遼寧省地震應(yīng)急值守和災(zāi)情收集系統(tǒng)設(shè)計

張文靜， 李 瑩， 惠 楊， 國 艷

（遼寧省地震局， 遼寧 沈陽 110034）

0 引言

地震作為突發(fā)性自然災(zāi)害， 由于其不可預(yù)測性， 往往會造成巨大的社會經(jīng)濟損失和人員傷亡， 由于我國處于環(huán)太平洋和歐亞地震帶之間， 具有震源淺， 頻度高， 地震活動性強等特點， 所以中國是地震災(zāi)害最嚴重的國家之一。近年來， 地震造成的傷亡人數(shù)巨大， 每年全球都有因地震造成的上千人甚至是上萬人的死亡，特別是我國人口分布不均， 居住密度高， 更容易造成人員傷亡， 最大限度的減少人員傷亡是震后應(yīng)急救援的首要目標。 地震發(fā)生后， 快速、有針對性的地震響應(yīng)對應(yīng)急救援工作至關(guān)重要。因此， 震后災(zāi)情快速上報與收集能夠為應(yīng)急救援決策提供科學(xué)依據(jù)， 這成為地震應(yīng)急相關(guān)技術(shù)部門亟需解決的問題之一。

地震突發(fā)事件發(fā)生后， 當(dāng)?shù)卣跋嚓P(guān)部門需要在第一時間了解地震影響的大致范圍以及大概的傷亡情況等信息， 根據(jù)震區(qū)的災(zāi)情信息， 及時開展科學(xué)的救援工作。 王琛等[1]基于12322 平臺設(shè)計了地震應(yīng)急災(zāi)情速報系統(tǒng)， 該系統(tǒng)能夠在震后迅速完成災(zāi)情信息的收發(fā)與數(shù)據(jù)處理工作， 并能夠?qū)崟r直觀地展示已上報的災(zāi)情信息。 張方浩等[2]利用互聯(lián)網(wǎng)收集的災(zāi)情信息， 進行分類編碼及反演分析， 與實際調(diào)查地區(qū)進行對比。 賈寧[3]設(shè)計和開發(fā)了基于智能手機的地震災(zāi)情信息上報系統(tǒng)， 根據(jù)上報流程發(fā)送至服務(wù)器中。 隨著地震數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展， 本系統(tǒng)將遼寧省政務(wù)值班系統(tǒng)與災(zāi)情收集系統(tǒng)統(tǒng)一到一個平臺上， 建立健全的值班值守工作制度， 明確值班值守工作職責(zé)任務(wù)和規(guī)范處置程序， 確保值班人員熟悉設(shè)備使用和工作流程及業(yè)務(wù)技能， 全面提升遼寧省地震事件應(yīng)對和處置能力[4-7]。

1 需求分析

應(yīng)急值守是政府部門應(yīng)急管理系統(tǒng)的重要組成部分， 應(yīng)急工作具有突發(fā)性、 不確定性和社會性等特點。 應(yīng)急值守人員需要24 小時進行應(yīng)急值班， 當(dāng)?shù)卣鹗录l(fā)生時， 值班人員首先進行快速響應(yīng)， 根據(jù)地震震級判定響應(yīng)級別，對于達到響應(yīng)級別的地震， 根據(jù)地震信息立即向遼寧省政府進行上報， 同時需要通過網(wǎng)絡(luò)、電話、 傳真等信息手段通知領(lǐng)導(dǎo)及應(yīng)急相關(guān)人員。 日常工作主要以24 小時的應(yīng)急值班制度為主， 記錄日常排班及交接班工作、 地震應(yīng)急事件的跟蹤處理、 相關(guān)文件的存儲與查詢以及地震應(yīng)急演練工作等。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展， 自動化辦公及業(yè)務(wù)系統(tǒng)逐漸應(yīng)用在政府辦公中， 傳統(tǒng)的地震應(yīng)急值守存在應(yīng)急效率低， 人工上報信息錯誤率高， 文檔存儲和查找較為繁瑣等問題， 同時隨著人民群眾和政府部門對地震信息的關(guān)注度不斷提高， 值班信息上報時效性和緊迫性的問題也日益凸顯。 由于值班工作業(yè)務(wù)量增多， 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護和更新要求不斷提高， 現(xiàn)有報送地震應(yīng)急值守信息采用手動方式， 會因人員操作疏忽或其它原因容易造成失誤， 因此建立遼寧地震應(yīng)急值守系統(tǒng)勢在必行[8-9]。

