張淑靜 苗開超 程天奇 汪 翔

安徽省公共氣象服務(wù)中心，安徽合肥 230031

1 系統(tǒng)建設(shè)的背景與意義

國家應(yīng)急體系建設(shè)“十三五”規(guī)劃的主要任務(wù)中明確提出完善突發(fā)事件監(jiān)測預(yù)警服務(wù)體系，“完善‘分類管理、分級預(yù)警、平臺共享、規(guī)范發(fā)布’的突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布體系，拓寬預(yù)警信息發(fā)布渠道，強(qiáng)化針對特定區(qū)域、特定人群的精準(zhǔn)發(fā)布能力，提升預(yù)警信息發(fā)布的覆蓋面、精準(zhǔn)度和時(shí)效性。”體現(xiàn)了精準(zhǔn)、精確和及時(shí)的概念[1]。

按照國家應(yīng)急體系建設(shè)“十三五”規(guī)劃的要求，在充分整合安徽省應(yīng)急平臺建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，開展預(yù)警應(yīng)急指揮輔助決策系統(tǒng)的建設(shè)工作，提升突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布平臺的智能化水平，進(jìn)一步完善安徽省應(yīng)急平臺建設(shè)，為突發(fā)事件應(yīng)急救援處置提供有力支撐，使日常預(yù)警應(yīng)急工作更加智能化、高效化，突發(fā)事件處置科學(xué)化、精準(zhǔn)化，最終使平臺充分滿足應(yīng)急管理工作的需要，全面提高全省突發(fā)事件應(yīng)急管理水平。

安徽是一個(gè)自然災(zāi)害易發(fā)、多發(fā)的地區(qū)，干旱、暴雨洪澇、大風(fēng)、地質(zhì)災(zāi)害和森林火災(zāi)等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生[2]。各種事故災(zāi)難事件、公共衛(wèi)生事件、社會(huì)安全事件也時(shí)有發(fā)生，每種突發(fā)公共事件的發(fā)生都對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。

2017年4月，安徽省發(fā)布《安徽省突發(fā)事件應(yīng)急體系建設(shè)十三五規(guī)劃》[3]，規(guī)劃中明確指出“繪制城市風(fēng)險(xiǎn)一張圖，對重大風(fēng)險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控；推行常態(tài)與應(yīng)急管理相結(jié)合的城市網(wǎng)格化管理模式，提高城市綜合防災(zāi)能力?！庇纱丝梢?，在突發(fā)事件面前，如何高效及時(shí)做好應(yīng)急決策和應(yīng)急信息發(fā)布，是防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體制中重要的環(huán)節(jié)。安徽省預(yù)警應(yīng)急指揮輔助決策系統(tǒng)的建設(shè)對安徽省應(yīng)急體系的實(shí)施和發(fā)展有著重大的社會(huì)意義。

2 系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)想

2.1 設(shè)計(jì)策略

基于資源高效利用、數(shù)據(jù)充分共享、流程集約高效、標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)完備的要求，按照云端部署，按需定制，多級應(yīng)用的設(shè)計(jì)策略開展突發(fā)事件預(yù)警決策輔助平臺的建設(shè)，支撐防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急決策指揮。根據(jù)“云端部署，按需定制，多級應(yīng)用”的設(shè)計(jì)策略。

（1）云端部署：需要考慮云計(jì)算和系統(tǒng)云化高度集約的系統(tǒng)架構(gòu)，充分利用云端計(jì)算資源有彈性的特性，以滿足應(yīng)急指揮的突發(fā)性高并發(fā)訪問量，保證系統(tǒng)關(guān)鍵時(shí)刻不失靈，不失聯(lián)。

（2）按需定制：需要充分考慮安徽省的實(shí)際定制化和本地化需求，既要考慮集約，也要考慮定制，對系統(tǒng)架構(gòu)和業(yè)務(wù)邏輯提出了很高的要求。

（3）多級應(yīng)用：需要考慮跨部門的多級應(yīng)用需求。充分考慮MasterData和SlaveData的多級應(yīng)用場景；按大數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)思路，有效整合各類數(shù)據(jù)的多級應(yīng)用，既涉及到海量靜態(tài)數(shù)據(jù)，也有24h不間斷的動(dòng)態(tài)物聯(lián)網(wǎng)信息和人機(jī)交互信息，均需要整合到以GIS地理信息和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的“一張圖”上。

