湖南省突发事件预警信息发布业务平台的设计思路及关键技术研究

罗红梅 郭海峰 朱国强

摘要 从当前国家级和湖南省级突发事件预警信息发布系统应用现状与存在的问题出发，简单介绍了湖南省突发事件预警信息发布系统立足于“整合现有资源，创新预警方法”总体目标，较详细地介绍了系统本着操作简单、高效率、高可用性、高可扩展性等总体设计思路与系统采用的现有成熟的计算机关键技术及应用，其设计思路及采用的计算机关键技术对其他省突发预警信息发表系统建设和业务推广均具有一定的借鉴作用。

关键词 突发事件;预警信息;设计思路;关键技术

中图分类号：P409;P429 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2019）04-057-05

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.04.023

Abstract Based on the current application status and existing problems of the national and Hunan provincial emergency early warning information release system，the general goal of Hunan province，city and county emergency systems based on "integrating existing resources and innovating early warning methods" was briefly introduced. The general design ideas of the system such as simple operation，intelligent，safe and stable，easy to expand and easy to transplant，and the existing mature computer key technologies and applications adopted by the system were introduced in detail. Its design ideas and computer key technologies used in other provinces，cities and counties across the country for better business promotion and construction had a certain reference role.

Key words   Emergency events;Early warning information;Design ideas;Key technologies

国家突发公共事件预警信息发布系统是《“十一五”期间国家突发公共事件应急体系建设规划》提出的重点建设项目之一，是国家突发公共事件应急体系建设的重要组成部分，也是国务院应急指挥平台唯一的突发公共事件预警信息发布系统，该系统为社会发布与传播包括自然灾害、安全事件、公共卫生事件与事故灾害四大类突发事件信息。

由于气象部门在突发预警信息发布中具备较好的工作与业务基础，多年来积累储备了一定的业务经验，在气象灾害预警信息发布中成效显著。2013年，由国务院牵头，中国气象局具体承建，民政、安监、卫生、公安、水利、国土资源、地震、海洋、农业、林业、环保、交通等25个相关部门共同参与建立了国家突发事件预警信息发布平台。2015年国家突发事件预警信息发布系统安装部署到全国31省上线运行。3年来，中国初步建成以“12379”为品牌的权威突发事件预警信息发布系统，涉及到15个防灾减灾部门，71类预警信息的发布，形成了包括12379网站、12379手机短信息、12379微信与微博及12379声讯电话等发布渠道。国家突发系统建成后，全国各省开始启动省级突发事件预警信息发布平台的建设。

2015年10月，湖南省政府赋予湖南省气象局承担湖南省省级突发事件预警信息发布平台的建设，2016年11月，湖南省级突发预警信息发布平台建成，平台已实现13种发布渠道，包括手机短信、声讯、大喇叭、显示屏、网站、电视广播、微博微信、北斗卫星等可传播预警信息，接入省级预案单位24家，并投入业务运行。2017年1月，按照时任省长杜家毫“整合现有资源，创新预警方法”的要求，湖南省政府启动市县突发事件预警信息发布平台的建设，将突发事件预警信息发布工作延伸至湖南全省，真正实现“省、市2级部署，县、乡镇、村3级应用”的目标。

近年来，全国各省突发预警信息发布平台推广与应用过程中，逐渐暴露了“目标大”与“落地难”等问题，主要表现在预案单位具有特色的实际预警信息发布业务需求与突发事件预警信息发布业务平台提供标准化服务功能的不匹配，社会发布渠道与突发事件预警信息发布业务平台无缝对接难，突发事件预警信息发布业务平台在除气象部门外的其他预案单位业务化应用程度不高，突发事件预警信息发布业务平台中的数据同步问题等。据统计，2017年全国突发事件预警信息发布业务平台气象灾害预警发布率为95%，其他突发预警信息发布率较低，为5%;出现本应在“第一声音，权威发布”的突发事件预警信息发布业务平台发布而未及时发布的现象。笔者认为导致该问题的主要原因有：气象灾害信息在突发预警信息中占据的比例高，据统計，自然灾害在四大类突发事件预警信息中占75%，其中气象灾害在自然灾害中占90%以上;突发系统涉及面广，软件、硬件、气象专网、电子政务网、系统接口、值班人员操作熟练程度等，任意环节出现问题都将影响预警信息发布平台稳定运行;已有发布平台的预案单位值班人员习惯操作本部门的发布平台，不愿意使用突发系统等原因。

该项目立足于“整合现有资源，创新预警方法”，本着系统操作简单、高效率、高可用性、高可扩展性等原则，采用目前最先进成熟的通用计算机技术，整体上对湖南省突发事件预警信息发布平台进行规划与设计，有效避免平台间的技术壁垒，较好地实现国家、省、市、县之间数据的同步传输与备案、业务平台的无缝对接。

