鄭 川，李兆隆，賈召亮，曹彥波

（云南省地震局，昆明 650224）

0 引言

云南是地震活動(dòng)最為頻繁、地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的省份之一，云南防震減災(zāi)事業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。地震應(yīng)急指揮協(xié)同服務(wù)能力是地震社會(huì)服務(wù)能力建設(shè)的核心內(nèi)容[1]，在新一輪強(qiáng)震活躍期內(nèi)如何保證地震災(zāi)情信息及時(shí)、準(zhǔn)確地服務(wù)于各級(jí)部門(mén)，便于各成員單位部署抗震救災(zāi)工作，派遣救援力量、調(diào)配救災(zāi)物資，這對(duì)各級(jí)地震應(yīng)急指揮中心應(yīng)急響應(yīng)和處置提出更高要求和挑戰(zhàn)，也是地震應(yīng)急公共服務(wù)的關(guān)鍵內(nèi)容。因而，地震災(zāi)情信息快速精準(zhǔn)研判和信息服務(wù)能力顯得尤為重要。針對(duì)云南應(yīng)急指揮技術(shù)使用中存在問(wèn)題和云南地震應(yīng)急面臨的新形勢(shì)新需求，在指揮中心現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善。本文將從指揮系統(tǒng)現(xiàn)狀、系統(tǒng)構(gòu)架、系統(tǒng)功能模塊、模型理論、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)等方面，結(jié)合巧家5.0 級(jí)地震實(shí)例，綜合分析和總結(jié)云南地震災(zāi)害快速評(píng)估與信息服務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化成果和存在的不足。

1 現(xiàn)狀分析

云南地震災(zāi)害應(yīng)急指揮中心經(jīng)過(guò)“十五”期間建設(shè)，依托“西南行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)”、省十項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目、省互聯(lián)互通平臺(tái)建設(shè)等項(xiàng)目，對(duì)云南省應(yīng)急評(píng)估模型本地化研究、新架構(gòu)評(píng)估原型軟件設(shè)計(jì)、評(píng)估軟件公有云遷移、移動(dòng)端信息推送等內(nèi)容進(jìn)行了前期研究與試驗(yàn)。已經(jīng)建成的傳統(tǒng)意義上較為成熟的應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，在歷次省內(nèi)外破壞性地震應(yīng)急和快速評(píng)估中均發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，隨著云南省地震局地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的持續(xù)增長(zhǎng)，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)、應(yīng)用功能、運(yùn)算效率、產(chǎn)品產(chǎn)出已不能滿(mǎn)足當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和應(yīng)急需求，在一定程度上影響了地震應(yīng)急處置工作和指揮大廳各項(xiàng)功能的使用。汶川、玉樹(shù)、蘆山、魯?shù)榈卣鸷?，政府、社?huì)、公眾對(duì)地震應(yīng)急處置的關(guān)注度達(dá)到空前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情信息，災(zāi)害的快速評(píng)估、輔助決策信息，應(yīng)急響應(yīng)和救援信息等各類(lèi)地震應(yīng)急信息的需求更強(qiáng)烈，時(shí)效性要求更高，各級(jí)政府和民眾對(duì)應(yīng)急響應(yīng)期內(nèi)的科技產(chǎn)品服務(wù)內(nèi)容、表達(dá)形式、產(chǎn)出速度的要求也在不斷變化提升，這就對(duì)各級(jí)地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)提出更高要求和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足新形勢(shì)下的社會(huì)對(duì)地震應(yīng)急信息服務(wù)的新要求，主要表現(xiàn)在：基礎(chǔ)硬件開(kāi)始老化，其計(jì)算性能、效率衰減嚴(yán)重，運(yùn)行中出現(xiàn)大量的問(wèn)題，維護(hù)難度、頻率上升，嚴(yán)重影響軟件系統(tǒng)的服務(wù)能力；現(xiàn)用軟件系統(tǒng)基本是全封裝式的開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)封閉，不能滿(mǎn)足功能快速更新、多平臺(tái)復(fù)用、移動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)、靈活遷移部署等新的應(yīng)急工作需求；計(jì)算能力與計(jì)算效率較低，無(wú)法滿(mǎn)足震后高速產(chǎn)出評(píng)估、決策支持資料的需求；缺少原生信息服務(wù)功能，沒(méi)有對(duì)政府、地震系統(tǒng)、社會(huì)公眾等不同用戶(hù)的信息服務(wù)能力；軟件對(duì)平臺(tái)環(huán)境的要求較高，造成軟件系統(tǒng)龐大，不同地區(qū)的遷移部署困難。因而，為滿(mǎn)足地震應(yīng)急救援服務(wù)技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)與要求，結(jié)合新的應(yīng)急需求與應(yīng)用技術(shù)，對(duì)評(píng)估系統(tǒng)模型、算法、應(yīng)急產(chǎn)品等多個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化完善，拓展軟件功能，豐富地震應(yīng)急服務(wù)。

