安徽省预警应急指挥辅助决策系统建设构想

张淑静 苗开超 程天奇 汪 翔

安徽省公共气象服务中心，安徽合肥 230031

1 系统建设的背景与意义

国家应急体系建设“十三五”规划的主要任务中明确提出完善突发事件监测预警服务体系，“完善‘分类管理、分级预警、平台共享、规范发布’的突发事件预警信息发布体系，拓宽预警信息发布渠道，强化针对特定区域、特定人群的精准发布能力，提升预警信息发布的覆盖面、精准度和时效性。”体现了精准、精确和及时的概念[1]。

按照国家应急体系建设“十三五”规划的要求，在充分整合安徽省应急平台建设成果的基础上，开展预警应急指挥辅助决策系统的建设工作，提升突发事件预警信息发布平台的智能化水平，进一步完善安徽省应急平台建设，为突发事件应急救援处置提供有力支撑，使日常预警应急工作更加智能化、高效化，突发事件处置科学化、精准化，最终使平台充分满足应急管理工作的需要，全面提高全省突发事件应急管理水平。

安徽是一个自然灾害易发、多发的地区，干旱、暴雨洪涝、大风、地质灾害和森林火灾等自然灾害频繁发生[2]。各种事故灾难事件、公共卫生事件、社会安全事件也时有发生，每种突发公共事件的发生都对社会经济发展和人民生命财产安全造成了严重威胁。

2017年4月，安徽省发布《安徽省突发事件应急体系建设十三五规划》[3]，规划中明确指出“绘制城市风险一张图，对重大风险源实时监控；推行常态与应急管理相结合的城市网格化管理模式，提高城市综合防灾能力。”由此可见，在突发事件面前，如何高效及时做好应急决策和应急信息发布，是防灾减灾救灾体制中重要的环节。安徽省预警应急指挥辅助决策系统的建设对安徽省应急体系的实施和发展有着重大的社会意义。

2 系统建设构想

2.1 设计策略

基于资源高效利用、数据充分共享、流程集约高效、标准系统完备的要求，按照云端部署，按需定制，多级应用的设计策略开展突发事件预警决策辅助平台的建设，支撑防灾减灾应急决策指挥。根据“云端部署，按需定制，多级应用”的设计策略。

（1）云端部署：需要考虑云计算和系统云化高度集约的系统架构，充分利用云端计算资源有弹性的特性，以满足应急指挥的突发性高并发访问量，保证系统关键时刻不失灵，不失联。

（2）按需定制：需要充分考虑安徽省的实际定制化和本地化需求，既要考虑集约，也要考虑定制，对系统架构和业务逻辑提出了很高的要求。

（3）多级应用：需要考虑跨部门的多级应用需求。充分考虑MasterData和SlaveData的多级应用场景；按大数据的设计思路，有效整合各类数据的多级应用，既涉及到海量静态数据，也有24h不间断的动态物联网信息和人机交互信息，均需要整合到以GIS地理信息和大数据系统为基础的“一张图”上。

2.2 总体设计

（1）预警信息一张图技术：将各种预警信息在一张地图上进行展示分析，为预警信息的精准定向发布提供支撑，为预警后的辅助决策分析提供支撑。

（2）通过信息化手段，采用大数据及虚拟化云平台等新兴技术，创新预警方法，实现预警信息发布的科学性，能够充分利用云计算技术实现系统可扩展性、灵活性和高性能。

（3）考虑到预警数据的高频和海量的特点，本次设计不再采用“关系型数据库+文件目录”的数据存储方式，而将采用“MySQL+NoSQL数据库”的新型存储方式[4]，这将提高海量数据管理能力、访问效率和数据安全性。

从系统逻辑上，系统实现相关成员单位业务人员接入，助力预警决策辅助。

应急指挥决策辅助系统的逻辑架构上分为基础信息图层、监测预报数据、实景图像视频、底层核心框架和实时数据交换总线五大模块。其中，底层核心框架主要包括了地理信息引擎、实时视频网关、大数据中心、数据传输网关、通用警报协议、LBS目标移动定位等功能模块；实时数据交换总线主要实现气象、应急办、交通、卫生、环境、教育、三防等各部门异构数据的接入，如图1所示。