2.2 總體設(shè)計(jì)

（1）預(yù)警信息一張圖技術(shù)：將各種預(yù)警信息在一張地圖上進(jìn)行展示分析，為預(yù)警信息的精準(zhǔn)定向發(fā)布提供支撐，為預(yù)警后的輔助決策分析提供支撐。

（2）通過信息化手段，采用大數(shù)據(jù)及虛擬化云平臺等新興技術(shù)，創(chuàng)新預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息發(fā)布的科學(xué)性，能夠充分利用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可擴(kuò)展性、靈活性和高性能。

（3）考慮到預(yù)警數(shù)據(jù)的高頻和海量的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)不再采用“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫+文件目錄”的數(shù)據(jù)存儲方式，而將采用“MySQL+NoSQL數(shù)據(jù)庫”的新型存儲方式[4]，這將提高海量數(shù)據(jù)管理能力、訪問效率和數(shù)據(jù)安全性。

從系統(tǒng)邏輯上，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)成員單位業(yè)務(wù)人員接入，助力預(yù)警決策輔助。

應(yīng)急指揮決策輔助系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)上分為基礎(chǔ)信息圖層、監(jiān)測預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、實(shí)景圖像視頻、底層核心框架和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換總線五大模塊。其中，底層核心框架主要包括了地理信息引擎、實(shí)時(shí)視頻網(wǎng)關(guān)、大數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)關(guān)、通用警報(bào)協(xié)議、LBS目標(biāo)移動(dòng)定位等功能模塊；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換總線主要實(shí)現(xiàn)氣象、應(yīng)急辦、交通、衛(wèi)生、環(huán)境、教育、三防等各部門異構(gòu)數(shù)據(jù)的接入，如圖1所示。

圖1 安徽省突發(fā)事件預(yù)警決策輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入、處理、發(fā)布過程

2.3 軟件架構(gòu)

安徽省預(yù)警應(yīng)急指揮輔助決策系統(tǒng)軟件架構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)的J2EE企業(yè)級規(guī)范搭建，支持多層體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，它通過提供計(jì)算環(huán)境所必需的各種服務(wù)，使部署在J2EE平臺上的多層應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)高可用性、安全性、可擴(kuò)展性和可靠性。同時(shí)采用jQuery頁面控制技術(shù)、servlet、jsp、spring容器管理、空間數(shù)據(jù)庫[5]。其架構(gòu)核心層分為web層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層、數(shù)據(jù)存儲層；對外支持信息同步、并提供數(shù)據(jù)服務(wù)[6-8]。

系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)挖掘分析的思維，將災(zāi)害模型與多部門跨行業(yè)的信息進(jìn)行深度融合，利用GIS對象空間數(shù)據(jù)檢索等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交叉碰撞，形成部門信息聯(lián)動(dòng)的網(wǎng)格化研判產(chǎn)品，在應(yīng)急防災(zāi)能夠?yàn)槌鞘袘?yīng)急防災(zāi)減災(zāi)決策指揮提供有力的參考[9-10]。系統(tǒng)構(gòu)建基于WEBGIS系統(tǒng)，采用JAVA語言開發(fā)，按照B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)開放式跨平臺云端部署，同時(shí)要求根據(jù)預(yù)警業(yè)務(wù)現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)“平應(yīng)結(jié)合”的綜合應(yīng)用[11-12]。

3 系統(tǒng)建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)

3.1 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測告警功能

提醒相關(guān)部門應(yīng)急責(zé)任人及值班人員注意，為專業(yè)預(yù)警服務(wù)輔助決策提供數(shù)據(jù)支撐?；贕IS一張圖疊加的各行業(yè)部門自動(dòng)監(jiān)測站點(diǎn)分布、實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息，結(jié)合各行業(yè)部門發(fā)布災(zāi)害預(yù)警信息標(biāo)準(zhǔn)和承災(zāi)體的致災(zāi)臨界值，設(shè)定不同災(zāi)害類型、不同預(yù)警級別的告警閾值條件，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)置閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)通過離線和在線兩種方式發(fā)出告警。

3.2 實(shí)現(xiàn)基于氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和預(yù)測預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的分時(shí)段災(zāi)害預(yù)警服務(wù)推送