2 云南地震災(zāi)害快速評(píng)估與信息服務(wù)系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)架

云南地震災(zāi)害快速評(píng)估與信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用B/S 結(jié)構(gòu)完成主體功能界面，系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要使用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法基于Visual Studio 2017，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)選用SQL Server 2012，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具選用POWERDESIGNER 開(kāi)發(fā)、公有云平臺(tái) (阿里云) 為硬件支撐平臺(tái)，互聯(lián)網(wǎng)為部署應(yīng)用網(wǎng)段，開(kāi)放式服務(wù)接口為功能實(shí)現(xiàn)形式。系統(tǒng)基于ArcIMS和ADO.NET 構(gòu)建基于Web 的評(píng)估結(jié)果快速瀏覽系統(tǒng)，通過(guò)ArcIMS 進(jìn)行地圖的瀏覽、定位。對(duì)各個(gè)模型，根據(jù)業(yè)務(wù)需求生成相應(yīng)的專(zhuān)題地圖，通過(guò)ADO.NET 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)。以往評(píng)估系統(tǒng)架構(gòu)大多采用封閉式的架構(gòu)，到后期會(huì)遇到兼容性差、不可擴(kuò)展的問(wèn)題?；谶@點(diǎn)，本系統(tǒng)采用開(kāi)放式架構(gòu)，基于web 頁(yè)開(kāi)發(fā)，不需要安裝任何軟件，只需上網(wǎng)登錄操作頁(yè)面，易獲得性和便利性就會(huì)大大提高。節(jié)點(diǎn)用戶(hù)也可根據(jù)自身需求編寫(xiě)代碼，增加軟件的擴(kuò)展性。

本系統(tǒng)和其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信依賴(lài)于系統(tǒng)總線(xiàn)，從測(cè)震系統(tǒng)獲取地震的基本信息，啟動(dòng)評(píng)估計(jì)算，計(jì)算中向總線(xiàn)反饋實(shí)時(shí)計(jì)算情況，根據(jù)需要向輔助決策系統(tǒng)及時(shí)發(fā)送計(jì)算情況消息，啟動(dòng)輔助決策的計(jì)算?？偩€(xiàn)設(shè)計(jì)是為了提高擴(kuò)展性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用了通用接口技術(shù)。一方面，總線(xiàn)上運(yùn)行的服務(wù)可使用多種協(xié)議進(jìn)行通行組合，不管使用任何技術(shù)實(shí)現(xiàn)的服務(wù)組件，都可以無(wú)縫集成到企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)上；另一方面，消息的接口是標(biāo)準(zhǔn)的XML 定義的，XML最大的特點(diǎn)就是高擴(kuò)展性。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模塊的劃分和模塊設(shè)計(jì)的通用性，使得模塊具有很高的復(fù)用性，間接地提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。評(píng)估計(jì)算在整個(gè)軟件構(gòu)架中屬于應(yīng)用服務(wù)層，整個(gè)系統(tǒng)又分為后臺(tái)模型計(jì)算服務(wù)和前端控制管理。模型計(jì)算服務(wù)主要負(fù)責(zé)各個(gè)評(píng)估模型的計(jì)算和結(jié)果存儲(chǔ)，前端控制管理工具負(fù)責(zé)對(duì)模型評(píng)估計(jì)算參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整并重新請(qǐng)求相關(guān)計(jì)算。整體軟件技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)架主要分為5 個(gè)層面系統(tǒng)構(gòu)架：用戶(hù)層、應(yīng)用層、應(yīng)用服務(wù)層、基礎(chǔ)服務(wù)層、數(shù)據(jù)層（圖1）。

