基于智能終端的預警信息實時服務系統設計及應用

姚志平 張健 王洋 謝勇

（吉林省突發事件預警信息發布中心 吉林省長春市 130062）

1 引言

隨著信息技術突飛猛進的發展，人們獲取信息的最要途徑已經從電視、廣播、電腦逐步轉移到移動終端，據國家統計局統計2018年我省移動電話普及率(部/百人)為110.98。同時我省又是我國災害最多發的省份之一，2019年全省共發布各類災害性天氣預警信息13935 條,其中雷電、冰雹和道路冰雪最多，給農業生產、交通安全帶來了不便。為解決預警信息精準靶向發布能力不強、預警信息快速發布技術和機制不完善、預警信息發布系統功能不夠完善等問題，本息系統設計將基于智能終端的預警信息實時服務功能，拓展精準發布渠道，解決預警訂制化服務，讓預警信息更好、更快、更安全服務農業生產和人民安全出行。

2 系統設計

本系統設計以“發布、接收、反饋、評估、展示”為中心，發布：通過推送判定模塊及消息推送模塊可區分不同等級災害預警信息進行推送；通過消息推送模塊進行穩定、高效地發布。接收：通過快速響應抓取模塊可實現對影響區域人員進行發布，避免大范圍無效發布；通過消息推送模塊可實現多種消息展現模式。反饋：通過消息推送模塊返回信息，可了解推送發布覆蓋人群數量，信息展示、點擊次數等，便于后期數據分析及評估；可通過熱力圖等可視化形式展現消息發布情況。評估：根據推送統計模塊產生的信息，可對本系統消息的發布情況進行直觀、有效的評估。此系統設計采用同步調用和異步調用方式，處理各功能模塊之間的數據傳輸關系，具體如圖1所示。

設計框架主要由推送判定模塊、數據標準化模塊、快速響應抓取模塊、用戶地理信息存調模塊、消息推送模塊、推送統計模塊與預警信息發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災害等級、災害類別進行推送范圍、人數、頻次的設定，避免不構成預警發布條件的信息頻繁下發。在接收來自省預警信息發布系統的預警信息后，該模塊將對信息進行推送判斷，而后將滿足發布條件的預警信息流轉至下一模塊。

2.2 數據標準化模塊

該模塊用于將預警信息標準化，便于調取“快速響應抓取模塊”（下簡稱抓取模塊）。在接受來自上一模塊的預警信息后，本模塊將根據預警信息中包含的影響區域信息建立地理圍欄，轉化為抓取模塊所需的標準化格式，隨后以之調用抓取模塊。很多軟件將SQL語句寫在邏輯層，這樣每次執行數據庫操作時都要進行一次SQL的編譯，而存儲過程只需要編譯一次以后就可以直接執行。提高應用程序與數據庫之間傳輸速度，可保證數據的安全性和完整性。數據標準模塊的建立是基于存儲過程在應用程序與數據庫之間的關系，如圖2所示。

2.3 快速響應抓取模塊

圖1：同步調用與異步調用關系

圖2：存儲過程在應用程序與數據庫之間的關系

由于災害的發生具有不確定性，即可能于全省任一時間或地點發生任意次數的災害，為保障短時間內預警事件高頻次發生時系統能夠穩健運行，部署2 臺高速計算服務器，專門用于“快速響應抓取模塊”。當同一時間多個預警事件發生時，為避免產生等待隊列，導致預警信息發布不及時，人民生命財產受到損害等情況，“快速響應抓取模塊”將選取可用服務中最快速的服務器渠道，根據上一模塊提供的災害影響區域數據調用“用戶地理信息存調模塊”獲取災害影響地區用戶信息。每當獲取到用戶信息，本模塊都會將信息傳至“消息推送模塊”，即抓取用戶的動作與推送下發的動作同時進行，保障了預警信息下發時效性。

