發事件預警信息發布工作延伸至湖南全省，真正實現“省、市2級部署，縣、鄉鎮、村3級應用”的目標。

近年來，全國各省突發預警信息發布平臺推廣與應用過程中，逐漸暴露了“目標大”與“落地難”等問題，主要表現在預案單位具有特色的實際預警信息發布業務需求與突發事件預警信息發布業務平臺提供標準化服務功能的不匹配，社會發布渠道與突發事件預警信息發布業務平臺無縫對接難，突發事件預警信息發布業務平臺在除氣象部門外的其他預案單位業務化應用程度不高，突發事件預警信息發布業務平臺中的數據同步問題等。據統計，2017年全國突發事件預警信息發布業務平臺氣象災害預警發布率為95%，其他突發預警信息發布率較低，為5%;出現本應在“第一聲音，權威發布”的突發事件預警信息發布業務平臺發布而未及時發布的現象。筆者認為導致該問題的主要原因有：氣象災害信息在突發預警信息中占據的比例高，據統計，自然災害在四大類突發事件預警信息中占75%，其中氣象災害在自然災害中占90%以上;突發系統涉及面廣，軟件、硬件、氣象專網、電子政務網、系統接口、值班人員操作熟練程度等，任意環節出現問題都將影響預警信息發布平臺穩定運行;已有發布平臺的預案單位值班人員習慣操作本部門的發布平臺，不愿意使用突發系統等原因。

該項目立足于“整合現有資源，創新預警方法”，本著系統操作簡單、高效率、高可用性、高可擴展性等原則，采用目前最先進成熟的通用計算機技術，整體上對湖南省突發事件預警信息發布平臺進行規劃與設計，有效避免平臺間的技術壁壘，較好地實現國家、省、市、縣之間數據的同步傳輸與備案、業務平臺的無縫對接。

1 平臺設計思路

1.1 總體體系架構

該體系架構詳細規劃了湖南省市縣級突發事件預警信息發布業務平臺項目建設內容。系統采用四橫兩縱層次架構體系，確保平臺安全可靠與穩定運行，實現一體化業務管理，形成一體化業務體系。“四橫”自下而上依次是信息采集平臺和基礎支撐系統、預警信息管理平臺、信息分發系統和信息發布渠道系統;“兩縱”分別是法規與標準規范、安全保障系統等結構組成（圖1）。

1.1.1 法規與標準規范 主要提供平臺建成后的運行保障、考核管理、擴展應用等規范和技術標準，包括預警數據處理流程與接口格式、預警傳輸協議規范、預警信息發布管理辦法，預案單位接入管理辦法、發布資源整合辦法、業務運行管理辦法、平臺建設管理規定等。

1.1.2 安全保障系統 從技術與制度2個維度保障平臺的安全與穩定運行。通過技術建設保證物理、網絡、通信、主機、應用及數據的安全;通過制度建設保障平臺的規范穩定運行。

1.1.3 信息采集平臺與基礎支撐平臺 ? 主要包括計算機網絡、通信及數據交換與共享平臺、預警發布場所、預警信息視頻分發平臺、主機存儲平臺及應用支撐軟件等。

1.1.4 預警信息管理平臺 主要包括預警應用平臺及數據庫平臺兩大部分。該部分為核心展示層與操作層面。

1.1.5 信息分發系統 主要包括預警信息分發處理、預警產品制作與轉換、第三方接口的建設等內容。通過該層實現外界系統或對接單位與市縣級突發平臺的信息交換與處理。

1.1.6 信息發布渠道系統 主要包括手機短信、聲訊、大喇叭、電子顯示屏、網站、電視、廣播、微博、微信、北斗衛星、傳真、電子郵件等13種發布渠道的建設。

1.2 總體功能架構

該系統總體功能架構詳細描述了湖南省市縣級突發事件預警信息發布業務平臺的主要功能模塊與主要子系統。湖南省突發事件預警信息發布業務平臺由省級已建突發平臺子系統和市、縣級突發平臺兩大部分組成，各子系統既可獨立運行，又可移植復用。省級突發平臺主要包括預警信息管理子系統、信息分發子系統及發布渠道子系統。市、縣級突發平臺主要包括基礎軟件運行環境、全省統一集中建設（市縣應用共享建設及市縣發布渠道共享建設）和市縣本地化擴展建設（基礎運行環境擴展建設、工作場所建議建設、安全保障系統擴展建設及軟件擴展建設）。

