地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用＊

夏仕安 周冬瑞 韓成成

（安徽省地震局，安徽合肥 230031）

引言

省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)作為地震發(fā)生后的第一處理現(xiàn)場(chǎng)，需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出豐富的數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)品，包括震源參數(shù)、地震初報(bào)與終報(bào)短信、省委省政府震情信息等，并盡可能快速產(chǎn)出相關(guān)地震科學(xué)產(chǎn)品[1]。但因信息來源渠道多，信息上報(bào)與反饋對(duì)象多，工作量大、要求高，目前我國區(qū)域臺(tái)網(wǎng)地震信息服務(wù)產(chǎn)品在種類、時(shí)效性和技術(shù)手段等方面與服務(wù)需求仍存在較大差距，主要體現(xiàn)在地震監(jiān)測(cè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化、可視化呈現(xiàn)能力不夠；震后地震科學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)出能力不足；新媒體應(yīng)用不夠、公共服務(wù)產(chǎn)品不夠豐富等[2]。特別是當(dāng)前臺(tái)網(wǎng)的地震數(shù)據(jù)處理仍嚴(yán)重依賴手工操作，地震數(shù)據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)出存在人工干預(yù)環(huán)節(jié)多、容易出錯(cuò)、操作效率低、缺乏靈活性等問題[3]。

《國家地震科技創(chuàng)新工程》明確指出：構(gòu)建防震減災(zāi)信息 “云+端” 智慧服務(wù)體系。區(qū)域臺(tái)網(wǎng)服務(wù)任務(wù)需求，服務(wù)科技需求，提升公眾服務(wù)，以 “又快又準(zhǔn)” 監(jiān)測(cè)地震活動(dòng)為主要目標(biāo)，產(chǎn)出即時(shí)的地震速報(bào)信息和震后地震應(yīng)急產(chǎn)品，向政府和社會(huì)公眾提供個(gè)性化、精準(zhǔn)化的地震信息服務(wù)，滿足地震應(yīng)急救援決策的要求[1]。因此，需要以問題為導(dǎo)向，聚焦社會(huì)和公眾需求，針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和新媒體技術(shù)傳播特點(diǎn)，研發(fā)并提供各類地震信息服務(wù)新產(chǎn)品，開展地震監(jiān)測(cè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化、可視化呈現(xiàn)，全面提升地震科技創(chuàng)新能力和服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)智慧服務(wù)更透徹的感知，更全面的互聯(lián)，更深入的智能化。因此，在地震發(fā)生后，聚合地震信息，實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警信息、地震自動(dòng)定位信息、地震正式報(bào)信息、人工精定位信息的按需定制、智能管理，滿足地震發(fā)生后，大眾媒體的信息傳播要求，滿足地震應(yīng)急救援決策的要求，實(shí)現(xiàn)地震信息自動(dòng)化、智能化的產(chǎn)出與發(fā)布，就顯得尤為必要。

1 地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)功能

“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 采用C#編程語言，匯集AU 信息、CC/CD 信息、區(qū)域地震預(yù)警信息和人工精定位信息，設(shè)計(jì)開發(fā)針對(duì)政府、公眾、行業(yè)和企業(yè)等不同需求的地震信息服務(wù)智能化解決方案，可發(fā)送短信、推送到網(wǎng)站、生成震情傳真信息并產(chǎn)出地震科學(xué)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)不同用戶群體的地震信息的個(gè)性化和精準(zhǔn)化服務(wù)，以及多種場(chǎng)景下的應(yīng)用交互服務(wù)，達(dá)到地震信息 “智慧服務(wù)” 的目標(biāo)（圖1）。其核心是信息聚合與大數(shù)據(jù)分析，利用新技術(shù)深入挖掘數(shù)據(jù)資源、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度處理，實(shí)現(xiàn)以地震業(yè)務(wù)為驅(qū)動(dòng)、以地震大數(shù)據(jù)資源為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)化、智能化、科學(xué)化數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)出豐富的信息與地震科學(xué)產(chǎn)品，為各級(jí)政府和領(lǐng)導(dǎo)的高效管理、科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支持，為社會(huì)公眾提供秒級(jí)的地震信息服務(wù)。

圖1 地震臺(tái)網(wǎng)智慧信息服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)流程圖Fig.1 Data flow chart of intelligent information service platform of seismic network

1.1 地震信息的聚合與智能分發(fā)