图1 安徽省突发事件预警决策辅助系统数据接入、处理、发布过程

2.3 软件架构

安徽省预警应急指挥辅助决策系统软件架构采用标准的J2EE企业级规范搭建，支持多层体系结构的应用，它通过提供计算环境所必需的各种服务，使部署在J2EE平台上的多层应用可实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。同时采用jQuery页面控制技术、servlet、jsp、spring容器管理、空间数据库[5]。其架构核心层分为web层、业务逻辑层、数据访问层、数据存储层；对外支持信息同步、并提供数据服务[6-8]。

系统利用大数据挖掘分析的思维，将灾害模型与多部门跨行业的信息进行深度融合，利用GIS对象空间数据检索等技术，实现数据的交叉碰撞，形成部门信息联动的网格化研判产品，在应急防灾能够为城市应急防灾减灾决策指挥提供有力的参考[9-10]。系统构建基于WEBGIS系统，采用JAVA语言开发，按照B/S架构实现开放式跨平台云端部署，同时要求根据预警业务现状实现“平应结合”的综合应用[11-12]。

3 系统建设可以实现的主要目标

3.1 实现系统自动监测告警功能

提醒相关部门应急责任人及值班人员注意，为专业预警服务辅助决策提供数据支撑。基于GIS一张图叠加的各行业部门自动监测站点分布、实时监测数据等信息，结合各行业部门发布灾害预警信息标准和承灾体的致灾临界值，设定不同灾害类型、不同预警级别的告警阈值条件，当监测数据指标达到设置阈值时，系统自动通过离线和在线两种方式发出告警。

3.2 实现基于气象实时监测数据和预测预报数据的分时段灾害预警服务推送

基于灾害风险落区分析，结合气象实时监测数据与预测预报数据、系统内置灾害影响预测分析模型等，在灾害性天气来临前，分时段向国土、水利、交通、林业、环保等相关部门推送预警服务信息，具体包括气象实时监测数据、预测预报数据、灾害可能影响范围、持续时间、发展趋势等，辅助灾害相关部门在不同时段及时采取相应、适当的防范措施[13-14]。

3.3 在基于行政区划靶向发布预警信息的基础上，实现基于智能综合研判分析结果

通过手动自定义绘制发布区域或自动对接预设预警区划的方式，靶向精准发布预警信息及预警服务信息，真正实现将预警信息在最短的时间里发送给最需要的人[15]。

3.4 实现基于专业气象数据的事后应急救援支撑服务

支持领导层决策者第一时间掌握灾情现状信息，通过系统协同联动会商功能，分析灾情发展态势，有效、及时、准确指挥调度应急资源，最大程度降低突发事件造成的人员生命及财产损失[16-17]。

4 系统建设可以满足的业务需求

4.1 满足系统可靠性和易用性的要求

通过系统的建立实现与国家突发事件预警信息发布系统的无缝对接，实现上下级的垂直发布，并能够基于该系统实现对信息安全、发送逻辑、预警内容合理性和相关性进行审核。

4.2 保障业务安全稳定运行的迫切需求

实现管理平台到发布手段全流程监控，解决预警信息发布过程中的信息流程对接不畅，安徽省各地现有发布手段与其自建发布平台自成一体，格式固化，无法使用统一的数据格式的问题，满足业务综合展示、实时查询检索的需求。

4.3 提升辅助决策能力的需求

为气象及各委办厅局的领导提供辅助决策统一视图，针对突发事件，实现靶向精准预警，为党委政府决策和人民群众事前全面防灾、事后支撑减灾提供预警信息和辅助决策，实现滤波和任意面圈选的影响分析，包括行政镇、人口、面积、国内生产总值（GDP）等相关信息，提供基于地图的指挥标注工具。

4.4 业务和底层技术分离

随着云计算技术的普及，很多原来需要应用来解决的问题，如数据同步、跨机房的一致性、消息传输等问题可以由PAAS（平台即服务）平台或者云中心来解决。通过PAAS层技术的应用，可以解决很多底层技术问题，使预警业务系统可以专心的处理预警信息业务。

4.5 信息共享的需求

要实现信息的靶向精准发布，就必须对接收设备的状态和位置进行统一管理，在省级可以对这些信息实现全局掌握。考虑到这些信息的频率和数量，传统的关系型数据库很难支撑，引入大数据采集和管理技术非常必要。数据技术的发展为海量数据存储和管理提供了支撑，抽取公共的数据，构建公共的数据服务，形成数据中心，基于SAAS（软件即服务）层的分级授权、多租户技术和开放的接口，可以给各级用户、各类应用提供数据支撑。大数据技术还可以对历史数据进行有效管理，挖掘数据的价值，构建大数据应用和展示。