1 平台设计思路

1.1 总体体系架构

该体系架构详细规划了湖南省市县级突发事件预警信息发布业务平台项目建设内容。系统采用四横两纵层次架构体系，确保平台安全可靠与稳定运行，实现一体化业务管理，形成一体化业务体系。“四横”自下而上依次是信息采集平台和基础支撑系统、预警信息管理平台、信息分发系统和信息发布渠道系统;“两纵”分别是法规与标准规范、安全保障系统等结构组成（图1）。

1.1.1 法规与标准规范 主要提供平台建成后的运行保障、考核管理、扩展应用等规范和技术标准，包括预警数据处理流程与接口格式、预警传输协议规范、预警信息发布管理办法，预案单位接入管理办法、发布资源整合办法、业务运行管理办法、平台建设管理规定等。

1.1.2 安全保障系统 从技术与制度2个维度保障平台的安全与稳定运行。通过技术建设保证物理、网络、通信、主机、应用及数据的安全;通过制度建设保障平台的规范稳定运行。

1.1.3 信息采集平台与基础支撑平台   主要包括计算机网络、通信及数据交换与共享平台、预警发布场所、预警信息视频分发平台、主机存储平台及应用支撑软件等。

1.1.4 预警信息管理平台 主要包括预警应用平台及数据库平台两大部分。该部分为核心展示层与操作层面。

1.1.5 信息分发系统 主要包括预警信息分发处理、预警产品制作与转换、第三方接口的建设等内容。通过该层实现外界系统或对接单位与市县级突发平台的信息交换与处理。

1.1.6 信息发布渠道系统 主要包括手机短信、声讯、大喇叭、电子显示屏、网站、电视、广播、微博、微信、北斗卫星、传真、电子邮件等13种发布渠道的建设。

1.2 总体功能架构

该系统总体功能架构详细描述了湖南省市县级突发事件预警信息发布业务平台的主要功能模块与主要子系统。湖南省突发事件预警信息发布业务平台由省级已建突发平台子系统和市、县级突发平台两大部分组成，各子系统既可独立运行，又可移植复用。省级突发平台主要包括预警信息管理子系统、信息分发子系统及发布渠道子系统。市、县级突发平台主要包括基础软件运行环境、全省统一集中建设（市县应用共享建设及市县发布渠道共享建设）和市县本地化扩展建设（基础运行环境扩展建设、工作场所建议建设、安全保障系统扩展建设及软件扩展建设）。

1.3 总体设计思路

1.3.1 以需求为导向，优化加载页面，简化操作流程 2017年，《国家突发事件应急体系建设“十三五”规划》（国办发[2017]2号）明确提出建设国家突发事件预警信息发布能力提升工程，主要内容包括改造一期传统IT架构，实现2级部署、6级应用。突发系统纵向涉及国家、省、市、县、乡镇、村6级用户，横向涵盖6级不同预案单位。每级用户、预案单位业务需求不同，因此进行业务平台模块设计时，必须充分考虑用户角色、用户权限及模块功能。用户角色一般可按照管理员、操作员2个级别进行设计，管理员具有增加、删除、修改和查看系统所有模块的权限，如增加、删除和修改发布策略、预警类型、预警用户、预案单位、发布渠道、通用接口等权限;操作员主要具有预警信息发布、预警信息发布情况统计查询、业务平台监控等权限。每个管理员与操作员账号所赋予的权限与所在单位和所属级别、行政区划相关联。一般情况，管理员只能管理本单位服务的预警用户、预警发布策略、本单位建设的发布渠道等权限，操作员只能统计本单位发布的预警信息，向本单位服务对象发布预警信息。以需求为导向，通过系统初始化配置，用户页面界限清晰，业务流程操作简单。

1.3.2 以策略为依据，信息自动加载，实现系统高效率 根据《中华人民共和国突发事件应对法》，预警级别按照突发事件发生的紧急程度、发展事态和可能造成的危害程度分为1级、2级、3级和4级，分别对应红、橙、黄、蓝4种颜色，每级预警信息均有详细的内容及防御措施。突发预警发布策略包括突发预警信息发布内容、发布对象、发布优先级及需发布的渠道。预案单位可根据本单位将发布的突发预警信息制定突发预警文本模版，设置每级预警信息的发布对象与范围。突发平台提供发布策略导入、增加、修改或删除功能，提供突发预警信息对应发布对象、发布范围及发布渠道的绑定功能，系统初始化时，通过人工智能绑定。用户发布预警信息时，只需输入最少预警信息，如预警类型、级别及影响范围，系统自动加载发布策略，包括发布渠道、短信加载对象、发布的优先级等，实现平台自动化，有效提高发布效率。

