基于微信小程序的地震災(zāi)情信息收集與處置系統(tǒng)研究

韓貞輝 王斐斐 樊華

引言

破壞性地震發(fā)生后，如何快速準(zhǔn)確地獲取地震災(zāi)情信息，影響著政府的救援行動(dòng)，也是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。2007年10月中國(guó)地震局申請(qǐng)了“12322”號(hào)碼作為防震減災(zāi)公益服務(wù)熱線，并在全國(guó)推廣使用，河南省地震局立即響應(yīng)號(hào)召開(kāi)通12322熱線，使群眾能夠在震后通過(guò)撥打熱線獲取相關(guān)災(zāi)情信息。除此之外，河南省地震局現(xiàn)有的地震災(zāi)情獲取手段還有12322短信平臺(tái)、“應(yīng)急通”災(zāi)情上報(bào)系統(tǒng)App。但這些手段被動(dòng)等待人員上報(bào)，時(shí)效性較低，嚴(yán)重影響了震后災(zāi)情處置效率。實(shí)踐表明，主動(dòng)向?yàn)?zāi)情速報(bào)員撥打電話可以快速獲取災(zāi)情信息。目前河南省地震局已建立了多達(dá)3萬(wàn)多人的災(zāi)情速報(bào)網(wǎng)絡(luò)，并利用點(diǎn)抽稀方法建立了6000多人的災(zāi)情速報(bào)骨干網(wǎng)（王斐斐等，2019），成為震后黑箱期獲取地震災(zāi)情的主要渠道之一。

但此種方法也存在一定的弊端，不僅需要人工撥打，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且是以紙質(zhì)地圖為基礎(chǔ)選取震中所在區(qū)域的災(zāi)情速報(bào)員，無(wú)法得知該災(zāi)情速報(bào)員與震中的準(zhǔn)確位置。無(wú)法完全滿足地震應(yīng)急工作對(duì)災(zāi)情快速獲取的工作要求。

隨著信息技術(shù)高速發(fā)展，在大眾信息化、移動(dòng)互聯(lián)化的生活習(xí)慣趨勢(shì)下，微信小程序以其占用內(nèi)存小、開(kāi)發(fā)框架簡(jiǎn)單、無(wú)須下載安裝、便于后期維護(hù)升級(jí)、在iOS和安卓系統(tǒng)手機(jī)上同時(shí)運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)，在氣象、水利、林業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用（陳靜嫻，2020；胡寒冰，2019；何瑞娜等，2020；李查瑋等，2020；原世偉等，2016），在地震行業(yè)領(lǐng)域也開(kāi)展了初步應(yīng)用（王琛等，2018；肖本夫等，2020），但在地震災(zāi)情收集與處置方面總體應(yīng)用還比較少。

基于此，本文設(shè)計(jì)一套基于微信小程序的地震災(zāi)情信息收集與處置系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“災(zāi)情速報(bào)小程序”），以期能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)災(zāi)情速報(bào)骨干網(wǎng)人員的空間化有效管理，為災(zāi)情調(diào)查組工作人員自動(dòng)分配調(diào)查任務(wù)并通過(guò)手機(jī)端實(shí)時(shí)填報(bào)災(zāi)情，從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)情信息的自動(dòng)快速匯總展示，產(chǎn)出災(zāi)情報(bào)告，為河南省防震抗震指揮部提供決策支持和便捷化服務(wù)。該系統(tǒng)可用于河南等小震、弱震省份開(kāi)展真實(shí)地震應(yīng)急或應(yīng)急演練工作，在一定程度上提高災(zāi)情信息處置效率。

微信小程序開(kāi)發(fā)框架

本文所設(shè)計(jì)的地震災(zāi)情信息收集與處置系統(tǒng)的小程序部分，采用MINA開(kāi)發(fā)框架，該框架通過(guò)封裝微信客戶端提供的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、任務(wù)管理、數(shù)據(jù)安全等基礎(chǔ)功能，對(duì)上層提供一整套JavaScript API，有效使用了微信客戶端提供的各種基礎(chǔ)功能，快速構(gòu)建應(yīng)用。框架分為視圖層和邏輯層，視圖層和邏輯層通過(guò)系統(tǒng)層JS Bridage進(jìn)行業(yè)務(wù)處理（圖1）；并通過(guò)數(shù)據(jù)綁定和事件響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)交互（鄭鋒等，2021）。

