黃震宇 袁正國(guó) 葉子銘

（江西省氣象災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警中心 江西省南昌市 330096）

1 引言

及時(shí)精準(zhǔn)發(fā)布預(yù)警信息是做好防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的關(guān)鍵和有效環(huán)節(jié)，也是各級(jí)政府保障公共安全，做好公共服務(wù)的重要內(nèi)容。隨著防災(zāi)減災(zāi)屬地化責(zé)任的落實(shí)，各級(jí)政府部門迫切需要建立反應(yīng)更加快速、傳播更加迅捷、定向更加精準(zhǔn)、覆蓋更加廣泛、運(yùn)維更加集約高效的發(fā)布系統(tǒng)和傳播渠道，迫切需要推進(jìn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、精準(zhǔn)防御，以提高防災(zāi)減災(zāi)效率，降低防災(zāi)減災(zāi)成本。

“平安江西”綜治網(wǎng)格平臺(tái)部署在全省政務(wù)平臺(tái)內(nèi)網(wǎng)，覆蓋全省180 萬(wàn)志愿者和10 萬(wàn)綜治辦網(wǎng)格員，平臺(tái)采用省、市、縣、鎮(zhèn)、村、社區(qū)網(wǎng)格6 級(jí)網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，實(shí)行一格一員的信息員制度。網(wǎng)格員作為社區(qū)基層工作人員，能夠與群眾保持聯(lián)系、了解民情、轉(zhuǎn)達(dá)民情、解決民情，幫助政府完成好社區(qū)的管理與服務(wù)，最大限度地減少矛盾、促進(jìn)和諧，各項(xiàng)工作滲透到居民生活的方方面面；社區(qū)網(wǎng)格員“一雙眼，專注民情” 第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和了解問(wèn)題；“一雙手，情系兩端”架起政府與居民的連心橋；“一雙腳，奔跑傳情” 政府的宣傳員，是居民的暖心人。

為了更好的服務(wù)社區(qū)和公眾，通過(guò)對(duì)接全省7 萬(wàn)社區(qū)化網(wǎng)格數(shù)據(jù)及190 萬(wàn)網(wǎng)格員、志愿者數(shù)據(jù)，我們?cè)O(shè)計(jì)并構(gòu)建省市縣一體化的基于“平安江西”的預(yù)警發(fā)布平臺(tái)，將氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息第一時(shí)間直接傳遞給相關(guān)影響區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格信息員和志愿者，實(shí)現(xiàn)定向預(yù)警信息發(fā)布。

2 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

（1）業(yè)務(wù)人員根據(jù)氣象實(shí)況監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)警等信息進(jìn)行研判分析；

（2）業(yè)務(wù)人員根據(jù)研判分析出受影響的區(qū)域；

（3）業(yè)務(wù)人員針對(duì)受影響的區(qū)域查看對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格員和志愿者的分布情況，通過(guò)對(duì)接綜治辦平臺(tái)提取網(wǎng)格員和志愿者信息并進(jìn)行可視化展示。

（4）針對(duì)受影響的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格員和志愿者的預(yù)警信息的靶向發(fā)布，將預(yù)警信息封裝成CAP 協(xié)議推送給綜治辦平臺(tái)。

（5）綜治辦平臺(tái)根據(jù)接收的預(yù)警信息，通過(guò)平安江西APP 和短信渠道、網(wǎng)站消息進(jìn)行預(yù)警信息的分發(fā)，并將分發(fā)的反饋結(jié)果給一體化預(yù)警平臺(tái)返回。

（6）一體化預(yù)警平臺(tái)針對(duì)發(fā)布的預(yù)警信息進(jìn)行反饋監(jiān)控，針對(duì)發(fā)布失敗的預(yù)警可設(shè)置重發(fā)策略。

3 平臺(tái)采用的架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)的J2EE 企業(yè)級(jí)規(guī)范搭建，考慮到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，基于WebGIS 提供地圖服務(wù)，采用JAVA 語(yǔ)言開發(fā)支持跨平臺(tái)，按照B/S 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)開放式跨平臺(tái)云端部署。利用自然語(yǔ)言處理技術(shù)，對(duì)采集的災(zāi)情信息實(shí)行自動(dòng)分類、自動(dòng)聚類、自動(dòng)摘要、名稱識(shí)別、正負(fù)性質(zhì)預(yù)判和中文分詞操作；最后根據(jù)災(zāi)情發(fā)生的影響范圍給對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格員發(fā)送相關(guān)的預(yù)警信息。

