基于智能终端的预警信息实时服务系统设计及应用

姚志平 张健 王洋 谢勇

（吉林省突发事件预警信息发布中心 吉林省长春市 130062）

1 引言

随着信息技术突飞猛进的发展，人们获取信息的最要途径已经从电视、广播、电脑逐步转移到移动终端，据国家统计局统计2018年我省移动电话普及率(部/百人)为110.98。同时我省又是我国灾害最多发的省份之一，2019年全省共发布各类灾害性天气预警信息13935 条,其中雷电、冰雹和道路冰雪最多，给农业生产、交通安全带来了不便。为解决预警信息精准靶向发布能力不强、预警信息快速发布技术和机制不完善、预警信息发布系统功能不够完善等问题，本息系统设计将基于智能终端的预警信息实时服务功能，拓展精准发布渠道，解决预警订制化服务，让预警信息更好、更快、更安全服务农业生产和人民安全出行。

2 系统设计

本系统设计以“发布、接收、反馈、评估、展示”为中心，发布：通过推送判定模块及消息推送模块可区分不同等级灾害预警信息进行推送；通过消息推送模块进行稳定、高效地发布。接收：通过快速响应抓取模块可实现对影响区域人员进行发布，避免大范围无效发布；通过消息推送模块可实现多种消息展现模式。反馈：通过消息推送模块返回信息，可了解推送发布覆盖人群数量，信息展示、点击次数等，便于后期数据分析及评估；可通过热力图等可视化形式展现消息发布情况。评估：根据推送统计模块产生的信息，可对本系统消息的发布情况进行直观、有效的评估。此系统设计采用同步调用和异步调用方式，处理各功能模块之间的数据传输关系，具体如图1所示。

设计框架主要由推送判定模块、数据标准化模块、快速响应抓取模块、用户地理信息存调模块、消息推送模块、推送统计模块与预警信息发布情况可视化展示模块组成。

2.1 推送判定模块

推送判定模块用于根据灾害等级、灾害类别进行推送范围、人数、频次的设定，避免不构成预警发布条件的信息频繁下发。在接收来自省预警信息发布系统的预警信息后，该模块将对信息进行推送判断，而后将满足发布条件的预警信息流转至下一模块。

2.2 数据标准化模块

该模块用于将预警信息标准化，便于调取“快速响应抓取模块”（下简称抓取模块）。在接受来自上一模块的预警信息后，本模块将根据预警信息中包含的影响区域信息建立地理围栏，转化为抓取模块所需的标准化格式，随后以之调用抓取模块。很多软件将SQL语句写在逻辑层，这样每次执行数据库操作时都要进行一次SQL的编译，而存储过程只需要编译一次以后就可以直接执行。提高应用程序与数据库之间传输速度，可保证数据的安全性和完整性。数据标准模块的建立是基于存储过程在应用程序与数据库之间的关系，如图2所示。

2.3 快速响应抓取模块

图1：同步调用与异步调用关系

图2：存储过程在应用程序与数据库之间的关系

由于灾害的发生具有不确定性，即可能于全省任一时间或地点发生任意次数的灾害，为保障短时间内预警事件高频次发生时系统能够稳健运行，部署2 台高速计算服务器，专门用于“快速响应抓取模块”。当同一时间多个预警事件发生时，为避免产生等待队列，导致预警信息发布不及时，人民生命财产受到损害等情况，“快速响应抓取模块”将选取可用服务中最快速的服务器渠道，根据上一模块提供的灾害影响区域数据调用“用户地理信息存调模块”获取灾害影响地区用户信息。每当获取到用户信息，本模块都会将信息传至“消息推送模块”，即抓取用户的动作与推送下发的动作同时进行，保障了预警信息下发时效性。

2.4 用户地理信息存调模块

“用户地理信息存调模块”用于存储用户地理信息数据，为“快速响应抓取模块”提供数据基础。当预警信息触发“用户地理信息存调模块”时，该模块能够通过索引快速检索地理区域数据，抓取灾害影响区域人员，从而实现快速检索数据，完成区域人员抓取的目的。

图3：基于CAP 协议的xml 文件

2.5 消息推送模块

上一模块将灾害影响区域流转至该模块后，该模块将把预警信息进行处理，并通过筛选推送通道，将预警信息通过推送通道推送至用户手机上，并以通知栏或弹窗的形式展示。推送模块将智能选取速度最快的APP 推送通道进行下发，争分夺秒，力保预警信息以尽可能块的速度传达至用户。该模块无论推送成功与否，都将返回状态标识至推送统计模块，便于了解推送覆盖情况。此模块基于CAP 协议设计方式，如图3所示。

2.6 推送统计模块

该模块将收集上一模块返回的状态标识，对推送信息以APP通道、是否成功下发、用户展示、用户点击等信息进行统计。

2.7 预警信息发布情况可视化模块

系统预警信息发布情况可视化界面示意图，可以直观地通过触达人数，消息下发人群用户画像，及时了解预警信息发布情况。通过大数据可视化能力，能在预警下发完成后够快速绘制灾害影响区域，并以热力图的形式展现该区域预警信息发布情况，从而帮助准确、快速了解灾害范围、发布范围、发布集中位置、整体发布情况等。预警信息发布情况可视化模块采用Web Service 服务技术，此种方式在移动端APP 软件开发中应用较为广泛，它将B/S 及C/S结构中的服务端所提供的功能集成为Web service 模式，浏览器通过HTTP 请求向Web service 发送信息，Web Service 响应后与数据库底层进行交互完成所请求内容，最后通过XML 的形式将数据返回给浏览器。如图4所示。

3 应用实例

此系统在2019年汛期气象服务中进行了业务应用，各行业各部门通过接收到的预警信息，进行科学研判，减少了自然灾害带来的损失。案例1：2019年8月15日凌晨零点59 分，龙潭消防救援大队接到报警，吉林市大口钦镇受降雨影响，道路被淹，镇内低洼处居民被困。辖区大队立即出动两台消防车12 名消防队员赶到现场对被困人员进行施救。 由于暴雨原因，电力瘫痪，消防队员挨家挨户搜索，遇到被困群众及时为其穿好救生衣、做好安全防护。最终，经过半个小时的迅速救援，成功转移被困群众5人，疏散12人。案例2:2019年8月13日14 时至15日10 时，当地启动防汛Ⅱ级应急响应，城区防指全面进入应急应战状态。采取全市中小学校停课，停止一切户外施工作业，组织低洼地带居住群众转移，启动城区排涝等多项措施。桦甸全市平均降雨量76.3 毫米。截至15日5时，全市共27 座水库超汛限水位。吉林地区共计提前转移1158 户，3433 人。

4 设计展望

4.1 继续完善系统设计，提高预警信息发布能力

图4：Web service 服务层级关系

围绕预警信息发布业务需求，继续完善省突发事件预警信息发布系统建设，推进与国突平台数据库对接，实现预警信息实时同步、精准发布。重点加强靶向发布功能设计，建立综合研判与精准发布支持子系统，实现预警落区追溯和风险区划分析。加强预警信息发布核心技术研究，提高预警信息发布质量和发布能力。

4.2 加强新技术应用研究，提高预警信息精准发布效率

实践离不开检验，如何提升预警信息的高效发布能力，减少预警发布过程中不必要的人工处理信息环节，缩减预警发布时间，是省预警中心在本次台风预警服务过程中面临的最大的挑战，只有将预警信息第一时间送达至应急责任单位和应急责任人的手上，才能有效的避免人员伤亡，最大限度地减少和避免突发公共灾害给人民群众带来的生命财产损失，保护全省人民群众和社会公共财产。