1.3 總體設計思路

1.3.1 以需求為導向，優化加載頁面，簡化操作流程 2017年，《國家突發事件應急體系建設“十三五”規劃》（國辦發[2017]2號）明確提出建設國家突發事件預警信息發布能力提升工程，主要內容包括改造一期傳統IT架構，實現2級部署、6級應用。突發系統縱向涉及國家、省、市、縣、鄉鎮、村6級用戶，橫向涵蓋6級不同預案單位。每級用戶、預案單位業務需求不同，因此進行業務平臺模塊設計時，必須充分考慮用戶角色、用戶權限及模塊功能。用戶角色一般可按照管理員、操作員2個級別進行設計，管理員具有增加、刪除、修改和查看系統所有模塊的權限，如增加、刪除和修改發布策略、預警類型、預警用戶、預案單位、發布渠道、通用接口等權限;操作員主要具有預警信息發布、預警信息發布情況統計查詢、業務平臺監控等權限。每個管理員與操作員賬號所賦予的權限與所在單位和所屬級別、行政區劃相關聯。一般情況，管理員只能管理本單位服務的預警用戶、預警發布策略、本單位建設的發布渠道等權限，操作員只能統計本單位發布的預警信息，向本單位服務對象發布預警信息。以需求為導向，通過系統初始化配置，用戶頁面界限清晰，業務流程操作簡單。

1.3.2 以策略為依據，信息自動加載，實現系統高效率 根據《中華人民共和國突發事件應對法》，預警級別按照突發事件發生的緊急程度、發展事態和可能造成的危害程度分為1級、2級、3級和4級，分別對應紅、橙、黃、藍4種顏色，每級預警信息均有詳細的內容及防御措施。突發預警發布策略包括突發預警信息發布內容、發布對象、發布優先級及需發布的渠道。預案單位可根據本單位將發布的突發預警信息制定突發預警文本模版，設置每級預警信息的發布對象與范圍。突發平臺提供發布策略導入、增加、修改或刪除功能，提供突發預警信息對應發布對象、發布范圍及發布渠道的綁定功能，系統初始化時，通過人工智能綁定。用戶發布預警信息時，只需輸入最少預警信息，如預警類型、級別及影響范圍，系統自動加載發布策略，包括發布渠道、短信加載對象、發布的優先級等，實現平臺自動化，有效提高發布效率。

1.3.3 采用全流程監控，通過手機短信報告故障信息，確保平臺高可用性 突發預警平臺實現軟件系統預警發布業務的全流程監控，包括發布業務、備案業務、渠道分發業務等，同時也實現對硬件信息的故障、狀態信息監控。一旦出現故障后，第一時間用短信方式和系統界面提醒方式，迅速告知值班人員，提醒值班人員及時采取處理措施，并生成系統日志。例如當網絡中斷或通信運營商短信發布網關出現問題時，值班WEB頁面彈出錯誤提示，網絡鏈接線變成紅色，網絡LOG不停閃爍，并以短信提醒預警值班員。當CPU出現問題故障，系統會自動以短信形式提醒預警值班員，并根據情況，判定是否開通、申請權限，利用上級突發系統進行預警業務發布。