3.1 平臺(tái)的總體架構(gòu)

圖1：預(yù)警信息發(fā)布流程

圖2：系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于云平臺(tái)建設(shè)，充分運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，按照“平安江西”的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行科學(xué)的歸類，按照預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品主題和服務(wù)對(duì)象進(jìn)行分類；對(duì)預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品庫(kù)、服務(wù)策略庫(kù)、各類服務(wù)對(duì)象庫(kù)進(jìn)行業(yè)務(wù)模型研究和技術(shù)研發(fā)，建立科學(xué)高效的預(yù)警業(yè)務(wù)發(fā)布流程和相關(guān)規(guī)范。

3.2 平臺(tái)采用的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 基于暴雨災(zāi)害知識(shí)圖譜的災(zāi)害鏈模型

基于氣象災(zāi)害知識(shí)圖譜的災(zāi)害鏈模型旨在通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)、知識(shí)圖譜技術(shù)等對(duì)海量的氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和行業(yè)災(zāi)情數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，探究暴雨過(guò)程與各行業(yè)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用地理信息科學(xué)，自然語(yǔ)言處理，人工智能等多學(xué)科理論與方法，結(jié)合各種氣象災(zāi)害記錄數(shù)據(jù)來(lái)源的描述特點(diǎn)，構(gòu)建氣象災(zāi)害信息抽取的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和算法，構(gòu)建暴雨災(zāi)害鏈模型。

氣象災(zāi)害知識(shí)圖譜構(gòu)建將分為如下幾個(gè)環(huán)節(jié)，主要為模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、知識(shí)抽取、知識(shí)融合和知識(shí)管理。

模型設(shè)計(jì)：知識(shí)圖譜構(gòu)建首先需要進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)知識(shí)圖譜的Schema，本項(xiàng)目將設(shè)計(jì)一個(gè)基于“暴雨災(zāi)害與行業(yè)災(zāi)情”的知識(shí)圖譜模型，該模型將氣象因子和行業(yè)災(zāi)情作為實(shí)體。

數(shù)據(jù)采集：模型設(shè)計(jì)完成之后，數(shù)據(jù)采集開發(fā)針對(duì)不同數(shù)據(jù)源采用不同的數(shù)據(jù)采集方式，如針對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，我們將采用ETL技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換和加載；針對(duì)氣象檢測(cè)數(shù)據(jù)，采用Kafka來(lái)實(shí)現(xiàn)高并發(fā)的數(shù)據(jù)采集；其他數(shù)據(jù)則需要采用人工填報(bào)的方式獲取。

知識(shí)抽取：數(shù)據(jù)采集到的數(shù)據(jù)仍然是一些無(wú)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，需要在知識(shí)提取環(huán)節(jié)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行知識(shí)抽取，從這些數(shù)據(jù)中獲取知識(shí)，即對(duì)實(shí)體、關(guān)系、屬性進(jìn)行識(shí)別。

知識(shí)融合：在知識(shí)融合階段主要是對(duì)提取的知識(shí)進(jìn)行對(duì)齊、對(duì)提取的關(guān)系進(jìn)行消歧，對(duì)一些沖突關(guān)系進(jìn)行消解，并最終形成標(biāo)準(zhǔn)化的RDF 數(shù)據(jù)文件。

知識(shí)管理：在知識(shí)管理階段，主要是將RDF 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到圖數(shù)據(jù)庫(kù)中，并基于圖數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理功能，對(duì)知識(shí)圖譜的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括糾錯(cuò)、補(bǔ)齊、更新等操作。

3.2.2 數(shù)據(jù)對(duì)接

“平安江西”綜治網(wǎng)格平臺(tái)部署在全省政務(wù)平臺(tái)內(nèi)網(wǎng)上，利用網(wǎng)閘與其他第三方平臺(tái)雙向推送接收數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)更新服務(wù)。

