濰坊地震監測中心站智慧業務平臺設計與實現

摘要：為提升濰坊地震監測中心站技術支撐和公共服務能力，促進中心站業務轉型和高質量發展，建設中心站智慧業務平臺。平臺使用B/S架構進行設計，基于J2EE進行平臺開發，采用主流技術框架SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）。該平臺涵蓋中心站全資源、全過程、全人員的管理模式，適配集成國家、省級已開發的數據質量、監控運維等平臺系統，具有高效實用、由面到點、一屏管全站等特點。重點實現站網資源管理、設備狀態監控、數據質量監控、地震應急服務、環境視頻監控和人員日常管理等功能，可一鍵產出設備巡檢及數據質量月報、震后應急服務產品等報告報表。該平臺的開發完成，將全面提升中心站的數據資源處理效能、基礎業務信息化水平和市縣公共服務能力。

關鍵詞：智慧業務平臺技術支撐公共服務B/S架構J2EE技術框架SSM

中圖分類號：P315.6

DesignandImplementationofaSmartBusinessPlatformfor

WeifangEarthquakeMonitoringCenterStation

CHIGuominZHAOYingangLIUHailinMAJuanCHAIGuangbinWUJingDINGXin

WeifangEarthquakeMonitoringCenterStationofShandongEarthquakeAgency，Weifang，ShandongProvince，261000China

Abstract：TheobjectiveistoenhancethetechnicalsupportandpublicservicecapabilitiesofWeifangEarthquakeMonitoringCenterStation，promotethetransformationandhigh-qualitydevelopmentofthecenterstation'sbusiness，andbuildasmartbusinessplatformforthecenterstation.TheplatformisdesignedusingtheB/SarchitectureanddevelopedbasedonJ2EE，adoptsthemainstreamtechnologyframeworkSpring+SpringMVC+MyBatis（SSM）.Thisplatformcoversthemanagementmodeofallresources，processes，andpersonnelinthecentralstation，andisadaptedtointegratenationalandprovincial-leveldevelopedplatformsystemsfordataquality，monitoringandoperation，etc.，withthecharacteristicsofhighefficiencyandpracticality，fromsurfacetopoint，andonescreenmanagementoftheentirestation.Itfocusesonimplementingfunctionssuchasstationnetworkresourcemanagement，equipmentstatusmonitoring，dataqualitymonitoring，earthquakeemergencyservices，environmentalvideomonitoring，anddailypersonnelmanagement.Itcangeneratemonthlyreportsonequipmentinspectionanddataquality，aswellaspostearthquakeemergencyserviceproductswithjustoneclick.Thecompletionofthedevelopmentofthisplatformwillcomprehensivelyenhancethedataresourceprocessingefficiency，basicbusinessinformatizationlevel，andpublicservicecapabilitiesofthecentralstation.

KeyWords：Smartbusinessplatform;Technicalsupport;Publicservices;B/Sarchitecture;J2EE;TechnicalframeworkSSM

我國位于世界兩大地震帶——環太平洋地震帶與歐亞地震帶的交會部位，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發育，是一個震災嚴重的國家[1]。《“十四五”國家防震減災規劃》文件要求依托應急管理大數據應用平臺，推進地震信息資源整合與共享，提升地震信息化基礎支撐能力，實現數字技術與地震業務的深度融合和創新發展，構建綜合地震信息共享平臺[2]。本研究結合濰坊地震監測中心站工作實際，充分利用山東省地震局現有業務信息化技術成果，建設中心站轄區內集站網資源管理、設備狀態監控、數據質量監控、地震應急服務、環境視頻監控和人員日常管理等功能于一體的技術系統，可進一步提升中心站地震業務管理水平和應急公共服務能力，同時也可為中心站對外業務交流及宣傳展示提供一個重要窗口。

1系統設計

1.1需求分析

濰坊地震監測中心站成立于2022年1月26日，由原濰坊地震監測中心臺、安丘地震臺、昌邑地震臺整合組建而成[3]。中心站成立后，對綜合業務信息化管理平臺的需求非常迫切。其原因是：一是原有硬件技術系統老化；二是信息化管理軟件缺失；三是地震應急響應服務能力不足。