1.3.3 采用全流程监控，通过手机短信報告故障信息，确保平台高可用性 突发预警平台实现软件系统预警发布业务的全流程监控，包括发布业务、备案业务、渠道分发业务等，同时也实现对硬件信息的故障、状态信息监控。一旦出现故障后，第一时间用短信方式和系统界面提醒方式，迅速告知值班人员，提醒值班人员及时采取处理措施，并生成系统日志。例如当网络中断或通信运营商短信发布网关出现问题时，值班WEB页面弹出错误提示，网络链接线变成红色，网络LOG不停闪烁，并以短信提醒预警值班员。当CPU出现问题故障，系统会自动以短信形式提醒预警值班员，并根据情况，判定是否开通、申请权限，利用上级突发系统进行预警业务发布。

1.3.4 研发通用标准接口，实现系统间的自动对接，提高系统高可扩展性 湖南突发预警信息发布业务平台按照“整合社会资源，创新预警发布”的总体指导思想进行建设，目前省级突发系统已实现与13种发布手段、与国家突发系统、气象部门主要业务系统的无缝对接，平台设计时，扩展性良好的通用接口是系统对接的核心技术内容。平台的接口包括：①硬件设备接口（如扫描仪接口、指纹扫描接口及UKey接口），该类接口主要调用第三方公司提供的通用接口。②与外部系统间接口，主要是用于第三方调用，为第三方提供预警或者消息的发送接口，并提供全渠道的发送预警信息的能力，做到全程留根，全过程记录，方便后续对数据同步与传输的追溯和跟踪。第三方调用接口成功之后，直接进入发布渠道并进行发布预警信息。③系统内部接口，主要包括发布渠道对接接口，实现与第三方发布渠道的对接，将预警或者消息推送给第三方，并接收第三方返回的预警或消息的任务反馈信息。设计研发的推送接口或第三方调用接口输入参数主要包括FTP账号、FTP密码、信息数据（主要CAP报文件）;输出参数主要是FTP账号、FTP密码、上传结果。

2 关键技术及实现

2.1 以J2EE为核心技术

J2EE具有移植性好、开放性优良、平台成熟度高、众多厂商支持的特点，是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共同的标准及规格，让各种依循J2EE架构的不同平台之间存在良好的兼容性，解决过去企业后端使用的信息产品彼此之间无法兼容，企业内部或外部难以互通的窘境。J2EE使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据它们所在的层分布在不同的机器上，J2EE体系机构分为4层，分别是客户层、WEB层、业务层和EIS层。其中客户层运行在客户端机器上，WEB层、业务层运行在J2EE服务器上，EIS层运行在数据库服务器上。突发事件预警信息发布业务平台是涉及面广、非常复杂的平台。该平台以J2EE为核心技术，基于J2EE的体系结构开发的WEB服务，完全基于4层次体系结构设计，体系结构见图3。

2.2 采用基于CAP协议的信息交换标准

为了能够在异构平台、不同业务系统中实现数据交换和业务自动处理，需要建立一个能够描述不同平台之间数据交换和业务处理的标准，以解决数据因标准不统一而引起的问题。该项目采用的可扩展标记语言XML的CAP协议，是现代信息领域重要的技术之一，在国家主管部门确定的电子政务的总体标准中，已经确定把XML作为数据交换的标记语言，能较好地解决标准不统一的问题。作一个形象的比喻，CAP数据包就好像是不同应用平台中的“普通话”，通过它使纷繁复杂的不同应用平台不再讲各自的“方言”，而是通过CAP协议这个“普通话”进行交流，这样大家都能以最简便的方式明白各自要表达的含义，实现彼此间的沟通。

该项目定义的CAP协议，参照国际标准，与国家突发事件预警信息发布业务平台所采取的协议标准基本一致，协议主要内容如下：

loginUser=ssd-2&password=F65DE AE341EF8D2B180A08D24D2CD9A2&xmlStr=<？xml？version="1.0"？encoding= "UTF-8"？？>

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<Sender>湖南省气象台</Sender>

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<Message>测试：短信全渠道接口</Message>

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？ <CodeId>1</CodeId>

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<Message>測试：短信全渠道接口</Message>

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？ <CodeId>1</CodeId>

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<AreaDesc>常德市，衡陽市</AreaDesc>

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2.3 采用基于软件组件技术开发

软件组件是一种定义良好、通用性强、可独立、可复用的二进制代码，包括功能模块、对象类、软件框架和软件平台模型等，将软件组件封装起来，形成“标准件”。软件组件首先解决通用需求，极具个性化的需求只需再花较少的资源和代价完成。