2 業(yè)務(wù)內(nèi)容分析

遼寧地震應(yīng)急值守工作主要職責(zé)為24 小時的地震應(yīng)急值班， 負責(zé)的主要業(yè)務(wù)內(nèi)容為：

（1） 上報突發(fā)事件， 對地震突發(fā)事件進行及時報送， 當(dāng)?shù)卣鹗录l(fā)生時， 根據(jù)地震震級判定響應(yīng)級別， 對于達到響應(yīng)級別的地震， 需要立即報送遼寧省政府等相關(guān)部門， 根據(jù)地震信息向遼寧省政務(wù)值班管理系統(tǒng)上報， 按照報送規(guī)定政府首報需要在半個小時內(nèi)完成。

（2） 推送地震信息， 及時通知地震相關(guān)人員及時到崗， 做好電話問詢記錄， 對聯(lián)系人員、單位及問詢內(nèi)容等信息記錄， 保持與上級領(lǐng)導(dǎo)部門聯(lián)絡(luò)暢通， 接聽電話信息和網(wǎng)絡(luò)傳真的信息。

（3） 收集地震災(zāi)情， 根據(jù)地震發(fā)生地點和震級大小、 自動查詢震區(qū)涉及范圍內(nèi)的地震災(zāi)情速報人員， 通過移動終端向災(zāi)情速報人員等發(fā)送災(zāi)情收集請求信息， 實現(xiàn)具有GPS 定位跟蹤等功能， 使得上報的災(zāi)情信息能夠在地圖上進行空間展示。

（4） 匯總應(yīng)急意見， 對重大地震事件進行跟蹤處理， 根據(jù)相關(guān)部門的分析研判， 提出處置建議， 及時總結(jié)和上報事件進展， 完成續(xù)報內(nèi)容的填寫。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計

遼寧地震應(yīng)急值守與災(zāi)情收集系統(tǒng)是根據(jù)遼寧省地震局地震應(yīng)急值守的業(yè)務(wù)流程設(shè)計的，系統(tǒng)自動完成地震應(yīng)急值守內(nèi)容與災(zāi)情收集任務(wù)， 不僅能夠完成地震應(yīng)急要求， 還能滿足日常工作需求。 該系統(tǒng)反應(yīng)迅速、 自動化程度高、技術(shù)支撐和保障全面到位， 能夠達到人機交互、聯(lián)動協(xié)同及結(jié)果準確可靠等目的。