基于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)落區(qū)分析，結(jié)合氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)內(nèi)置災(zāi)害影響預(yù)測分析模型等，在災(zāi)害性天氣來臨前，分時(shí)段向國土、水利、交通、林業(yè)、環(huán)保等相關(guān)部門推送預(yù)警服務(wù)信息，具體包括氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)測預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、災(zāi)害可能影響范圍、持續(xù)時(shí)間、發(fā)展趨勢等，輔助災(zāi)害相關(guān)部門在不同時(shí)段及時(shí)采取相應(yīng)、適當(dāng)?shù)姆婪洞胧13-14]。

3.3 在基于行政區(qū)劃靶向發(fā)布預(yù)警信息的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)基于智能綜合研判分析結(jié)果

通過手動(dòng)自定義繪制發(fā)布區(qū)域或自動(dòng)對接預(yù)設(shè)預(yù)警區(qū)劃的方式，靶向精準(zhǔn)發(fā)布預(yù)警信息及預(yù)警服務(wù)信息，真正實(shí)現(xiàn)將預(yù)警信息在最短的時(shí)間里發(fā)送給最需要的人[15]。

3.4 實(shí)現(xiàn)基于專業(yè)氣象數(shù)據(jù)的事后應(yīng)急救援支撐服務(wù)

支持領(lǐng)導(dǎo)層決策者第一時(shí)間掌握災(zāi)情現(xiàn)狀信息，通過系統(tǒng)協(xié)同聯(lián)動(dòng)會(huì)商功能，分析災(zāi)情發(fā)展態(tài)勢，有效、及時(shí)、準(zhǔn)確指揮調(diào)度應(yīng)急資源，最大程度降低突發(fā)事件造成的人員生命及財(cái)產(chǎn)損失[16-17]。

4 系統(tǒng)建設(shè)可以滿足的業(yè)務(wù)需求

4.1 滿足系統(tǒng)可靠性和易用性的要求

通過系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)與國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的無縫對接，實(shí)現(xiàn)上下級的垂直發(fā)布，并能夠基于該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對信息安全、發(fā)送邏輯、預(yù)警內(nèi)容合理性和相關(guān)性進(jìn)行審核。

4.2 保障業(yè)務(wù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的迫切需求

實(shí)現(xiàn)管理平臺到發(fā)布手段全流程監(jiān)控，解決預(yù)警信息發(fā)布過程中的信息流程對接不暢，安徽省各地現(xiàn)有發(fā)布手段與其自建發(fā)布平臺自成一體，格式固化，無法使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式的問題，滿足業(yè)務(wù)綜合展示、實(shí)時(shí)查詢檢索的需求。

4.3 提升輔助決策能力的需求

為氣象及各委辦廳局的領(lǐng)導(dǎo)提供輔助決策統(tǒng)一視圖，針對突發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)靶向精準(zhǔn)預(yù)警，為黨委政府決策和人民群眾事前全面防災(zāi)、事后支撐減災(zāi)提供預(yù)警信息和輔助決策，實(shí)現(xiàn)濾波和任意面圈選的影響分析，包括行政鎮(zhèn)、人口、面積、國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）等相關(guān)信息，提供基于地圖的指揮標(biāo)注工具。

4.4 業(yè)務(wù)和底層技術(shù)分離

隨著云計(jì)算技術(shù)的普及，很多原來需要應(yīng)用來解決的問題，如數(shù)據(jù)同步、跨機(jī)房的一致性、消息傳輸?shù)葐栴}可以由PAAS（平臺即服務(wù)）平臺或者云中心來解決。通過PAAS層技術(shù)的應(yīng)用，可以解決很多底層技術(shù)問題，使預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以專心的處理預(yù)警信息業(yè)務(wù)。

4.5 信息共享的需求

要實(shí)現(xiàn)信息的靶向精準(zhǔn)發(fā)布，就必須對接收設(shè)備的狀態(tài)和位置進(jìn)行統(tǒng)一管理，在省級可以對這些信息實(shí)現(xiàn)全局掌握?？紤]到這些信息的頻率和數(shù)量，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫很難支撐，引入大數(shù)據(jù)采集和管理技術(shù)非常必要。數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為海量數(shù)據(jù)存儲和管理提供了支撐，抽取公共的數(shù)據(jù)，構(gòu)建公共的數(shù)據(jù)服務(wù)，形成數(shù)據(jù)中心，基于SAAS（軟件即服務(wù)）層的分級授權(quán)、多租戶技術(shù)和開放的接口，可以給各級用戶、各類應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)用和展示。