2.4 用戶地理信息存調模塊

“用戶地理信息存調模塊”用于存儲用戶地理信息數據，為“快速響應抓取模塊”提供數據基礎。當預警信息觸發“用戶地理信息存調模塊”時，該模塊能夠通過索引快速檢索地理區域數據，抓取災害影響區域人員，從而實現快速檢索數據，完成區域人員抓取的目的。

圖3：基于CAP 協議的xml 文件

2.5 消息推送模塊

上一模塊將災害影響區域流轉至該模塊后，該模塊將把預警信息進行處理，并通過篩選推送通道，將預警信息通過推送通道推送至用戶手機上，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 推送通道進行下發，爭分奪秒，力保預警信息以盡可能塊的速度傳達至用戶。該模塊無論推送成功與否，都將返回狀態標識至推送統計模塊，便于了解推送覆蓋情況。此模塊基于CAP 協議設計方式，如圖3所示。

2.6 推送統計模塊

該模塊將收集上一模塊返回的狀態標識，對推送信息以APP通道、是否成功下發、用戶展示、用戶點擊等信息進行統計。

2.7 預警信息發布情況可視化模塊

系統預警信息發布情況可視化界面示意圖，可以直觀地通過觸達人數，消息下發人群用戶畫像，及時了解預警信息發布情況。通過大數據可視化能力，能在預警下發完成后夠快速繪制災害影響區域，并以熱力圖的形式展現該區域預警信息發布情況，從而幫助準確、快速了解災害范圍、發布范圍、發布集中位置、整體發布情況等。預警信息發布情況可視化模塊采用Web Service 服務技術，此種方式在移動端APP 軟件開發中應用較為廣泛，它將B/S 及C/S結構中的服務端所提供的功能集成為Web service 模式，瀏覽器通過HTTP 請求向Web service 發送信息，Web Service 響應后與數據庫底層進行交互完成所請求內容，最后通過XML 的形式將數據返回給瀏覽器。如圖4所示。

3 應用實例

此系統在2019年汛期氣象服務中進行了業務應用，各行業各部門通過接收到的預警信息，進行科學研判，減少了自然災害帶來的損失。案例1：2019年8月15日凌晨零點59 分，龍潭消防救援大隊接到報警，吉林市大口欽鎮受降雨影響，道路被淹，鎮內低洼處居民被困。轄區大隊立即出動兩臺消防車12 名消防隊員趕到現場對被困人員進行施救。 由于暴雨原因，電力癱瘓，消防隊員挨家挨戶搜索，遇到被困群眾及時為其穿好救生衣、做好安全防護。最終，經過半個小時的迅速救援，成功轉移被困群眾5人，疏散12人。案例2:2019年8月13日14 時至15日10 時，當地啟動防汛Ⅱ級應急響應，城區防指全面進入應急應戰狀態。采取全市中小學校停課，停止一切戶外施工作業，組織低洼地帶居住群眾轉移，啟動城區排澇等多項措施。樺甸全市平均降雨量76.3 毫米。截至15日5時，全市共27 座水庫超汛限水位。吉林地區共計提前轉移1158 戶，3433 人。

4 設計展望

4.1 繼續完善系統設計，提高預警信息發布能力

圖4：Web service 服務層級關系

圍繞預警信息發布業務需求，繼續完善省突發事件預警信息發布系統建設，推進與國突平臺數據庫對接，實現預警信息實時同步、精準發布。重點加強靶向發布功能設計，建立綜合研判與精準發布支持子系統，實現預警落區追溯和風險區劃分析。加強預警信息發布核心技術研究，提高預警信息發布質量和發布能力。

4.2 加強新技術應用研究，提高預警信息精準發布效率

實踐離不開檢驗，如何提升預警信息的高效發布能力，減少預警發布過程中不必要的人工處理信息環節，縮減預警發布時間，是省預警中心在本次臺風預警服務過程中面臨的最大的挑戰，只有將預警信息第一時間送達至應急責任單位和應急責任人的手上，才能有效的避免人員傷亡，最大限度地減少和避免突發公共災害給人民群眾帶來的生命財產損失，保護全省人民群眾和社會公共財產。