遼寧省地震應急值守和災情收集系統設計

張文靜， 李 瑩， 惠 楊， 國 艷

（遼寧省地震局， 遼寧 沈陽 110034）

0 引言

地震作為突發性自然災害， 由于其不可預測性， 往往會造成巨大的社會經濟損失和人員傷亡， 由于我國處于環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， 所以中國是地震災害最嚴重的國家之一。近年來， 地震造成的傷亡人數巨大， 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急救援的首要目標。 地震發生后， 快速、有針對性的地震響應對應急救援工作至關重要。因此， 震后災情快速上報與收集能夠為應急救援決策提供科學依據， 這成為地震應急相關技術部門亟需解決的問題之一。

地震突發事件發生后， 當地政府及相關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， 根據震區的災情信息， 及時開展科學的救援工作。 王琛等[1]基于12322 平臺設計了地震應急災情速報系統， 該系統能夠在震后迅速完成災情信息的收發與數據處理工作， 并能夠實時直觀地展示已上報的災情信息。 張方浩等[2]利用互聯網收集的災情信息， 進行分類編碼及反演分析， 與實際調查地區進行對比。 賈寧[3]設計和開發了基于智能手機的地震災情信息上報系統， 根據上報流程發送至服務器中。 隨著地震數字化技術的不斷發展， 本系統將遼寧省政務值班系統與災情收集系統統一到一個平臺上， 建立健全的值班值守工作制度， 明確值班值守工作職責任務和規范處置程序， 確保值班人員熟悉設備使用和工作流程及業務技能， 全面提升遼寧省地震事件應對和處置能力[4-7]。

1 需求分析

應急值守是政府部門應急管理系統的重要組成部分， 應急工作具有突發性、 不確定性和社會性等特點。 應急值守人員需要24 小時進行應急值班， 當地震事件發生時， 值班人員首先進行快速響應， 根據地震震級判定響應級別，對于達到響應級別的地震， 根據地震信息立即向遼寧省政府進行上報， 同時需要通過網絡、電話、 傳真等信息手段通知領導及應急相關人員。 日常工作主要以24 小時的應急值班制度為主， 記錄日常排班及交接班工作、 地震應急事件的跟蹤處理、 相關文件的存儲與查詢以及地震應急演練工作等。

隨著科學技術的飛速發展， 自動化辦公及業務系統逐漸應用在政府辦公中， 傳統的地震應急值守存在應急效率低， 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。 由于值班工作業務量增多， 基礎數據的維護和更新要求不斷提高， 現有報送地震應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急值守系統勢在必行[8-9]。

2 業務內容分析

遼寧地震應急值守工作主要職責為24 小時的地震應急值班， 負責的主要業務內容為：

（1） 上報突發事件， 對地震突發事件進行及時報送， 當地震事件發生時， 根據地震震級判定響應級別， 對于達到響應級別的地震， 需要立即報送遼寧省政府等相關部門， 根據地震信息向遼寧省政務值班管理系統上報， 按照報送規定政府首報需要在半個小時內完成。

（2） 推送地震信息， 及時通知地震相關人員及時到崗， 做好電話問詢記錄， 對聯系人員、單位及問詢內容等信息記錄， 保持與上級領導部門聯絡暢通， 接聽電話信息和網絡傳真的信息。

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

（4） 匯總應急意見， 對重大地震事件進行跟蹤處理， 根據相關部門的分析研判， 提出處置建議， 及時總結和上報事件進展， 完成續報內容的填寫。

3 系統總體設計

遼寧地震應急值守與災情收集系統是根據遼寧省地震局地震應急值守的業務流程設計的，系統自動完成地震應急值守內容與災情收集任務， 不僅能夠完成地震應急要求， 還能滿足日常工作需求。 該系統反應迅速、 自動化程度高、技術支撐和保障全面到位， 能夠達到人機交互、聯動協同及結果準確可靠等目的。

3.1 總體構架設計

該系統由遼寧省政府值守平臺和災情收集與展示平臺組成， 在保留原有業務系統的優勢和特點的基礎上， 整合現有的應急綜合值班系統， 系統整體主要由用戶層、 應用層、 服務層、存儲層和基礎層構成， 總體構架圖如圖1 所示。用戶是系統服務的對象， 主要由遼寧省政府值守系統、 地震應急工作相關人員及震區災情收集人員組成。 應用層是一個信息的集成環境，將政府門戶網站、 服務器信息以及智能終端接收信息等資源進行聚合， 通過統一的訪問入口，實現各種應用系統跨數據庫、 跨系統平臺的無縫接入和集成， 提供一個支持信息訪問、 傳遞、以及協作的集成化環境， 根據地震綜合值守對象特點和業務需求而做的訪問關鍵業務信息的安全通道和個性化應用界面[10-11]。 服務層是系統的核心部分， 主要由遼寧省政府值守平臺系統和災情收集與展示系統構成， 服務層實現這兩大系統應用相互通信時完成一系列業務處理所需要的服務。 存儲層主要用于建立、 使用和維護數據庫， 用戶對基礎數據庫中的數據進行維護工作， 達到對系統信息、 應用以及運行的服務。 基礎層是整個系統的基礎保障， 能夠為整體應用系統的全面建設搭建良好的基礎， 系統的總體構架圖如圖1 所示。

圖1 系統總體架構圖Fig.1 The overall architecture of the system

3.2 系統主要功能設計

遼寧地震應急值守系統功能主要由地震應急基礎數據信息庫、 地震應急綜合值守上報平臺以及災情收集與展示平臺組成， 實現地震信息上報、 災情信息收集以及數據管理等功能。