1.3.4 研發通用標準接口，實現系統間的自動對接，提高系統高可擴展性 湖南突發預警信息發布業務平臺按照“整合社會資源，創新預警發布”的總體指導思想進行建設，目前省級突發系統已實現與13種發布手段、與國家突發系統、氣象部門主要業務系統的無縫對接，平臺設計時，擴展性良好的通用接口是系統對接的核心技術內容。平臺的接口包括：①硬件設備接口（如掃描儀接口、指紋掃描接口及UKey接口），該類接口主要調用第三方公司提供的通用接口。②與外部系統間接口，主要是用于第三方調用，為第三方提供預警或者消息的發送接口，并提供全渠道的發送預警信息的能力，做到全程留根，全過程記錄，方便后續對數據同步與傳輸的追溯和跟蹤。第三方調用接口成功之后，直接進入發布渠道并進行發布預警信息。③系統內部接口，主要包括發布渠道對接接口，實現與第三方發布渠道的對接，將預警或者消息推送給第三方，并接收第三方返回的預警或消息的任務反饋信息。設計研發的推送接口或第三方調用接口輸入參數主要包括FTP賬號、FTP密碼、信息數據（主要CAP報文件）;輸出參數主要是FTP賬號、FTP密碼、上傳結果。

2 關鍵技術及實現

2.1 以J2EE為核心技術

J2EE具有移植性好、開放性優良、平臺成熟度高、眾多廠商支持的特點，是一組技術規范與指南，其中所包含的各類組件、服務架構及技術層次，均有共同的標準及規格，讓各種依循J2EE架構的不同平臺之間存在良好的兼容性，解決過去企業后端使用的信息產品彼此之間無法兼容，企業內部或外部難以互通的窘境。J2EE使用多層的分布式應用模型，應用邏輯按功能劃分為組件，各個應用組件根據它們所在的層分布在不同的機器上，J2EE體系機構分為4層，分別是客戶層、WEB層、業務層和EIS層。其中客戶層運行在客戶端機器上，WEB層、業務層運行在J2EE服務器上，EIS層運行在數據庫服務器上。突發事件預警信息發布業務平臺是涉及面廣、非常復雜的平臺。該平臺以J2EE為核心技術，基于J2EE的體系結構開發的WEB服務，完全基于4層次體系結構設計，體系結構見圖3。

2.2 采用基于CAP協議的信息交換標準

為了能夠在異構平臺、不同業務系統中實現數據交換和業務自動處理，需要建立一個能夠描述不同平臺之間數據交換和業務處理的標準，以解決數據因標準不統一而引起的問題。該項目采用的可擴展標記語言XML的CAP協議，是現代信息領域重要的技術之一，在國家主管部門確定的電子政務的總體標準中，已經確定把XML作為數據交換的標記語言，能較好地解決標準不統一的問題。作一個形象的比喻，CAP數據包就好像是不同應用平臺中的“普通話”，通過它使紛繁復雜的不同應用平臺不再講各自的“方言”，而是通過CAP協議這個“普通話”進行交流，這樣大家都能以最簡便的方式明白各自要表達的含義，實現彼此間的溝通。

該項目定義的CAP協議，參照國際標準，與國家突發事件預警信息發布業務平臺所采取的協議標準基本一致，協議主要內容如下：

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2.3 采用基于軟件組件技術開發

軟件組件是一種定義良好、通用性強、可獨立、可復用的二進制代碼，包括功能模塊、對象類、軟件框架和軟件平臺模型等，將軟件組件封裝起來，形成“標準件”。軟件組件首先解決通用需求，極具個性化的需求只需再花較少的資源和代價完成。

湖南省市縣突發事件預警信息發布平臺基于組件技術開發，對各業務模塊、應用子平臺統一集中規劃，制定相應的技術標準，將各類通用性較強，相對獨立的業務模塊及應用平臺進行開發，封裝后，建立預警應用平臺組件庫，供其他平臺調用。各業務組件隱藏了具體的實現，只用接口對外提供服務，保障平臺的安全性。該平臺組件庫包括應用基礎組件和業務組件兩部分，為預警應用平臺各業務提供運行支撐。應用基礎組件是指業務基礎平臺提供的基礎支撐組件，這部分組件具有通用性，與具體應用平臺的業務無關，其核心組件包括業務基礎框架（FrameWork）、門戶平臺（Portal）、開發工具（Studio）、內容管理平臺（CMS）、工作流平臺（Workflow）、商業智能組件（BI）、服務總線（ESB）、數據集成（DI）等模塊，功能覆蓋整個應用集成領域。業務組件是指基于基礎支撐組件，與預警應用平臺業務相關的，進行抽象并封裝而成供各相關模塊統一調用的組件，該組件庫會隨著預警應用平臺的開發進程而不斷得到豐富。