圖1 軟件技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)架圖

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

云南地震災(zāi)害快速評(píng)估與信息服務(wù)系統(tǒng)能自動(dòng)接收地震信息，短時(shí)間內(nèi)完成自動(dòng)評(píng)估、信息服務(wù)、結(jié)果自動(dòng)打印等工作，在運(yùn)算速度、資源使用效率、信息服務(wù)形式、日常運(yùn)維難度等方面均得到了較大的提高。軟件功能采用軟件即服務(wù)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]，為使得用戶(hù)便捷地使用軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)在應(yīng)用服務(wù)層提供7 個(gè)主體功能模塊，利用工作流方式進(jìn)行差異化組合完成（表1）。

1）應(yīng)急管理模塊：通過(guò)對(duì)應(yīng)急評(píng)估過(guò)程進(jìn)行流程配置，進(jìn)行資源優(yōu)化，災(zāi)情信息管理，完成評(píng)估產(chǎn)出結(jié)果的自動(dòng)化打印。

2）快速評(píng)估模塊：可通過(guò)自動(dòng)獲取和手動(dòng)輸入的方式獲取地震三要素，根據(jù)不同區(qū)域特征靈活選擇評(píng)估模型，控制產(chǎn)出專(zhuān)題圖、文檔（word、html）產(chǎn)出，管理計(jì)算所需彈性資源，完成地震災(zāi)害預(yù)評(píng)估；根據(jù)震后余震序列、專(zhuān)家意見(jiàn)、有感范圍修正影響場(chǎng)范圍，對(duì)評(píng)估進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，重新產(chǎn)出修正后評(píng)估結(jié)果，查詢(xún)和下載產(chǎn)出的應(yīng)急產(chǎn)品（表2）。

表1 系統(tǒng)功能模塊表

3）應(yīng)急數(shù)據(jù)管理模塊：采用逐級(jí)更新的方式，完善地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，達(dá)到共建共用的目的（圖2）；對(duì)所有的原始、過(guò)程和結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理，根據(jù)需要選取不同時(shí)段的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)和評(píng)估計(jì)算。

4）遠(yuǎn)程展示模塊：采用DataView 技術(shù)，借助圖形化的手段，清晰有效地傳達(dá)震區(qū)基本信息和預(yù)評(píng)估結(jié)果信息（圖3～4），讓指揮決策者快速獲取震區(qū)的基本信息和預(yù)評(píng)估結(jié)果。相比于傳統(tǒng)圖表和文本，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在美觀性，靈活性，多維性，識(shí)別性等方面有巨大的優(yōu)勢(shì)。

表2 應(yīng)急產(chǎn)品列表

5）接口管理：用于管理在接入內(nèi)部系統(tǒng)API 或第三方API 時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)調(diào)用驗(yàn)證代碼調(diào)試，接口在無(wú)授權(quán)情況下拒絕請(qǐng)求，保證系統(tǒng)安全性，通過(guò)接口授權(quán)可將系統(tǒng)接口外放到其他系統(tǒng)調(diào)用。