圖1 微信小程序MINA框架示意圖

由于小程序渲染和邏輯分離的運(yùn)行機(jī)制與傳統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)存在差異，所以無(wú)法使用傳統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)的開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，為此采用微信小程序自身開(kāi)發(fā)工具IDE進(jìn)行開(kāi)發(fā)調(diào)試，從而實(shí)現(xiàn)小程序的代碼開(kāi)發(fā)、 編譯運(yùn)行、 界面和邏輯調(diào)試、 真機(jī)預(yù)覽和提交發(fā)布版本等功能。

地震災(zāi)情信息收集與處置系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)功能整體結(jié)構(gòu)

地震災(zāi)情信息收集與處置系統(tǒng)主要依托微信小程序運(yùn)行。系統(tǒng)功能主要分為首頁(yè)、災(zāi)情速報(bào)、我的3個(gè)模塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

（二）系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

第一時(shí)間獲取災(zāi)情，是震后應(yīng)急工作的重中之重，因此災(zāi)情速報(bào)模塊是本平臺(tái)設(shè)計(jì)的核心模塊。根據(jù)震后需要及時(shí)收集災(zāi)情速報(bào)員所在位置災(zāi)情信息的工作需求，設(shè)計(jì)了急速上報(bào)子模塊，用于實(shí)現(xiàn)基于地理位置實(shí)時(shí)上報(bào)災(zāi)情或代災(zāi)情速報(bào)員上報(bào)災(zāi)情；為了快速圈定震中影響范圍內(nèi)災(zāi)情速報(bào)員信息，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了預(yù)估評(píng)判子模塊，能夠在震后及時(shí)獲得震中地震影響范圍，判定災(zāi)情速報(bào)員與震中的距離，為地震災(zāi)情調(diào)查人員合理分配撥打電話任務(wù)提供了重要依據(jù)；隨著災(zāi)情信息的不斷收集，需要將收集到的災(zāi)情信息以行政區(qū)為單元進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，并產(chǎn)出震后有感范圍圖和災(zāi)情報(bào)告，為地震應(yīng)急指揮人員提供重要的輔助決策支持，以此需求為依據(jù)，設(shè)計(jì)了匯總統(tǒng)計(jì)子模塊。

同時(shí)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了以騰訊地圖為工作臺(tái)，實(shí)時(shí)展現(xiàn)災(zāi)情速報(bào)人員位置信息、地震事件和斷裂帶等數(shù)據(jù)的首頁(yè)功能模塊。另一方面，為了保障用戶登錄安全和滿足在震后第一時(shí)間快速添加地震事件的工作需求設(shè)計(jì)了我的功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)添加地震、用戶登錄、權(quán)限管理、日志記錄功能，用于提高系統(tǒng)的安全性和完整性。

1.首頁(yè)模塊

首頁(yè)設(shè)置了6個(gè)功能按鍵的入口，分別為地圖首頁(yè)、地圖切換、手機(jī)定位、災(zāi)情速報(bào)人員分布、斷裂帶分布和地震事件分布。該模塊采用微信小程序地圖組件，實(shí)現(xiàn)了加載騰訊地圖平臺(tái)的電子地圖和衛(wèi)星影像、地圖縮放、平移等地圖的基本操作；設(shè)計(jì)了地圖圖層控制功能，系統(tǒng)將分圖層顯示地震事件、人員分布、斷裂帶分布和街景圖等數(shù)據(jù)，可在界面直接點(diǎn)擊想要瀏覽的圖層；調(diào)用微信小程序?qū)崟r(shí)定位API，實(shí)現(xiàn)地圖用戶定位與地圖跳轉(zhuǎn)功能。用戶只需要在首次登錄時(shí)，授權(quán)獲取開(kāi)放數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，以后每次打開(kāi)小程序都可以調(diào)出用戶數(shù)據(jù)。

2.災(zāi)情速報(bào)模塊

災(zāi)情速報(bào)模塊是本系統(tǒng)的核心模塊。采用原生的列表組件顯示近期地震災(zāi)情基本信息，如地震級(jí)別、發(fā)生時(shí)間、發(fā)生地點(diǎn)、震源深度等，針對(duì)列表中的單條記錄可對(duì)災(zāi)情信息進(jìn)行急速上報(bào)、預(yù)估評(píng)判、統(tǒng)計(jì)分析等功能操作。