3.1 總體構(gòu)架設(shè)計

該系統(tǒng)由遼寧省政府值守平臺和災(zāi)情收集與展示平臺組成， 在保留原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點的基礎(chǔ)上， 整合現(xiàn)有的應(yīng)急綜合值班系統(tǒng)， 系統(tǒng)整體主要由用戶層、 應(yīng)用層、 服務(wù)層、存儲層和基礎(chǔ)層構(gòu)成， 總體構(gòu)架圖如圖1 所示。用戶是系統(tǒng)服務(wù)的對象， 主要由遼寧省政府值守系統(tǒng)、 地震應(yīng)急工作相關(guān)人員及震區(qū)災(zāi)情收集人員組成。 應(yīng)用層是一個信息的集成環(huán)境，將政府門戶網(wǎng)站、 服務(wù)器信息以及智能終端接收信息等資源進行聚合， 通過統(tǒng)一的訪問入口，實現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)跨數(shù)據(jù)庫、 跨系統(tǒng)平臺的無縫接入和集成， 提供一個支持信息訪問、 傳遞、以及協(xié)作的集成化環(huán)境， 根據(jù)地震綜合值守對象特點和業(yè)務(wù)需求而做的訪問關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息的安全通道和個性化應(yīng)用界面[10-11]。 服務(wù)層是系統(tǒng)的核心部分， 主要由遼寧省政府值守平臺系統(tǒng)和災(zāi)情收集與展示系統(tǒng)構(gòu)成， 服務(wù)層實現(xiàn)這兩大系統(tǒng)應(yīng)用相互通信時完成一系列業(yè)務(wù)處理所需要的服務(wù)。 存儲層主要用于建立、 使用和維護數(shù)據(jù)庫， 用戶對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行維護工作， 達到對系統(tǒng)信息、 應(yīng)用以及運行的服務(wù)。 基礎(chǔ)層是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障， 能夠為整體應(yīng)用系統(tǒng)的全面建設(shè)搭建良好的基礎(chǔ)， 系統(tǒng)的總體構(gòu)架圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig.1 The overall architecture of the system

3.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計

遼寧地震應(yīng)急值守系統(tǒng)功能主要由地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息庫、 地震應(yīng)急綜合值守上報平臺以及災(zāi)情收集與展示平臺組成， 實現(xiàn)地震信息上報、 災(zāi)情信息收集以及數(shù)據(jù)管理等功能。

3.2.1 完善的應(yīng)急數(shù)據(jù)信息庫

遼寧地震應(yīng)急值守系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息庫是實現(xiàn)數(shù)據(jù)對象的定義等操作， 通過門戶系統(tǒng)訪問應(yīng)用系統(tǒng)， 對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行信息查詢和加工等處理， 滿足系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求[12]。 系統(tǒng)首先建立應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫， 對接收到的數(shù)據(jù)信息進行格式化處理， 生成通用的文件格式[13]， 然后將格式化的數(shù)據(jù)和信息上傳至服務(wù)器， 再將相關(guān)數(shù)據(jù)信息推送至指揮人員的移動終端上， 最后對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理， 便于瀏覽、 查詢、 更新、維護等操作， 具體流程如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫處理信息流程圖Fig.2 Flow chart of database processing information

3.2.2 地震應(yīng)急綜合值守上報平臺

地震應(yīng)急綜合值守上報平臺可根據(jù)政務(wù)值班系統(tǒng)的需求， 實現(xiàn)地震信息獲取、 信息處理及信息自動填寫， 從而大幅度提高了地震事件的響應(yīng)速率及地震事件的報送效率[14-15]。 該平臺由手機客戶端、 電腦客戶端和服務(wù)器端組成，系統(tǒng)通過短信接收設(shè)備接收臺網(wǎng)中心發(fā)布的地震短信， 程序獲取地震短信息后， 自動推送內(nèi)容至服務(wù)器， 服務(wù)器將短信內(nèi)容保存到數(shù)據(jù)庫備查， 程序能夠從短信內(nèi)容中分析地震要素信息， 自動填報遼寧省政務(wù)值班管理系統(tǒng)上報內(nèi)容。 系統(tǒng)主要完成的內(nèi)容有通知相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)地震突發(fā)事件， 填寫上報平臺內(nèi)容， 包括地震信息標題、 事件等級、 類型、 經(jīng)緯度、 受傷人數(shù)、死亡人數(shù)、 報送單位、 上報時間、 編輯人、 審核人、 簽發(fā)人、 聯(lián)系電話、 期號等信息， 以及收集的震后災(zāi)情、 震情信息。 地震應(yīng)急值班員需要30 分鐘內(nèi)完成遼寧省地震政府值守報送系統(tǒng)， 并按照要求完成首報及續(xù)報內(nèi)容。