6）信息服務(wù)模塊:基于用戶(hù)類(lèi)別的差異化信息推送與服務(wù)權(quán)限，為用戶(hù)提供個(gè)性化信息服務(wù)（圖5）。根據(jù)不同對(duì)象的不同關(guān)注點(diǎn)，對(duì)原有的評(píng)估報(bào)告重新設(shè)計(jì)和配置；根據(jù)關(guān)注點(diǎn)，如有的人關(guān)注決策信息，有的人關(guān)注基礎(chǔ)地理資料，有的人關(guān)注震情災(zāi)情信息等，將用戶(hù)建立用戶(hù)組，有針對(duì)性的推送信息，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)。

7）系統(tǒng)管理模塊：用于對(duì)系統(tǒng)用戶(hù)的使用權(quán)限及日志進(jìn)行管理。一般權(quán)限用戶(hù)只可進(jìn)行評(píng)估結(jié)果查詢(xún)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)上報(bào)；高級(jí)權(quán)限用戶(hù)可以對(duì)系統(tǒng)所有功能進(jìn)行操作，包括地震觸發(fā)、數(shù)據(jù)版本控制、產(chǎn)出結(jié)果模板、模型控制等操作。

2.3 模型理論基礎(chǔ)

地震災(zāi)害損失預(yù)評(píng)估工作一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到評(píng)估模型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軟件集成應(yīng)用等諸多內(nèi)容[3-4]。評(píng)估模型作為指揮技術(shù)系統(tǒng)中的核心之一，參與計(jì)算的烈度衰減評(píng)估模型、人員死亡評(píng)估模型、人員受傷評(píng)估模型、經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估模型、地震應(yīng)急響應(yīng)、救援力量及物資等評(píng)估模型。系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中著重模型的優(yōu)化選擇，在收集到的數(shù)量眾多的模型中，根據(jù)計(jì)算條件進(jìn)行初步篩選，將無(wú)法實(shí)際運(yùn)用于系統(tǒng)中的模型淘汰，而將剩余可用的模型進(jìn)行對(duì)比后選優(yōu)，即將經(jīng)過(guò)初步篩選過(guò)后剩余的評(píng)估模型根據(jù)理論分析和實(shí)際震例兩方面進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，留下其中較為適合云南區(qū)域特征的模型，并在軟件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多模型可選功能。

圖2 數(shù)據(jù)更新機(jī)制圖

圖3 基本信息展示

圖4 評(píng)估數(shù)據(jù)展示

圖5 信息服務(wù)主要內(nèi)容

評(píng)估模型之間有一定的相互關(guān)系，且根據(jù)關(guān)注重點(diǎn)不同優(yōu)先獲得某些模型的計(jì)算結(jié)果，則需要能夠?qū)υu(píng)估模型有效管理。系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式[5]，每個(gè)計(jì)算模型為一個(gè)單獨(dú)的模塊，通過(guò)配置文件管理各模塊的計(jì)算順序和相互關(guān)系。模型的計(jì)算涉及空間和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)ArcEngine 連接SDE 引擎來(lái)完成，屬性數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)ADO 連接數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)總控模塊讀取配置文件，并根據(jù)配置文件設(shè)置讀取和載入各個(gè)評(píng)估計(jì)算模塊，在接收到計(jì)算請(qǐng)求后依次進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)模型優(yōu)選出以下評(píng)估模型作為云南區(qū)域地震震害預(yù)評(píng)估模型理論基礎(chǔ)。

2.3.1 烈度衰減模型

對(duì)于巧家5.0 級(jí)地震影響場(chǎng)的評(píng)估計(jì)算方法，采用云南地區(qū)本地化的烈度衰減評(píng)估模型進(jìn)行設(shè)定地震影響場(chǎng)計(jì)算，算法如下：

長(zhǎng)軸：Ia=6.595 3+1.346 7M-4.5952Lg(Ra+26)

短軸：Ib=4.891 5+1.218 2M-3.6029Lg(Rb+14)

式中，Ia、Ib 分別為長(zhǎng)、短軸烈度；M 為震級(jí)；Ra、Rb 表示烈度為Ia、Ib 時(shí)長(zhǎng)、短半軸的長(zhǎng)度。