3.2.1 完善的應急數據信息庫

遼寧地震應急值守系統數據信息庫是實現數據對象的定義等操作， 通過門戶系統訪問應用系統， 對數據庫中的數據進行信息查詢和加工等處理， 滿足系統的數據需求[12]。 系統首先建立應急基礎數據庫， 對接收到的數據信息進行格式化處理， 生成通用的文件格式[13]， 然后將格式化的數據和信息上傳至服務器， 再將相關數據信息推送至指揮人員的移動終端上， 最后對數據進行統一管理， 便于瀏覽、 查詢、 更新、維護等操作， 具體流程如圖2 所示。

圖2 數據庫處理信息流程圖Fig.2 Flow chart of database processing information

3.2.2 地震應急綜合值守上報平臺

地震應急綜合值守上報平臺可根據政務值班系統的需求， 實現地震信息獲取、 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、 電腦客戶端和服務器端組成，系統通過短信接收設備接收臺網中心發布的地震短信， 程序獲取地震短信息后， 自動推送內容至服務器， 服務器將短信內容保存到數據庫備查， 程序能夠從短信內容中分析地震要素信息， 自動填報遼寧省政務值班管理系統上報內容。 系統主要完成的內容有通知相關領導地震突發事件， 填寫上報平臺內容， 包括地震信息標題、 事件等級、 類型、 經緯度、 受傷人數、死亡人數、 報送單位、 上報時間、 編輯人、 審核人、 簽發人、 聯系電話、 期號等信息， 以及收集的震后災情、 震情信息。 地震應急值班員需要30 分鐘內完成遼寧省地震政府值守報送系統， 并按照要求完成首報及續報內容。

地震綜合值守上報平臺包含地震應急喚醒APP 和地震綜合值守報送系統， 其中地震應急喚醒APP 系統包含聯網狀態、 地震鬧鐘、 歷史地震和系統設置四個模塊。 聯網狀態模塊能夠查看整個軟件的網絡連接、 運行狀態及詳細的網絡信息數據。 地震鬧鐘模塊能夠判定地震震級將地震信息自動發送給相關人員， 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的歷史地震， 主要內容為地震三要素信息。 系統設置模塊主要是軟件的系統操作， 包括頁面設置， 登錄退出等功能。地震綜合值守報送系統包含信息接收、 要素提取、 信息填報、 人工校核、 生成文檔、 上報發送共六個模塊。 信息接收模塊是服務器端通過短信接收設備接收地震短信， 并將短信內容保存到數據庫備查。 要素提取模塊是程序能夠根據臺網中心發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提取出的地震要素信息自動完成遼寧省政務值班系統值班內容的填報。 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。 上報發送模塊是將填報完成的信息頁面進行提交發送， 完成系統整個運行流程。

3.2.3 災情收集與展示平臺

災情收集與展示系統是通過移動終端的災情速報人員上報災情信息， 服務端能夠對反饋回的震情信息進行統計并在地圖上進行空間展示， 大幅度提高災情信息收集匯總效率， 為震后提供快速、 有效信息。 該系統由移動端和服務端組成， 移動端有四個功能模塊， 分別是系統登錄模塊、 災情收集模塊、 災情上報模塊和系統設置模塊； 服務器端有六個功能模塊， 分別是系統登錄模塊、 信息接收模塊、 信息查看模塊、 災情分析模塊、 系統展示模塊和用戶管理模塊。

災情收集上報手機的移動端采用Android系統， 系統登錄模塊是對訪問者身份進行識別，災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信息， 災情收集模塊是災情速報人員根據實際情況對地震災情進行具體描述， 災情上報模塊是將地震事件和災情收集數據進行提交上傳到服務器中， 系統設置模塊是軟件進行系統操作模塊。 災情上報展示系統服務器端采用云服務器， 該系統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情信息進行判別， 篩選有效信息，災情分析模塊是將帶有位置屬性的數據進行統計歸類， 系統展示模塊是服務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情上報員進行添加和審核等管理。

4 系統主要功能實現

地震綜合值守上報平臺是基于遼寧省政務值班系統的需求進行設計實現的， 是整個平臺重要的信息數據輸入口， 填報信息根據代碼自動填寫完成， 既是應急值守系統的意義所在,又是應急平臺其它系統的重要接口， 應急自動上報界面如圖3 所示。

圖3 應急值守自動上報界面Fig.3 Emergency duty automatic report interface

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

圖4 災情收集手機端APPFig.4 Mobile APP for disaster information collection

圖5 災情收集客戶端Fig.5 Disaster information collection client

5 結語

本系統能夠實現自動推送地震信息、 自動化編輯遼寧省委省政府等政府部門應急值守信息報告、 幫助地震應急人員快速掌握地震震情和災情等信息， 有效的彌補傳統手動方式的種種缺陷。 具體體現在以下幾點：

（1） 總體架構實現多平臺多個功能的統一。該系統將遼寧省政府值守平臺和災情收集與展示平臺完美結合， 行程一體化的遼寧應急綜合值守響應體系， 該系統的建設極大的提高地震應急部門應急綜合處置能力。

（2） 系統實現地震震情信息分級響應推送。系統根據地震要素信息， 自動提取需要提醒的地震應急相關人員， 按照遼寧省地震應急響應級別自動判斷地震信息發送與接收。

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

（4） 實現地震災情信息自動收集與展示功能。 地震災情速報人員通過移動終端向系統發送災情信息， 服務端能夠對反饋回的震情信息進行統計并在地圖上進行空間展示， 大幅度提高災情信息收集匯總效率， 通過展示系統直觀了解災情分布情況， 有助于地震應急指揮人員快速掌握地震震情和災情信息。