基于智能終端的預(yù)警信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

姚志平 張健 王洋 謝勇

（吉林省突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心 吉林省長(zhǎng)春市 130062）

1 引言

隨著信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們獲取信息的最要途徑已經(jīng)從電視、廣播、電腦逐步轉(zhuǎn)移到移動(dòng)終端，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)2018年我省移動(dòng)電話普及率(部/百人)為110.98。同時(shí)我省又是我國(guó)災(zāi)害最多發(fā)的省份之一，2019年全省共發(fā)布各類(lèi)災(zāi)害性天氣預(yù)警信息13935 條,其中雷電、冰雹和道路冰雪最多，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通安全帶來(lái)了不便。為解決預(yù)警信息精準(zhǔn)靶向發(fā)布能力不強(qiáng)、預(yù)警信息快速發(fā)布技術(shù)和機(jī)制不完善、預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)功能不夠完善等問(wèn)題，本息系統(tǒng)設(shè)計(jì)將基于智能終端的預(yù)警信息實(shí)時(shí)服務(wù)功能，拓展精準(zhǔn)發(fā)布渠道，解決預(yù)警訂制化服務(wù)，讓預(yù)警信息更好、更快、更安全服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民安全出行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以“發(fā)布、接收、反饋、評(píng)估、展示”為中心，發(fā)布：通過(guò)推送判定模塊及消息推送模塊可區(qū)分不同等級(jí)災(zāi)害預(yù)警信息進(jìn)行推送；通過(guò)消息推送模塊進(jìn)行穩(wěn)定、高效地發(fā)布。接收：通過(guò)快速響應(yīng)抓取模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)影響區(qū)域人員進(jìn)行發(fā)布，避免大范圍無(wú)效發(fā)布；通過(guò)消息推送模塊可實(shí)現(xiàn)多種消息展現(xiàn)模式。反饋：通過(guò)消息推送模塊返回信息，可了解推送發(fā)布覆蓋人群數(shù)量，信息展示、點(diǎn)擊次數(shù)等，便于后期數(shù)據(jù)分析及評(píng)估；可通過(guò)熱力圖等可視化形式展現(xiàn)消息發(fā)布情況。評(píng)估：根據(jù)推送統(tǒng)計(jì)模塊產(chǎn)生的信息，可對(duì)本系統(tǒng)消息的發(fā)布情況進(jìn)行直觀、有效的評(píng)估。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用同步調(diào)用和異步調(diào)用方式，處理各功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系，具體如圖1所示。

設(shè)計(jì)框架主要由推送判定模塊、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊、快速響應(yīng)抓取模塊、用戶地理信息存調(diào)模塊、消息推送模塊、推送統(tǒng)計(jì)模塊與預(yù)警信息發(fā)布情況可視化展示模塊組成。

2.1 推送判定模塊

推送判定模塊用于根據(jù)災(zāi)害等級(jí)、災(zāi)害類(lèi)別進(jìn)行推送范圍、人數(shù)、頻次的設(shè)定，避免不構(gòu)成預(yù)警發(fā)布條件的信息頻繁下發(fā)。在接收來(lái)自省預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的預(yù)警信息后，該模塊將對(duì)信息進(jìn)行推送判斷，而后將滿足發(fā)布條件的預(yù)警信息流轉(zhuǎn)至下一模塊。

2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊

該模塊用于將預(yù)警信息標(biāo)準(zhǔn)化，便于調(diào)取“快速響應(yīng)抓取模塊”（下簡(jiǎn)稱(chēng)抓取模塊）。在接受來(lái)自上一模塊的預(yù)警信息后，本模塊將根據(jù)預(yù)警信息中包含的影響區(qū)域信息建立地理圍欄，轉(zhuǎn)化為抓取模塊所需的標(biāo)準(zhǔn)化格式，隨后以之調(diào)用抓取模塊。很多軟件將SQL語(yǔ)句寫(xiě)在邏輯層，這樣每次執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí)都要進(jìn)行一次SQL的編譯，而存儲(chǔ)過(guò)程只需要編譯一次以后就可以直接執(zhí)行。提高應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間傳輸速度，可保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模塊的建立是基于存儲(chǔ)過(guò)程在應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系，如圖2所示。