圖3：靶向發(fā)布業(yè)務(wù)流程

對(duì)接省綜治辦“平安江西”的矢量地理信息6 級(jí)數(shù)據(jù)（省市縣+鎮(zhèn)村網(wǎng)格）和網(wǎng)格信息員數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)后端對(duì)各級(jí)網(wǎng)格數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總和分析處理，并通過(guò)平臺(tái)前端實(shí)現(xiàn)全省網(wǎng)格信息員的分布展示和后期統(tǒng)計(jì)分析，為決策輔助提供數(shù)據(jù)支撐；通過(guò)結(jié)合預(yù)警信息的影響范圍，分析統(tǒng)計(jì)預(yù)警影響范圍內(nèi)的網(wǎng)格區(qū)域統(tǒng)計(jì)和網(wǎng)格信息員數(shù)量統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)式“平安江西”社區(qū)網(wǎng)格信息員的預(yù)警信息定向發(fā)送和反饋。

3.2.3 社區(qū)網(wǎng)格化

接入“平安江西”平臺(tái)后，可獲得社區(qū)網(wǎng)格的詳細(xì)信息，具體包括社區(qū)網(wǎng)格名稱、網(wǎng)格邊界SHP 數(shù)據(jù)、區(qū)域編碼、網(wǎng)格編碼、網(wǎng)格員、網(wǎng)格員工作電話及手機(jī)號(hào)碼、網(wǎng)格范圍、轄區(qū)戶數(shù)等；平臺(tái)后端對(duì)各級(jí)網(wǎng)格數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總和分析處理，通過(guò)平臺(tái)前端實(shí)現(xiàn)全省網(wǎng)格信息員的分布展示和后期統(tǒng)計(jì)分析，為決策輔助提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.4 空間分析

空間分析將下墊面地理系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，以降低下墊面地理信息系統(tǒng)分析的復(fù)雜程度；通過(guò)網(wǎng)格形式將管理域、管理對(duì)象定量化、單元化，以實(shí)現(xiàn)管理的精確化，解決數(shù)據(jù)篩選效率較低以及無(wú)法個(gè)性化結(jié)合用戶實(shí)際需求進(jìn)行相關(guān)分析的現(xiàn)狀。

3.2.5 預(yù)警發(fā)布CAP 協(xié)議

通用預(yù)警協(xié)議(即Common Alerting Protocol 簡(jiǎn)寫為CAP)是開放式不受所有權(quán)限制的，基于 XML 文本的數(shù)據(jù)信息交換格式，它適用于各種警報(bào)，是目前國(guó)際通用的災(zāi)害預(yù)警信息的標(biāo)準(zhǔn)格式。

在依據(jù)CAP協(xié)議所制定的預(yù)警信息錄入界面進(jìn)行信息錄入后，系統(tǒng)對(duì)錄入信息進(jìn)行CAP 格式的封包，在縱向的各級(jí)預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)通過(guò)CAP 包的形式進(jìn)行傳遞。若指定預(yù)警信息在某一級(jí)發(fā)布平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布，則在橫向進(jìn)入此級(jí)發(fā)布平臺(tái)，CAP 包首先被解封裝，并按指定的發(fā)布手段特點(diǎn)按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行不同信息段的提取，提取后預(yù)警信息在本級(jí)平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布。

3.2.6 API 網(wǎng)關(guān)

預(yù)警平臺(tái)作為省級(jí)部署，省市縣三級(jí)應(yīng)用，在信息系統(tǒng)安全上需要做一些用戶鑒權(quán)的保障。系統(tǒng)利用API 網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)安全性，比如驗(yàn)證客戶端是否被授權(quán)進(jìn)行某請(qǐng)求。同時(shí)API 網(wǎng)關(guān)可作為所有客戶端的唯一入口，有些請(qǐng)求被簡(jiǎn)單地代理/路由到合適的服務(wù)上，其他的請(qǐng)求被轉(zhuǎn)給到一組服務(wù)。