2.4 采用全程建模

大型信息平臺通常十分復雜，很難直接分析設計，人們經常借助模型來實現。模型是現實世界中某些事物的一種抽象表示，可視化程度高。抽象的含義是抽取事物的本質特性，忽略事物的其他次要因素。模型既反映事物的原型，又不等于原型。模型是理解、分析、開發或改造事物原型的一種常用手段。模型的表示形式可以是數學公式、縮小的物理裝置、圖表文字說明，也可以是專用的形式化語言。建模一般采用2種方法：自頂向下、逐步求精和自底向上、綜合集成。建模的好處是可以執行一個模型來驗證它的正確性和進行后續的研究;另一方面可以直接將模型轉到開發語言，省去翻譯轉換工作。該平臺采用業界認可的統一建模語言（UML）進行全程建模。

2.5 數據同步與平臺對接方式

突發事件預警信息發布業務平臺中的數據同步技術是關鍵的核心技術，突發平臺縱向從國家、省、市、縣到鄉鎮級需要同步，橫向從發布中心到各預案單位，平臺與平臺、平臺與發布渠道間需要同步。該平臺采取3種方式實現數據同步與平臺對接：①FTP協議方式，省級突發預警信息平臺不斷輪詢各市縣級突發預警信息發布平臺的FTP，一旦發現預警任務XML，讀取并解析（XML格式為標準的CAP協議方式），通過CAP協議進行內容的分發與轉發。②API接口方式，依據國突平臺提供的標準DLL API接口，通過定時循環調用，獲取任務后下載、解析xml文件，得到地市縣級ID、預警內容、發送狀態報告，組合成一個xml文件，并調用API接口上傳此文件。③數據庫方式，通過對數據庫基礎數據的定時訪問方式進行不斷的數據信息實時通訊，再基于CAP協議進行信息上報。

3 應用情況

湖南省省級突發事件預警信息發布業務平臺（圖4）2016年11月底投入業務運行，目前已實現13種發布渠道，包括手機短信、聲訊、大喇叭、顯示屏、網站、電視廣播、微博微信、北斗衛星等可傳播預警信息，接入省級預案單位25家，并投入業務運行。2017年，湖南省級突發事件預警信息發布平臺共發布氣象災害預警信息3 170次，8 752縣次，發送預警短信息1 439.6萬條。國土、林業等部門發布預警和重要信息486次，發送預警短信179萬條，在防災減災過程中發揮了重要作用。2017年1月，湖南省市縣級突發事件預警信息發布業務平臺在已建省級平臺復用的基礎上，增加市縣特色的擴展功能建設，2018年7月，湖南省市縣級突發事件預警信息發布平臺開始在試點單位業務化試運行。

4 結語

湖南省突發事件預警信息發布業務平臺從簡化操作流程，智能化、自動報警、通用接口的思路進行設計，采取成熟的J2EE軟件架構，基于CAP協議的信息交換標準及軟件組件技術，采用全程建模等技術進行開發，已基本建成一體化突發預警信息發布業務體系。平臺通過使用FTP協議、API接口和數據庫方式，實現平臺間的數據同步與平臺間的對接，該平臺在全省各預案單位推廣應用效果明顯，為全國其他省份建設突發平臺提供較好的借鑒作用。

該平臺還需要在以下2個方面進行改進：一是擴大該業務平臺的宣傳，樹立品牌的權威性與專業性;二是加大與社會媒體對接與應用的力度，整合社會資源，充分利用社會已建媒體，擴大突發預警信息覆蓋面，使突發預警信息為防災減災發揮更大的作用。

參考文獻

[1] 劉偉，宮軍，董克飛，等.省級氣象裝備保障業務一體化系統應用進展[J].中國管理信息化，2017，20（22）：79-80.

[2] 崔新強，唐俊，付佳，等.湖北省級氣象服務一體化業務平臺開發與應用[J].計算機應用與軟件，2017，34（11）：130-135.

責任編輯：鄭丹丹