2.3.2 人員傷亡評(píng)估

對(duì)于巧家5.0 級(jí)地震人員死亡評(píng)估方法，采用滇東北地區(qū)地震烈度-震亡比模型進(jìn)行人員死亡評(píng)估，對(duì)于地震造成的人員受傷估算，采用云南地區(qū)各烈度地震傷亡人數(shù)及比率進(jìn)行人員受傷評(píng)估，模型參數(shù)表如表3～4。

表3 滇東北烈度-震亡比參數(shù)表

表4 地震死亡與重傷、死亡與輕傷的比例

2.3.3 經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估

對(duì)于巧家5.0 級(jí)地震造成的經(jīng)濟(jì)損失估算，根據(jù)云南地區(qū)最高烈度計(jì)算震后總經(jīng)濟(jì)損失的模型進(jìn)行計(jì)算，模型參數(shù)如表5 所示：

表5 云南地區(qū)經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算模型參數(shù)

2.3.4 地震次生地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估

地震地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估模型是描述由于地震造成的某一烈度破壞下產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流次生災(zāi)害的危險(xiǎn)性及危害性[6]，模型評(píng)價(jià)單元為90 m 格網(wǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行云南區(qū)域內(nèi)地震地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判定（表6）。

表6 地震地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

2.3.5 需緊急安置人數(shù)

對(duì)于巧家5.0 級(jí)地震需緊急安置人數(shù)的計(jì)算，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地震現(xiàn)場(chǎng)工作第4 部分：災(zāi)害直接損失評(píng)估》（GB/T 18 208.4—2011）算法

式中：a 為戶(hù)均居住面積；b 為戶(hù)均人口；c 為所有住宅房屋的毀壞面積；d 為非簡(jiǎn)易房屋的嚴(yán)重破壞面積；e 為非簡(jiǎn)易房屋中等破壞面積與簡(jiǎn)易房屋破壞面積之和；f 為死亡人數(shù)。

2.3.6 救援力量及物資需求評(píng)估

對(duì)于巧家5.0 級(jí)地震救援力量及物資需求的計(jì)算，根據(jù)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所聶高眾研究員提出的公式[7]，按照區(qū)域特點(diǎn)及震級(jí)大小進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性評(píng)估。

救援力量需求=災(zāi)區(qū)總?cè)丝凇琳鸺?jí)系數(shù)，

抗震救災(zāi)救援力量上限為100 000 人。5 級(jí)以下地震，一般以災(zāi)區(qū)當(dāng)?shù)伛v軍和武警消防為主，基本不需要外地的救援隊(duì)伍，震級(jí)系數(shù)如表7。

表7 救援力量計(jì)算模型參數(shù)

帳篷(頂)=帳篷計(jì)算系數(shù)×待轉(zhuǎn)移安置人數(shù)×季節(jié)系數(shù)

帳篷計(jì)算系數(shù)為0.1，季節(jié)系數(shù)：春季（1.0）、夏季（0.8）、秋季（1.0）、冬季（1.2）。

2.4 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)是震害預(yù)評(píng)估工作的核心內(nèi)容，高質(zhì)量的數(shù)據(jù)可為系統(tǒng)的預(yù)評(píng)估計(jì)算提供可靠依據(jù)[8]。地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是一個(gè)龐大的Shapefile 格式的關(guān)系型數(shù)據(jù)集[9]，原有的C/S 評(píng)估系統(tǒng)直接調(diào)用原始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，會(huì)出現(xiàn)較大的訪(fǎng)問(wèn)延遲和運(yùn)算時(shí)繁瑣而耗時(shí)的查詢(xún)操作。為了進(jìn)一步提升系統(tǒng)軟件預(yù)評(píng)估計(jì)算速度，本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)為適應(yīng)算法上的優(yōu)化，將原數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)方式必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。改變點(diǎn)、線(xiàn)、面基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，以節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)方式直接入庫(kù)存儲(chǔ)，使用唯一編碼與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；將行政區(qū)劃、經(jīng)濟(jì)、人口等數(shù)據(jù)進(jìn)行公里格網(wǎng)賦值預(yù)處理，避免因過(guò)于精細(xì)的空間運(yùn)算對(duì)整體軟件系統(tǒng)造成影響；對(duì)滑坡風(fēng)險(xiǎn)、坡度、地表形態(tài)等柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行公里網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)預(yù)處理，將原空間運(yùn)算統(tǒng)計(jì)過(guò)程直接變更為查詢(xún)統(tǒng)計(jì)過(guò)程，進(jìn)一步減少空間運(yùn)算的時(shí)間消耗。經(jīng)過(guò)公里網(wǎng)格預(yù)處理的數(shù)據(jù)可以采用單表多列方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將原本需多次空間運(yùn)算的計(jì)算過(guò)程，縮減為一次空間運(yùn)算，簡(jiǎn)化系統(tǒng)運(yùn)算流程，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.5 系統(tǒng)運(yùn)行情況