“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 的地震信息聚合與智能分發(fā)引擎通過NetSeis/IP 流服務(wù)協(xié)議訂閱中國地震臺(tái)網(wǎng)中心 “全國地震信息共享平臺(tái)” 地震正式速報(bào)系統(tǒng)、自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)產(chǎn)出的地震自動(dòng)速報(bào)信息（AU）、地震終報(bào)信息（CC/CD）；通過MQTT 協(xié)議訂閱地震預(yù)警系統(tǒng)產(chǎn)出的地震預(yù)警信息（EEW）、安徽臺(tái)網(wǎng)自主研發(fā)的地震自動(dòng)速報(bào)信息，并可動(dòng)態(tài)調(diào)整訂閱主題，支持其他滿足MQTT 協(xié)議軟件的信息接入；對(duì)于震級(jí)較小的地震，通過人工分析產(chǎn)出RES 定位結(jié)果，平臺(tái)解析RES 結(jié)果文件，獲取地震精定位信息、入庫并提交給智慧決策系統(tǒng)。智慧決策系統(tǒng)按照客戶定制模板自動(dòng)生成推送內(nèi)容，并根據(jù)用戶設(shè)置的策略智慧選擇推送對(duì)象，進(jìn)行智能分發(fā)。考慮到信息的誤發(fā)送，平臺(tái)設(shè)置了誤發(fā)信息更正功能，并可根據(jù)用戶需要設(shè)置地震信息發(fā)送的人工確認(rèn)。

“地震信息聚合與智能分發(fā)引擎” 聚合地震信息后，會(huì)在右側(cè)電子地圖上顯示震中附近地理信息。電子地圖采用文件映射方式，實(shí)現(xiàn)海量地圖數(shù)據(jù)的訪問；采用雙緩沖技術(shù)和屏幕坐標(biāo)過濾技術(shù)，提高地圖的繪制速度（圖2）。

圖2 地震信息的聚合與智能分發(fā)Fig.2 Aggregation and intelligent distribution of seismic information

1.2 智慧決策系統(tǒng)

地震信息具有來源多樣化、時(shí)間地點(diǎn)不確定性等特點(diǎn)，不同震級(jí)、不同地點(diǎn)發(fā)生的地震，其對(duì)應(yīng)的發(fā)布對(duì)象與發(fā)布方式也不一樣，這些多樣化、多邊形的數(shù)據(jù)需要一個(gè)統(tǒng)一的調(diào)度中樞進(jìn)行分析處理，這個(gè)調(diào)度中樞就是智慧決策系統(tǒng)（圖3）。智慧決策系統(tǒng)允許用戶針對(duì)不同數(shù)據(jù)來源、不同震級(jí)、不同地點(diǎn)的地震信息創(chuàng)建不同的分發(fā)邏輯，對(duì)聚合而來的地震信息進(jìn)行分析判斷并指導(dǎo)分發(fā)。

圖3 智慧決策系統(tǒng)Fig.3 Intelligent decision system

可以通過地震信息的發(fā)震時(shí)刻、震中位置、經(jīng)緯度、震級(jí)，通訊錄人員的地理位置、身份、所在群組等定制信息發(fā)送對(duì)象，根據(jù)自定義模板定制信息內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)地震信息的智能化、精準(zhǔn)化發(fā)送；設(shè)定預(yù)處理邏輯實(shí)現(xiàn)地震科學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)出內(nèi)容；通過推送邏輯實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站、微信、外部程序的地震信息和地震科學(xué)產(chǎn)品推送。

1.3 地震科學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)出

省級(jí)臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)具有實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)挖掘和空間分析功能，同時(shí)還擁有基于海量大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)檢索功能，從而在地震后很短的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)出多種地震科學(xué)產(chǎn)品（圖4）。通過抓取百度百科關(guān)于行政區(qū)劃的內(nèi)容并做適當(dāng)刪減后，產(chǎn)出震中簡(jiǎn)介；調(diào)用百度地圖調(diào)整比例尺產(chǎn)出震中位置圖、震區(qū)多種分辨率地形圖、震區(qū)醫(yī)院分布圖、震區(qū)學(xué)校分布圖、人口熱力圖、震區(qū)附近城市等（圖5）；結(jié)合歷史地震事件庫產(chǎn)出震區(qū)附近歷史地震及地震類型等。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出內(nèi)容精準(zhǔn)化、信息采集高效化，使用戶能第一時(shí)間了解到震源地的相關(guān)資訊，為地震應(yīng)急救援和應(yīng)急決策黃金救援贏得時(shí)間[4]。

圖4 地震H-t、M-t 及3D 深度分布圖Fig.4 H-t，M-t and 3D depth distribution map of earthquake

圖5 人口熱力圖及震區(qū)附近學(xué)校Fig.5 Population heat map and schools near the seismic area