該模塊的急速上報(bào)子功能引用小程序表單組件，自動(dòng)拾取設(shè)備位置或地圖選取位置，自動(dòng)解析地址填入表單作為上報(bào)地址。點(diǎn)擊災(zāi)情速報(bào)頁(yè)面急速上報(bào)按鈕，可進(jìn)入急速上報(bào)界面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將災(zāi)情基本信息代入，同時(shí)上報(bào)人員可填寫(xiě)上報(bào)類型、有感程度、受災(zāi)人口等災(zāi)情信息。

該模塊預(yù)估評(píng)判子功能采用地圖組件顯示地震位置、附近斷裂帶、預(yù)估有感范圍、涉及災(zāi)情上報(bào)人員等信息。點(diǎn)擊災(zāi)情速報(bào)首頁(yè)的單條災(zāi)情記錄預(yù)估評(píng)判按鈕，可進(jìn)入預(yù)估評(píng)判頁(yè)面，系統(tǒng)將分區(qū)顯示震中影響范圍內(nèi)災(zāi)情速報(bào)員所在區(qū)域以及災(zāi)情的詳細(xì)信息；點(diǎn)擊地圖區(qū)域中的對(duì)應(yīng)人員圖標(biāo)，可實(shí)時(shí)顯示人員基本信息，同時(shí)可對(duì)人員實(shí)現(xiàn)通知管理和代為上報(bào)功能，即能夠調(diào)用撥號(hào)盤(pán)一鍵撥打聯(lián)系電話通知上報(bào)，或代填上報(bào)信息表單。

該模塊的匯總統(tǒng)計(jì)子功能采用地圖組件顯示地震災(zāi)情影響范圍，依據(jù)上報(bào)信息分別以不同的顏色繪制顯示極災(zāi)、受災(zāi)和有感范圍，以列表按鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯總各類受災(zāi)人員人數(shù)信息，采用docx報(bào)告模板進(jìn)行數(shù)據(jù)填充與下載分享。點(diǎn)擊災(zāi)情速報(bào)首頁(yè)單條災(zāi)情記錄匯總統(tǒng)計(jì)功能按鈕，進(jìn)入到災(zāi)情統(tǒng)計(jì)匯總頁(yè)面，可對(duì)地震災(zāi)情損失情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)包含導(dǎo)出首報(bào)續(xù)報(bào)功能；點(diǎn)擊首報(bào)，即可導(dǎo)出災(zāi)情首報(bào)內(nèi)容；點(diǎn)擊續(xù)報(bào)，即可導(dǎo)出災(zāi)情續(xù)報(bào)內(nèi)容。

3.我的模塊

我的模塊包括微信關(guān)聯(lián)登錄驗(yàn)證、個(gè)人信息查看、新增災(zāi)情等功能。在用戶首次打開(kāi)小程序時(shí)，需要以手機(jī)號(hào)和驗(yàn)證碼方式驗(yàn)證用戶為災(zāi)情速報(bào)員，同時(shí)關(guān)聯(lián)并存儲(chǔ)用戶微信的唯一識(shí)別碼，支持后續(xù)打開(kāi)小程序免認(rèn)證快速登錄。

點(diǎn)擊小程序菜單欄我的菜單按鈕，可進(jìn)入到我的信息頁(yè)面，頁(yè)面包含我的信息、登錄記錄、上報(bào)歷史、新增災(zāi)情等功能模塊；點(diǎn)擊上報(bào)歷史按鈕，進(jìn)入到當(dāng)前用戶上報(bào)災(zāi)情歷史列表頁(yè)面；點(diǎn)擊單條記錄的詳情按鈕，即可查看上報(bào)災(zāi)情的詳細(xì)信息；點(diǎn)擊新增災(zāi)情按鈕，進(jìn)入新增災(zāi)情頁(yè)面，可添加新的地震信息開(kāi)展災(zāi)情收集或地震演練。

其中，新增災(zāi)情功能以表單方式錄入地震信息，并可實(shí)現(xiàn)地圖選點(diǎn)作為地震位置；可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板的短信文本進(jìn)行解析，快速添加地震記錄。

地震災(zāi)情信息收集與處置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地震信息收集與處置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用前后端分離的架構(gòu)，前端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的展現(xiàn)與用戶交互，后端負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，前后端通過(guò)應(yīng)用程序接口進(jìn)行交互。借助微信開(kāi)發(fā)者工具，將Nginx作為Web服務(wù)器，PostgreSQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，部署到阿里云服務(wù)器上。

圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

前端選擇微信小程序平臺(tái)是因?yàn)槲⑿判〕绦蚰芎芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)App的弊端，包括應(yīng)用下載安裝復(fù)雜、賬號(hào)注冊(cè)煩瑣、分享傳播不便等，而且還可以跨平臺(tái)使用，對(duì)于用戶有著輕量、便捷、流暢的體驗(yàn)，對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)具有靈活、可靠和高效等優(yōu)勢(shì)（董傲通等，2019；栗琳等，2021）。WXML語(yǔ)言類似于傳統(tǒng)Web前端開(kāi)發(fā)語(yǔ)言HTML，可用來(lái)搭建小程序界面組件結(jié)構(gòu)；WXSS語(yǔ)言類似于CSS語(yǔ)言，可以用來(lái)定義界面組件的樣式；小程序的業(yè)務(wù)功能通過(guò)JavaScript語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)。

后 端 采 用MCV（Model-Cotroller-View）模 式，Model代表數(shù)據(jù)模型，可以用來(lái)定義業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯，View代表界面組件，Controller負(fù)責(zé)具體業(yè)務(wù)的控制。前端和后端通過(guò)HTTP協(xié)議進(jìn)行JSON格式的數(shù)據(jù)傳輸，前端和后端可以靈活地選用各自的技術(shù)棧，達(dá)到前后端解耦的目的。該模式利用開(kāi)發(fā)人員的分工合作，可實(shí)現(xiàn)前后端同時(shí)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，前端大量代碼可以組件化，后端提供的接口一次開(kāi)發(fā)，多種前端平臺(tái)共用，大幅提升了開(kāi)發(fā)效率。

（二）系統(tǒng)應(yīng)用

由于河南近期沒(méi)有發(fā)生過(guò)地震，本研究選擇模擬演練的形式來(lái)檢驗(yàn)小程序的功能。本文假設(shè)2022年3月9日23時(shí)8分，在河南省鄭州市中牟縣（北緯34.78°，東經(jīng)113.95°）發(fā)生5.2級(jí)地震，震源深度10km。

首先在“我的”模塊中，選擇新增災(zāi)情功能，輸入地震三要素，經(jīng)緯度和地址信息也可以通過(guò)騰訊地圖手動(dòng)選取，點(diǎn)確認(rèn)災(zāi)情，開(kāi)始地震演練；此后在首頁(yè)模塊就可以查看本次地震的位置信息，并且在災(zāi)情速報(bào)模塊上就有了本次地震事件的列表（圖4）。

圖4 地震事件確定（演練）

選擇該地震事件后，點(diǎn)預(yù)估評(píng)判功能，就會(huì)自動(dòng)顯示本次地震的地震影響范圍，并按照四象限把震區(qū)范圍內(nèi)的地震災(zāi)情速報(bào)員信息顯示出來(lái)（圖5），然后點(diǎn)擊該速報(bào)員的名字，可以自動(dòng)撥打電話詢問(wèn)災(zāi)情并代為上報(bào)災(zāi)情信息，也可以由災(zāi)情速報(bào)員自行填報(bào)災(zāi)情信息。

圖5 災(zāi)情預(yù)估評(píng)判和災(zāi)情上報(bào)

最后可以通過(guò)匯總統(tǒng)計(jì)模塊，分時(shí)段顯示本次地震的災(zāi)情情況，并導(dǎo)出相應(yīng)的報(bào)告（圖6）。

圖6 災(zāi)情統(tǒng)計(jì)及簡(jiǎn)報(bào)生成

結(jié)語(yǔ)

本研究以微信小程序?yàn)檩d體，結(jié)合地震災(zāi)情信息收集的業(yè)務(wù)需求，開(kāi)發(fā)了災(zāi)情收集與處置系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)震后快速獲取災(zāi)情信息，自動(dòng)化評(píng)估影響范圍、選取范圍內(nèi)速報(bào)人員，并進(jìn)行任務(wù)分配，實(shí)時(shí)繪制地震有感范圍圖，統(tǒng)計(jì)受災(zāi)情況，自動(dòng)生成震后有感范圍圖和災(zāi)情報(bào)告。

經(jīng)過(guò)測(cè)試運(yùn)行，該系統(tǒng)能夠有效提升震后地震災(zāi)情收集效率，可用于滿足河南及鄰區(qū)小震、弱震較多情況下的地震應(yīng)急工作需求，能夠在省、市、縣地震應(yīng)急或開(kāi)展地震演練時(shí)提高災(zāi)情處置效率，對(duì)于其他應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)也具有一定的技術(shù)參考價(jià)值。