2019 年11 月完成應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)部署調(diào)試后，安排業(yè)務(wù)人員對(duì)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性、兼容性、聯(lián)動(dòng)性等功能驗(yàn)收測(cè)試，于2019 年12 月通過(guò)驗(yàn)收后在全省地震系統(tǒng)內(nèi)部推廣使用。目前省級(jí)用戶(hù)35 人、州市縣區(qū)用戶(hù)213 人，移動(dòng)推送端213 人，模擬全省地震679 個(gè)，產(chǎn)出應(yīng)急文檔和圖片33 271 份，真實(shí)地震2 次，推送文檔1 086 份。

3 實(shí)例應(yīng)用

2020 年5 月18 日21 時(shí)47 分59 秒，云南省巧家縣（27.18°N，103.16°E）發(fā)生MS5.0 地震。地震發(fā)生后，云南地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)在獲取地震三要素信息后，實(shí)現(xiàn)指揮中心燈光系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、評(píng)估系統(tǒng)、打印系統(tǒng)的自動(dòng)控制開(kāi)啟，并在2 min內(nèi)產(chǎn)出預(yù)評(píng)估結(jié)果，5 min 內(nèi)將評(píng)估結(jié)果自動(dòng)打印和信息實(shí)時(shí)推送。

3.1 2020 年巧家5.0 級(jí)地震概況

震區(qū)地處云貴低緯高原，云南省東北部、昭通市西南部。受金沙江河谷深切割和藥山山峰的影響，形成了高山深切地形，地形地貌復(fù)雜，以山地為主，山地面積占全縣總面積的98.9%，地勢(shì)東南高、西北低。巧家全縣河流均屬金沙江一、二級(jí)支流，過(guò)境河流主要有金沙江、牛欄江、以禮河。境內(nèi)最低海拔517 m，位于金沙江和牛欄江交匯處；最高海拔4 041 m，位于藥山頂峰。震區(qū)屬山地季風(fēng)氣候，年均氣溫21.0 ℃，年平均降雨量822.7 mm。地震造成云南省昭通市巧家縣5 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和魯?shù)榭h1 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi)，4 人死亡（巧家縣3 人，魯?shù)榭h1 人，2 人因?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害死亡），28 人受傷（巧家縣26 人，魯?shù)榭h2 人），直接經(jīng)濟(jì)總損失約10 430 萬(wàn)元。

3.2 預(yù)評(píng)估結(jié)果

預(yù)計(jì)最高烈度為Ⅵ度，長(zhǎng)軸方向?yàn)镹E 向，Ⅵ度及以上區(qū)域總面積385 km2，共涉及人口9.5 萬(wàn)人。預(yù)計(jì)本次地震共造成個(gè)別人員死亡、受傷約數(shù)十人，需轉(zhuǎn)移安置約2 萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失約2.3 億元，需要帳篷約2 千頂，需要救援力量數(shù)百人。存在發(fā)生小規(guī)?；碌目赡苄?，有些零星的落石、塌方現(xiàn)象，個(gè)別地方可能造成短暫的交通破壞。