1.4 智能語音合成

智能語音合成，可以將文字信息轉(zhuǎn)化為流暢動(dòng)聽的聲音進(jìn)行播報(bào)，相當(dāng)于給應(yīng)用裝上了嘴巴。考慮到拓展 “地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 的應(yīng)用場(chǎng)景，提升智慧服務(wù)效果，本平臺(tái)根據(jù)用戶自定義模板，調(diào)用智能語音接口實(shí)現(xiàn)語音合成服務(wù)。用戶可以根據(jù)需要，動(dòng)態(tài)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，使得合成音真實(shí)飽滿、抑揚(yáng)頓挫、富有表現(xiàn)力，從而實(shí)現(xiàn)聽感自然、深度定制地震信息語音播報(bào)。省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)可以在預(yù)警數(shù)據(jù)處理中心、大樓內(nèi)部進(jìn)行局部或全局的語音播報(bào)，有針對(duì)性地向特定對(duì)象實(shí)時(shí)播報(bào)最新的震情信息。

2 系統(tǒng)應(yīng)用及運(yùn)行情況

“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 軟件于2018 年12 月23 日在安徽臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行全網(wǎng)信息發(fā)布測(cè)試并進(jìn)入試運(yùn)行階段。試運(yùn)行期間軟件運(yùn)行穩(wěn)定，于2019 年3 月1 日結(jié)束試運(yùn)行，進(jìn)入正式運(yùn)行階段。“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 的啟用，將地震信息的分發(fā)時(shí)間控制在秒級(jí)范圍內(nèi)，在提高工作效率的同時(shí)，減少了人工處理出錯(cuò)的概率，并能提供精準(zhǔn)化和個(gè)性化的信息發(fā)送與播報(bào)，以及地震科學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)出。截止到2022年6 月30 日，“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 聚合各類地震信息共6687 條，向全局系統(tǒng)發(fā)布地震短信434 次，共計(jì)地震短信347200 余條，在局門戶網(wǎng)站首頁更新各類有影響震情信息64 條，向省委、省政府報(bào)送各類信息20 余次。地震發(fā)生后，省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)作為地震發(fā)生后的第一處理現(xiàn)場(chǎng)，快速產(chǎn)出的人口熱力圖、震區(qū)附近歷史地震及地震類型等為政府和各級(jí)部門的地震應(yīng)急提供了詳實(shí)的第一手資料。

本項(xiàng)目研發(fā)的 “地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地震初報(bào)信息、地震終報(bào)信息的自動(dòng)接收、自動(dòng)篩選、自動(dòng)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)地震信息的按時(shí)、按需、分區(qū)域發(fā)布，地震信息的特色化定制服務(wù)，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的應(yīng)急決策、各部門的應(yīng)急響應(yīng)提供了堅(jiān)實(shí)的保障；實(shí)現(xiàn)了省委、省政府、應(yīng)急管理廳震情傳真的自動(dòng)生成，震中位置EQIM 地圖的顯示、震后M-t圖、人口熱力圖、震中區(qū)域附近歷史地震信息等各類應(yīng)急圖件的快速產(chǎn)出，為各級(jí)政府的后繼處置工作提供了有效支撐。

3 結(jié)束語

“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 在安徽臺(tái)網(wǎng)投入使用后，取代了以往發(fā)送震情信息效率低、易出錯(cuò)的手工編輯發(fā)送模式，平臺(tái)匯集多個(gè)地震信息來源，根據(jù)策略自動(dòng)判定、自動(dòng)發(fā)布信息，大大縮短了地震信息的發(fā)送時(shí)間，提高了工作效率。地震發(fā)生后，“地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)” 產(chǎn)出即時(shí)的地震速報(bào)信息和震后地震應(yīng)急產(chǎn)品，向政府和社會(huì)公眾提供個(gè)性化、精準(zhǔn)化的地震信息服務(wù)，滿足地震應(yīng)急救援決策的要求。下一步，項(xiàng)目組將繼續(xù)聚焦軟件需求，針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和新媒體技術(shù)傳播特點(diǎn)，不斷豐富地震臺(tái)網(wǎng)智慧服務(wù)平臺(tái)的功能，完善地震信息服務(wù)產(chǎn)品，開展地震監(jiān)測(cè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化、可視化呈現(xiàn)，全面提升地震科技創(chuàng)新能力和服務(wù)水平[4]。目前該系統(tǒng)在安徽臺(tái)網(wǎng)已穩(wěn)定運(yùn)行2 年多，后續(xù)將和兄弟省局加強(qiáng)交流并對(duì)軟件進(jìn)行推廣應(yīng)用，軟件提供API 接口，兄弟省局也可以通過API 接口獲取匯集的地震信息并進(jìn)行地震信息的發(fā)布。