2.3 快速響應(yīng)抓取模塊

圖1：同步調(diào)用與異步調(diào)用關(guān)系

圖2：存儲(chǔ)過(guò)程在應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系

由于災(zāi)害的發(fā)生具有不確定性，即可能于全省任一時(shí)間或地點(diǎn)發(fā)生任意次數(shù)的災(zāi)害，為保障短時(shí)間內(nèi)預(yù)警事件高頻次發(fā)生時(shí)系統(tǒng)能夠穩(wěn)健運(yùn)行，部署2 臺(tái)高速計(jì)算服務(wù)器，專(zhuān)門(mén)用于“快速響應(yīng)抓取模塊”。當(dāng)同一時(shí)間多個(gè)預(yù)警事件發(fā)生時(shí)，為避免產(chǎn)生等待隊(duì)列，導(dǎo)致預(yù)警信息發(fā)布不及時(shí)，人民生命財(cái)產(chǎn)受到損害等情況，“快速響應(yīng)抓取模塊”將選取可用服務(wù)中最快速的服務(wù)器渠道，根據(jù)上一模塊提供的災(zāi)害影響區(qū)域數(shù)據(jù)調(diào)用“用戶地理信息存調(diào)模塊”獲取災(zāi)害影響地區(qū)用戶信息。每當(dāng)獲取到用戶信息，本模塊都會(huì)將信息傳至“消息推送模塊”，即抓取用戶的動(dòng)作與推送下發(fā)的動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，保障了預(yù)警信息下發(fā)時(shí)效性。

2.4 用戶地理信息存調(diào)模塊

“用戶地理信息存調(diào)模塊”用于存儲(chǔ)用戶地理信息數(shù)據(jù)，為“快速響應(yīng)抓取模塊”提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。當(dāng)預(yù)警信息觸發(fā)“用戶地理信息存調(diào)模塊”時(shí)，該模塊能夠通過(guò)索引快速檢索地理區(qū)域數(shù)據(jù)，抓取災(zāi)害影響區(qū)域人員，從而實(shí)現(xiàn)快速檢索數(shù)據(jù)，完成區(qū)域人員抓取的目的。

圖3：基于CAP 協(xié)議的xml 文件

2.5 消息推送模塊

上一模塊將災(zāi)害影響區(qū)域流轉(zhuǎn)至該模塊后，該模塊將把預(yù)警信息進(jìn)行處理，并通過(guò)篩選推送通道，將預(yù)警信息通過(guò)推送通道推送至用戶手機(jī)上，并以通知欄或彈窗的形式展示。推送模塊將智能選取速度最快的APP 推送通道進(jìn)行下發(fā)，爭(zhēng)分奪秒，力保預(yù)警信息以盡可能塊的速度傳達(dá)至用戶。該模塊無(wú)論推送成功與否，都將返回狀態(tài)標(biāo)識(shí)至推送統(tǒng)計(jì)模塊，便于了解推送覆蓋情況。此模塊基于CAP 協(xié)議設(shè)計(jì)方式，如圖3所示。

2.6 推送統(tǒng)計(jì)模塊

該模塊將收集上一模塊返回的狀態(tài)標(biāo)識(shí)，對(duì)推送信息以APP通道、是否成功下發(fā)、用戶展示、用戶點(diǎn)擊等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.7 預(yù)警信息發(fā)布情況可視化模塊

系統(tǒng)預(yù)警信息發(fā)布情況可視化界面示意圖，可以直觀地通過(guò)觸達(dá)人數(shù)，消息下發(fā)人群用戶畫(huà)像，及時(shí)了解預(yù)警信息發(fā)布情況。通過(guò)大數(shù)據(jù)可視化能力，能在預(yù)警下發(fā)完成后夠快速繪制災(zāi)害影響區(qū)域，并以熱力圖的形式展現(xiàn)該區(qū)域預(yù)警信息發(fā)布情況，從而幫助準(zhǔn)確、快速了解災(zāi)害范圍、發(fā)布范圍、發(fā)布集中位置、整體發(fā)布情況等。預(yù)警信息發(fā)布情況可視化模塊采用Web Service 服務(wù)技術(shù)，此種方式在移動(dòng)端APP 軟件開(kāi)發(fā)中應(yīng)用較為廣泛，它將B/S 及C/S結(jié)構(gòu)中的服務(wù)端所提供的功能集成為Web service 模式，瀏覽器通過(guò)HTTP 請(qǐng)求向Web service 發(fā)送信息，Web Service 響應(yīng)后與數(shù)據(jù)庫(kù)底層進(jìn)行交互完成所請(qǐng)求內(nèi)容，最后通過(guò)XML 的形式將數(shù)據(jù)返回給瀏覽器。如圖4所示。