地震綜合值守上報平臺包含地震應(yīng)急喚醒APP 和地震綜合值守報送系統(tǒng)， 其中地震應(yīng)急喚醒APP 系統(tǒng)包含聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、 地震鬧鐘、 歷史地震和系統(tǒng)設(shè)置四個模塊。 聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)模塊能夠查看整個軟件的網(wǎng)絡(luò)連接、 運行狀態(tài)及詳細的網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)。 地震鬧鐘模塊能夠判定地震震級將地震信息自動發(fā)送給相關(guān)人員， 接收者可通過手機客戶端查詢地震信息[16]。 歷史地震模塊能夠在手機上查詢相關(guān)的歷史地震， 主要內(nèi)容為地震三要素信息。 系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是軟件的系統(tǒng)操作， 包括頁面設(shè)置， 登錄退出等功能。地震綜合值守報送系統(tǒng)包含信息接收、 要素提取、 信息填報、 人工校核、 生成文檔、 上報發(fā)送共六個模塊。 信息接收模塊是服務(wù)器端通過短信接收設(shè)備接收地震短信， 并將短信內(nèi)容保存到數(shù)據(jù)庫備查。 要素提取模塊是程序能夠根據(jù)臺網(wǎng)中心發(fā)布的地震短信分析地震要素并進行精準提取。 信息填報模塊是根據(jù)提取出的地震要素信息自動完成遼寧省政務(wù)值班系統(tǒng)值班內(nèi)容的填報。 人工校正模塊是手動上報功能，該模塊可以對自動填報的信息進行核對修正，也可以采用手動的方式進行頁面信息填報。 生成文檔模塊能夠自動將上報的信息編譯成文檔模式， 便于校核和留檔。 上報發(fā)送模塊是將填報完成的信息頁面進行提交發(fā)送， 完成系統(tǒng)整個運行流程。

3.2.3 災(zāi)情收集與展示平臺

災(zāi)情收集與展示系統(tǒng)是通過移動終端的災(zāi)情速報人員上報災(zāi)情信息， 服務(wù)端能夠?qū)Ψ答伝氐恼鹎樾畔⑦M行統(tǒng)計并在地圖上進行空間展示， 大幅度提高災(zāi)情信息收集匯總效率， 為震后提供快速、 有效信息。 該系統(tǒng)由移動端和服務(wù)端組成， 移動端有四個功能模塊， 分別是系統(tǒng)登錄模塊、 災(zāi)情收集模塊、 災(zāi)情上報模塊和系統(tǒng)設(shè)置模塊； 服務(wù)器端有六個功能模塊， 分別是系統(tǒng)登錄模塊、 信息接收模塊、 信息查看模塊、 災(zāi)情分析模塊、 系統(tǒng)展示模塊和用戶管理模塊。

災(zāi)情收集上報手機的移動端采用Android系統(tǒng)， 系統(tǒng)登錄模塊是對訪問者身份進行識別，災(zāi)情上報人通過賬號密碼進行軟件登錄， 防止外部人員隨意獲取相關(guān)信息， 災(zāi)情收集模塊是災(zāi)情速報人員根據(jù)實際情況對地震災(zāi)情進行具體描述， 災(zāi)情上報模塊是將地震事件和災(zāi)情收集數(shù)據(jù)進行提交上傳到服務(wù)器中， 系統(tǒng)設(shè)置模塊是軟件進行系統(tǒng)操作模塊。 災(zāi)情上報展示系統(tǒng)服務(wù)器端采用云服務(wù)器， 該系統(tǒng)通過登錄模塊進行操作， 信息接收模塊對通過手機端上報的災(zāi)情信息進行接收， 識別后將上報信息匯總上傳云端后返回省局指揮中心， 信息查看模塊是對返回的災(zāi)情信息進行判別， 篩選有效信息，災(zāi)情分析模塊是將帶有位置屬性的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計歸類， 系統(tǒng)展示模塊是服務(wù)端將處理過的信息在百度地圖上進行空間展示， 用戶管理模塊是對災(zāi)情上報員進行添加和審核等管理。