3.3 結(jié)果對(duì)比

根據(jù)云南省地震局最終發(fā)布的地震災(zāi)害損失評(píng)估報(bào)告，將2 套快速評(píng)估軟件估算結(jié)果和實(shí)際結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比[10]（表8）。從評(píng)估結(jié)果看，軟件模型計(jì)算值和實(shí)際值存在一定的差距。從評(píng)估響應(yīng)上來(lái)說(shuō)，快速評(píng)估結(jié)果時(shí)效性強(qiáng)、響應(yīng)速度快，缺點(diǎn)是精度低，但在震后災(zāi)情黑箱期內(nèi)，快速預(yù)評(píng)估產(chǎn)出災(zāi)情初判結(jié)果，在一定程度上能為指揮決策者提供提醒式信息服務(wù)。隨著時(shí)間的推移，指揮部獲取到的災(zāi)情信息逐漸增多，通過(guò)余震序列、震感反饋等信息的接入，會(huì)對(duì)預(yù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，修正后的地震災(zāi)害損失評(píng)估結(jié)果更能接近實(shí)際值（圖6），對(duì)于壓埋人員搜救、重點(diǎn)救援區(qū)域確定、緊急交通管制等具體工作的部署更具參考性。本文將近年來(lái)云南區(qū)域發(fā)生的破壞性地震應(yīng)用云南地震災(zāi)害快速評(píng)估與信息服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估計(jì)算，對(duì)比人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估值與真實(shí)值（表9），可知人員傷亡預(yù)評(píng)估結(jié)果與實(shí)際結(jié)果較為接近，經(jīng)濟(jì)損失結(jié)果雖然還存在一定差距，但未出現(xiàn)數(shù)量級(jí)差異，從對(duì)比結(jié)果可以看出系統(tǒng)的實(shí)用性得到較大提高。

3.4 結(jié)果差異原因分析

預(yù)評(píng)估結(jié)果與實(shí)際損失結(jié)果存在差異是多方面的原因?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的精度、軟件系統(tǒng)的集成、評(píng)估模型的科學(xué)性都會(huì)影響到快速評(píng)估結(jié)果的精度。結(jié)合震區(qū)實(shí)地情況，對(duì)比云南近年來(lái)破壞性地震災(zāi)害損失，此次巧家地震人員傷亡相比云南省其他地區(qū)偏重，但相較昭通地區(qū)歷史地震傷亡偏輕，地震災(zāi)害損失總體偏輕。一方面，本次巧家地震震中屬于2014 年魯?shù)?.5 級(jí)地震恢復(fù)重建區(qū)；另一方面，近年來(lái)，在大力推進(jìn)脫貧攻堅(jiān)同時(shí)，云南省先后組織實(shí)施了農(nóng)村民居地震安全工程、農(nóng)村危房改造工程、中小學(xué)校舍安全工程和全面改薄工程。這些工程的有效實(shí)施，大大提升了災(zāi)區(qū)房屋建筑抗震性能。災(zāi)區(qū)80%以上居住房屋為新建或加固改造過(guò)的磚混結(jié)構(gòu)，地震中少數(shù)輕微破壞、多數(shù)基本完好，減災(zāi)效果明顯。破壞較重的是已改為生產(chǎn)用房的少數(shù)老舊墻抬梁土木結(jié)構(gòu)。另外，各行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施未形成大范圍連片破壞，地震災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較輕。從此次巧家5.0 級(jí)地震及滇東北地區(qū)地震人員傷亡災(zāi)害特征來(lái)看，該地區(qū)次生地質(zhì)災(zāi)害會(huì)造成一定的人員傷亡，而人員傷亡評(píng)估模型分區(qū)研究中，對(duì)次生地震地質(zhì)災(zāi)害引起的人員傷亡暫無(wú)明確的影響因子參與評(píng)估計(jì)算。今后在系統(tǒng)完善中將進(jìn)一步加強(qiáng)次生地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失的研究，并將相關(guān)研究成果應(yīng)用于預(yù)評(píng)估計(jì)算中，不斷提高評(píng)估結(jié)果的精度和可靠性。