3 應(yīng)用實(shí)例

此系統(tǒng)在2019年汛期氣象服務(wù)中進(jìn)行了業(yè)務(wù)應(yīng)用，各行業(yè)各部門(mén)通過(guò)接收到的預(yù)警信息，進(jìn)行科學(xué)研判，減少了自然災(zāi)害帶來(lái)的損失。案例1：2019年8月15日凌晨零點(diǎn)59 分，龍?zhí)断谰仍箨?duì)接到報(bào)警，吉林市大口欽鎮(zhèn)受降雨影響，道路被淹，鎮(zhèn)內(nèi)低洼處居民被困。轄區(qū)大隊(duì)立即出動(dòng)兩臺(tái)消防車(chē)12 名消防隊(duì)員趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)被困人員進(jìn)行施救。 由于暴雨原因，電力癱瘓，消防隊(duì)員挨家挨戶搜索，遇到被困群眾及時(shí)為其穿好救生衣、做好安全防護(hù)。最終，經(jīng)過(guò)半個(gè)小時(shí)的迅速救援，成功轉(zhuǎn)移被困群眾5人，疏散12人。案例2:2019年8月13日14 時(shí)至15日10 時(shí)，當(dāng)?shù)貑?dòng)防汛Ⅱ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，城區(qū)防指全面進(jìn)入應(yīng)急應(yīng)戰(zhàn)狀態(tài)。采取全市中小學(xué)校停課，停止一切戶外施工作業(yè)，組織低洼地帶居住群眾轉(zhuǎn)移，啟動(dòng)城區(qū)排澇等多項(xiàng)措施。樺甸全市平均降雨量76.3 毫米。截至15日5時(shí)，全市共27 座水庫(kù)超汛限水位。吉林地區(qū)共計(jì)提前轉(zhuǎn)移1158 戶，3433 人。

4 設(shè)計(jì)展望

4.1 繼續(xù)完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高預(yù)警信息發(fā)布能力

圖4：Web service 服務(wù)層級(jí)關(guān)系

圍繞預(yù)警信息發(fā)布業(yè)務(wù)需求，繼續(xù)完善省突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)，推進(jìn)與國(guó)突平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息實(shí)時(shí)同步、精準(zhǔn)發(fā)布。重點(diǎn)加強(qiáng)靶向發(fā)布功能設(shè)計(jì)，建立綜合研判與精準(zhǔn)發(fā)布支持子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警落區(qū)追溯和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析。加強(qiáng)預(yù)警信息發(fā)布核心技術(shù)研究，提高預(yù)警信息發(fā)布質(zhì)量和發(fā)布能力。

4.2 加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)用研究，提高預(yù)警信息精準(zhǔn)發(fā)布效率

實(shí)踐離不開(kāi)檢驗(yàn)，如何提升預(yù)警信息的高效發(fā)布能力，減少預(yù)警發(fā)布過(guò)程中不必要的人工處理信息環(huán)節(jié)，縮減預(yù)警發(fā)布時(shí)間，是省預(yù)警中心在本次臺(tái)風(fēng)預(yù)警服務(wù)過(guò)程中面臨的最大的挑戰(zhàn)，只有將預(yù)警信息第一時(shí)間送達(dá)至應(yīng)急責(zé)任單位和應(yīng)急責(zé)任人的手上，才能有效的避免人員傷亡，最大限度地減少和避免突發(fā)公共災(zāi)害給人民群眾帶來(lái)的生命財(cái)產(chǎn)損失，保護(hù)全省人民群眾和社會(huì)公共財(cái)產(chǎn)。