1.2部署環境

本系統使用B/S架構進行設計，基于J2EE進行平臺開發，采用主流技術框架SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）。具體部署環境詳見表1。用戶環境PC端硬件最低配置要求為CPU：I5-7500、內存：8G、存儲：50Gb；PC端軟件最低配置要求為多瀏覽器適應能力。

1.3系統整體架構設計

本系統主要由6個功能層組成，即運行環境、數據層、業務層、前端、網絡通信層、訪問層（圖1）。

（1）系統主要運行在3種主機環境下：阿里云主機、獨立主機、私有云。

（2）數據層的主要組成是多個云資源存儲池：業務數據庫集群、Mongodb數據庫、Redis數據庫、文件存儲集群。其中，業務數據庫集群主要服務于系統的多個主要業務，如數據匯交、數據治理等。Mongodb數據庫的數據結構為BSON，主要用于web用戶的數據存儲。Redis由C語言編寫，讀寫速度快，用來做分布式鎖。文件存儲集群主要對非結構化數據進行文件形式的存儲[4]。

（3）業務支撐層包含系統各子模塊業務的主要支撐系統，主要有業務服務支撐、安全服務支撐、消息服務支撐、數據服務支撐、數據交換支撐、數據處理支撐。主要使用的技術有SpringBoot2.x、SpringCloud、JDK8、Mybatis、SpringSecurity、JWT。

（4）前端主要使用Vue框架編寫，應用的技術有html5、CSS3、JavaScript、ES6+、AntDesign、vue2.x、vue-Router、node.js、npm/yarn、vue-cli。

（5）網絡通信層是在采用不同體系結構或協議的網絡之間進行互通時，為系統的運行提供協議轉換、路由選擇、數據交換等網絡兼容功能。同時，在運維監控方面，網關層為系統與服務器之間搭建橋梁，即在網關層進行認證和授權[5]。

（6）系統的訪問層即PC和移動設備兩種。不同的設備需要使用不同的技術進行互通，同時要實現功能之間的呼應。

2功能設計

本平臺功能實現主要由以下功能模塊支撐。（1）數據集成模塊。為系統提供集成工具和服務，完成各系統的數據集成、消息集成和服務集成，實現跨網、跨域、異構數據的融合與交互[6]。（2）大數據分析處理模塊。大數據的儲存、計算、分析統一平臺，匯聚各類業務數據，提供各類數據服務，支撐數據分析報告供需對接，發揮平臺化集聚集約效應，建立數據檔案。（3）物聯網數據采集。數據接入平臺是一個高性能分布式數據采集系統，負責從外部系統、設備終端接入傳感類型、文件類型、關系數據庫等類型數據，對物聯數據按照協議需求進行解析。

2.1整體概述與界面設計

通過登錄功能實現登錄智慧業務平臺的操作，導航頁面是4個功能展示大屏和后臺管理入口，點擊后可進入并使用對應功能（見圖2）。

2.2主要功能

2.2.1地震監測信息

地震監測信息大屏頁面實現實時震情可視化。主要功能有實時地震、震中100km范圍歷史地震、半年地震列表、M-T圖、地震類型、地震模擬演練和地震應急產品產出。其中，地震應急產品產出為本部分的核心功能模塊。震后可從省地震局應急服務器上下載各類應急數據產品，同時自動化產出可編輯的震情專報，主要包括地震三要素、震區基本情況、區域構造、監測臺站、歷史震害參考、重點目標信息、儀器運維情況、中心站到達現場情況等，第一時間報送至震中所在地市級應急管理部門和地震工作機構，可用于服務地方黨委政府抗震救災決策。地震模擬演練功能模塊可服務于中心站地震應急桌面推演。上述兩個功能模塊將全面提高中心站的地震應急服務響應能力。

2.2.2數據質量監控

數據質量監控大屏頁可直觀地展示數據質量監控信息。主要功能有地球物理觀測儀器實時數據曲線展示、數據異常告警、地球物理及測震數據質量統計。當地球物理數據出現走直線、大幅度震蕩突跳及臺階變化時，數據異常告警功能可及時發出報警提示，工作人員第一時間核實數據變化原因，確保觀測數據穩定可靠。