4 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)

地震綜合值守上報平臺是基于遼寧省政務(wù)值班系統(tǒng)的需求進行設(shè)計實現(xiàn)的， 是整個平臺重要的信息數(shù)據(jù)輸入口， 填報信息根據(jù)代碼自動填寫完成， 既是應(yīng)急值守系統(tǒng)的意義所在,又是應(yīng)急平臺其它系統(tǒng)的重要接口， 應(yīng)急自動上報界面如圖3 所示。

圖3 應(yīng)急值守自動上報界面Fig.3 Emergency duty automatic report interface

災(zāi)情收集上報APP（移動端） 主要實現(xiàn)基于地理位置的災(zāi)情報送， 即地震發(fā)生后通過手機端APP 進行災(zāi)情上報， 災(zāi)情數(shù)據(jù)可實現(xiàn)直接上傳并在數(shù)據(jù)庫后臺匯總， 災(zāi)情收集信息如圖4 所示。 災(zāi)情上報展示系統(tǒng)主要收集災(zāi)情發(fā)生現(xiàn)場的第一手資料， 匯總展示各地震災(zāi)害信息及管理速報員信息等， 為遼寧地區(qū)災(zāi)情快速評估及救災(zāi)決策提供支持， 上報展示如圖5 所示。該系統(tǒng)現(xiàn)已投入運行階段， 主要應(yīng)用于遼寧省地震應(yīng)急演練當(dāng)中， 在運行過程中效果良好。

圖4 災(zāi)情收集手機端APPFig.4 Mobile APP for disaster information collection

圖5 災(zāi)情收集客戶端Fig.5 Disaster information collection client

5 結(jié)語

本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動推送地震信息、 自動化編輯遼寧省委省政府等政府部門應(yīng)急值守信息報告、 幫助地震應(yīng)急人員快速掌握地震震情和災(zāi)情等信息， 有效的彌補傳統(tǒng)手動方式的種種缺陷。 具體體現(xiàn)在以下幾點：

（1） 總體架構(gòu)實現(xiàn)多平臺多個功能的統(tǒng)一。該系統(tǒng)將遼寧省政府值守平臺和災(zāi)情收集與展示平臺完美結(jié)合， 行程一體化的遼寧應(yīng)急綜合值守響應(yīng)體系， 該系統(tǒng)的建設(shè)極大的提高地震應(yīng)急部門應(yīng)急綜合處置能力。

（2） 系統(tǒng)實現(xiàn)地震震情信息分級響應(yīng)推送。系統(tǒng)根據(jù)地震要素信息， 自動提取需要提醒的地震應(yīng)急相關(guān)人員， 按照遼寧省地震應(yīng)急響應(yīng)級別自動判斷地震信息發(fā)送與接收。

（3） 實現(xiàn)地震應(yīng)急值守信息的自動上報功能。 該系統(tǒng)能夠根據(jù)地震短信自動獲取地震要素信息， 根據(jù)地震響應(yīng)級別自動完成對遼寧省政府部門的地震信息報送。

（4） 實現(xiàn)地震災(zāi)情信息自動收集與展示功能。 地震災(zāi)情速報人員通過移動終端向系統(tǒng)發(fā)送災(zāi)情信息， 服務(wù)端能夠?qū)Ψ答伝氐恼鹎樾畔⑦M行統(tǒng)計并在地圖上進行空間展示， 大幅度提高災(zāi)情信息收集匯總效率， 通過展示系統(tǒng)直觀了解災(zāi)情分布情況， 有助于地震應(yīng)急指揮人員快速掌握地震震情和災(zāi)情信息。