4 平臺(tái)實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法

4.1 性能問(wèn)題

系統(tǒng)在與綜治平臺(tái)對(duì)接的實(shí)施過(guò)程中，由于靶向發(fā)布支持的是不規(guī)則的多邊形，綜治平臺(tái)支持的最大多邊形為5 個(gè)點(diǎn)的多邊形。因此平臺(tái)利用對(duì)靶向發(fā)布的不規(guī)則的多邊形區(qū)域按照四邊形進(jìn)行切割分為多個(gè)多邊形，通過(guò)多線程方式進(jìn)行靶向綜治員的信息提取，解決了對(duì)接雙方過(guò)程中不統(tǒng)一和性能瓶頸的問(wèn)題。

4.2 WebGIS展示的性能問(wèn)題

網(wǎng)格員和志愿者的動(dòng)態(tài)可視化展示采用了分塊金字塔抽稀技術(shù)，由于全省的網(wǎng)格員和志愿者數(shù)據(jù)站點(diǎn)比較大，按照常規(guī)的打點(diǎn)分布展示的效果會(huì)顯得密密麻麻，無(wú)法快捷直觀的顯示對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。引入了站點(diǎn)動(dòng)態(tài)抽稀技術(shù)，根據(jù)地圖的放大層級(jí)，動(dòng)態(tài)劃分對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格，并顯示各網(wǎng)格中的網(wǎng)格員，根據(jù)網(wǎng)格員的數(shù)量分級(jí)顯示不同的顏色。

5 平臺(tái)實(shí)施后的效果

5.1 數(shù)據(jù)支撐“一張圖”

對(duì)全省綜治網(wǎng)格數(shù)據(jù)、全省預(yù)警信號(hào)和高速、鐵路等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示。

5.2 靶向發(fā)布

基于專業(yè)掛圖分析任意圈選對(duì)應(yīng)的影響范圍，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)靶向預(yù)警信息發(fā)布，可精準(zhǔn)到鎮(zhèn)級(jí)。啟動(dòng)靶向發(fā)布，預(yù)警用戶編輯完成預(yù)警信息內(nèi)容，預(yù)警信息內(nèi)容包括預(yù)警類型，預(yù)警級(jí)別和預(yù)警內(nèi)容，預(yù)警發(fā)布對(duì)象包括網(wǎng)格信息員或者影響區(qū)域的公眾人員，系統(tǒng)自動(dòng)或者手動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的發(fā)布策略，點(diǎn)擊【發(fā)布】按鈕即可將預(yù)警信息進(jìn)行一鍵式發(fā)布，預(yù)警信息發(fā)布將進(jìn)入對(duì)應(yīng)的發(fā)布策略業(yè)務(wù)流程，最后審核通過(guò)后將實(shí)時(shí)推送預(yù)警信息發(fā)布任務(wù)至短信發(fā)布平臺(tái)。

6 結(jié)論

平臺(tái)實(shí)施后有效地提升了我省預(yù)警信息的靶向發(fā)布能力，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警信息的精準(zhǔn)覆蓋，對(duì)我省防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要意義。通過(guò)與“平安江西”綜治網(wǎng)格平臺(tái)的有機(jī)結(jié)合，取得了如下效果：

（1）通過(guò)對(duì)接江西省7 萬(wàn)綜治社區(qū)網(wǎng)格數(shù)據(jù)和190 萬(wàn)網(wǎng)格員和志愿者，實(shí)現(xiàn)了省、市、縣三級(jí)氣象部門與綜治網(wǎng)格平臺(tái)的省、市、縣、鎮(zhèn)、村、社區(qū)網(wǎng)格6 級(jí)數(shù)據(jù)有效融合，形成了立體化全覆蓋的預(yù)警信息發(fā)布“一張網(wǎng)”；

（2）以“地理圍欄”的預(yù)警發(fā)布模式，實(shí)現(xiàn)基于綜治網(wǎng)格員和志愿者為目標(biāo)人群的靶向精準(zhǔn)發(fā)布，提升我省預(yù)警信息發(fā)布能力，有效解決預(yù)警發(fā)布“最后一公里”的問(wèn)題；

（3）建立了氣象網(wǎng)與綜治專網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸渠道，為進(jìn)一步提升氣象社會(huì)治理能力提供重要的科技支撐。