2.2.3地震觀測環境

地震觀測環境大屏頁可直觀地展示地震觀測環境信息。該功能模塊接入中心站轄區內全部地球物理及預警臺站視頻監控，可實時查看臺站內部及周邊觀測環境。同時制作中心站及轄區內地球物理一般站VR視頻，用于中心站對外宣傳與展示。

2.2.4設備運行狀態

設備運行狀態大屏頁可直觀地展示各類地震監測設備運行狀態。該功能模塊主要包括設備分類統計、設備實時狀態、異常設備信息、已處理故障原因分類和告警信息列表。當儀器出現中斷時，運維人員可第一時間收到短信通知并做出處置。

2.2.5后臺管理

后臺管理包括站網資源、設備監控、業務管理、推送管理和系統管理等5個功能，子功能模塊詳見表2。

3系統設計特點

3.1先進性

該系統在設計上采用三層結構、Web Service技術，使之在選用平臺、采用技術上具有先進性、前瞻性、擴充性，從而保證建成的網站系統具有良好的穩定性、可擴展性和安全性。

3.2實用性

考慮到要盡量滿足業務功能需求的前提下，又要適應各業務角色的工作特點，該系統做到簡單、實用、人性化，實現了統一身份和資源管理、統一認證、統一內容管理、個性化界面和內容定制。

3.3可靠性

由于該系統用戶群比較復雜，重點考慮在建設平臺上保證系統的可靠性和安全性。系統設計中，應有適量冗余及其他保護措施，平臺和應用軟件具有良好的容接性。

3.4開放性

在系統構架、采用技術、選用平臺方面有較好的開放性。產品選擇上，采用符合開放性要求，遵循國際標準化組織的技術標準，共同構成一個開放的、易擴充的、穩定的、統一軟件的系統。

3.5可維護性

系統設計標準化、規范化，按照分層設計，軟件構件化實現。采用軟件構件化的開發方式：一是系統結構分層，邏輯與數據分離；二是以統一的服務接口規范為核心，使用開放標準；三是構件語意描述形式化。

4軟件測試

4.1功能測試

功能測試從應用運行、頁面展示、數據維護、功能效果等4個方面進行。應用運行正常，測試覆蓋功能均已完成開發，數據維護與功能效果與實測效果一致。

4.2性能測試

4.2.1穩定性測試

系統性能采用JMeter進行測試。JMeter測試環境為：JMeterV4.0，電信100M寬帶。具體測試結果詳見表3。

4.2.2安全性測試

安全性測試對平臺進行SQL注入測試、安全漏洞掃描及鑒權測試。測試工具為Sqli-labs、OpenVAS及人工測試，測試結果符合要求，未發現漏洞。

5結語

濰坊地震監測中心站智慧業務平臺基于B/S架構設計，以J2EE進行平臺開發，采用主流技術框架SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）。該平臺系統的研發，對于提升地震監測中心站的綜合業務能力及對外宣傳展示將起到積極作用，下一步將會對系統進一步完善和優化，在全省范圍內起到示范作用，并在全國范圍內的地震監測中心站推廣應用。

參考文獻

[1]劉玉國，李歡，鄭涵，等.中國活動構造與地震及地質災害的關系研究進展及展望[J].自然災害學報，2022，31（1）：1-14.

[2]吳艷梅，張方浩，曹彥波，等.新發展格局下云南地震應急指揮技術系統發展的機遇與展望[J].城市與減災，2023（1）：33-40.

[3]池國民，李鉑，趙銀剛，等.濰坊地震監測中心站青州3.4級地震應急服務工作探討[J].地震科學進展，2023，53（7）：323-329.

[4]陳玉梅，鄭曉志，朱平，等.廣東臺風報文采集與主動推送系統設計與實現[J].廣東氣象，2024，46（2）：77-80.

[5]張冬.基于廣電IP網絡的智慧業務云平臺設計[J].廣播電視網絡，2024，31（4）：29-31.

[6]胡曉玲.基于多網界面融合技術的智能交互控制系統及應用[J].電子技術與軟件工程，2021（24）：20-22.