湖南省市县突发事件预警信息发布平台基于组件技术开发，对各业务模块、应用子平台统一集中规划，制定相应的技术标准，将各类通用性较强，相对独立的业务模块及应用平台进行开发，封装后，建立预警应用平台组件库，供其他平台调用。各业务组件隐藏了具体的实现，只用接口对外提供服务，保障平台的安全性。该平台组件库包括应用基础组件和业务组件两部分，为预警应用平台各业务提供运行支撑。应用基础组件是指业务基础平台提供的基础支撑组件，这部分组件具有通用性，与具体应用平台的业务无关，其核心组件包括业务基础框架（FrameWork）、门户平台（Portal）、开发工具（Studio）、内容管理平台（CMS）、工作流平台（Workflow）、商业智能组件（BI）、服务总线（ESB）、数据集成（DI）等模块，功能覆盖整个应用集成领域。业务组件是指基于基础支撑组件，与预警应用平台业务相关的，进行抽象并封装而成供各相关模块统一调用的组件，该组件库会随着预警应用平台的开发进程而不断得到丰富。

2.4 采用全程建模

大型信息平台通常十分复杂，很难直接分析设计，人们经常借助模型来实现。模型是现实世界中某些事物的一种抽象表示，可视化程度高。抽象的含义是抽取事物的本质特性，忽略事物的其他次要因素。模型既反映事物的原型，又不等于原型。模型是理解、分析、开发或改造事物原型的一种常用手段。模型的表示形式可以是数学公式、缩小的物理装置、图表文字说明，也可以是专用的形式化语言。建模一般采用2种方法：自顶向下、逐步求精和自底向上、综合集成。建模的好处是可以执行一个模型来验证它的正确性和进行后续的研究;另一方面可以直接将模型转到开发语言，省去翻译转换工作。该平台采用业界认可的统一建模语言（UML）进行全程建模。

2.5 数据同步与平台对接方式

突发事件预警信息发布业务平台中的数据同步技术是关键的核心技术，突发平台纵向从国家、省、市、县到乡镇级需要同步，横向从发布中心到各预案单位，平台与平台、平台与发布渠道间需要同步。该平台采取3种方式实现数据同步与平台对接：①FTP协议方式，省级突发预警信息平台不断轮询各市县级突发预警信息发布平台的FTP，一旦发现预警任务XML，读取并解析（XML格式为标准的CAP协议方式），通过CAP协议进行内容的分发与转发。②API接口方式，依据国突平台提供的标准DLL API接口，通过定时循环调用，获取任务后下载、解析xml文件，得到地市县级ID、预警内容、发送状态报告，组合成一个xml文件，并调用API接口上传此文件。③数据库方式，通过对数据库基础数据的定时访问方式进行不断的数据信息实时通讯，再基于CAP协议进行信息上报。

3 应用情况

湖南省省级突发事件预警信息发布业务平台（图4）2016年11月底投入业务运行，目前已实现13种发布渠道，包括手机短信、声讯、大喇叭、显示屏、网站、电视广播、微博微信、北斗卫星等可传播预警信息，接入省级预案单位25家，并投入业务运行。2017年，湖南省级突发事件预警信息发布平台共发布气象灾害预警信息3 170次，8 752县次，发送预警短信息1 439.6万条。国土、林业等部门发布预警和重要信息486次，发送预警短信179万条，在防灾减灾过程中发挥了重要作用。2017年1月，湖南省市县级突发事件预警信息发布业务平台在已建省级平台复用的基础上，增加市县特色的扩展功能建设，2018年7月，湖南省市县级突发事件预警信息发布平台开始在试点单位业务化试运行。

4 结语

湖南省突发事件预警信息发布业务平台从简化操作流程，智能化、自动报警、通用接口的思路进行设计，采取成熟的J2EE软件架构，基于CAP协议的信息交换标准及软件组件技术，采用全程建模等技术进行开发，已基本建成一体化突发预警信息发布业务体系。平台通过使用FTP协议、API接口和数据库方式，实现平台间的数据同步与平台间的对接，该平台在全省各预案单位推广应用效果明显，为全国其他省份建设突发平台提供较好的借鉴作用。

该平台还需要在以下2个方面进行改进：一是扩大该业务平台的宣传，树立品牌的权威性与专业性;二是加大与社会媒体对接与应用的力度，整合社会资源，充分利用社会已建媒体，扩大突发预警信息覆盖面，使突发预警信息为防灾减灾发挥更大的作用。

参考文献

[1] 刘伟，宫军，董克飞，等.省级气象装备保障业务一体化系统应用进展[J].中国管理信息化，2017，20（22）：79-80.

[2] 崔新强，唐俊，付佳，等.湖北省级气象服务一体化业务平台开发与应用[J].计算机应用与软件，2017，34（11）：130-135.

责任编辑：郑丹丹