表8 實(shí)際損失結(jié)果與預(yù)評(píng)估結(jié)果對(duì)比表

圖6 預(yù)評(píng)估、動(dòng)態(tài)修正影響場(chǎng)和真實(shí)地震影響場(chǎng)對(duì)比圖

表9 云南地區(qū)近年破壞性地震災(zāi)害評(píng)估結(jié)果與實(shí)際結(jié)果對(duì)比表

原有評(píng)估系統(tǒng)與現(xiàn)有評(píng)估系統(tǒng)預(yù)評(píng)估結(jié)果存在差異。兩套評(píng)估軟件系統(tǒng)產(chǎn)出成果從時(shí)間尺度上來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)均達(dá)到了地震災(zāi)害快速預(yù)評(píng)估的要求，但明顯可以看出，基于云環(huán)境的B/S 構(gòu)架的快速評(píng)估系統(tǒng)時(shí)效性得到了較大提升，已達(dá)到“分鐘級(jí)”的產(chǎn)出速度，且產(chǎn)出的應(yīng)急產(chǎn)品從質(zhì)量和數(shù)量均優(yōu)于原有c/s 構(gòu)架的快速評(píng)估系統(tǒng)；從產(chǎn)出的評(píng)估結(jié)果看基于云環(huán)境B/S 構(gòu)架的快速評(píng)估系統(tǒng)產(chǎn)出的評(píng)估結(jié)果與實(shí)際損失評(píng)估結(jié)果更接近。評(píng)估結(jié)果的差別主要取決于評(píng)估模型的差異和參與計(jì)算數(shù)據(jù)的精細(xì)度所致。

4 認(rèn)識(shí)與討論

云南地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)采用服務(wù)接口的方式，降低軟件功能更新、變更、復(fù)用的難度，減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的直接訪(fǎng)問(wèn)，減輕數(shù)據(jù)建庫(kù)維護(hù)、更新、復(fù)用等工作量；使用公有云計(jì)算資源，減少硬件性能限制與維護(hù)成本；以互聯(lián)網(wǎng)地圖為底圖，采用彈性計(jì)算、動(dòng)態(tài)集群分布式并行計(jì)算，改變了以往軟件的線(xiàn)性計(jì)算方式，大大提高了評(píng)估速度；使用公網(wǎng)開(kāi)放式服務(wù)，更多地利用成熟的公網(wǎng)API 服務(wù)，豐富軟件系統(tǒng)的附加功能與數(shù)據(jù)需求，并且可以為不同地區(qū)間的軟件融合與功能遠(yuǎn)程調(diào)用提供基礎(chǔ)，使軟件系統(tǒng)的多地區(qū)遷移部署更為便捷；針對(duì)不同震級(jí)、不同用戶(hù)設(shè)計(jì)地震應(yīng)急科技產(chǎn)品，應(yīng)急產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量得到了較大改善。通過(guò)優(yōu)化后，云南地震災(zāi)害快速評(píng)估與信息服務(wù)系統(tǒng)雖然在時(shí)效性與準(zhǔn)確性方面得到了一定提高，但在應(yīng)急產(chǎn)品的精細(xì)化、豐富度、標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)性等方面還需要進(jìn)一步完善。

地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，人口流動(dòng)、城鄉(xiāng)建筑發(fā)生著快速改善，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的細(xì)化更新工作，加快互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)熱力數(shù)據(jù)與地震應(yīng)急評(píng)估的基礎(chǔ)研究，同時(shí)利用好每年地震重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)。多項(xiàng)措施并舉將有效提高地震災(zāi)害損失快速評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確度，強(qiáng)化應(yīng)急指揮中心信息化服務(wù)工作能力。

結(jié)合巧家5.0 級(jí)地震和指揮中心多年地震應(yīng)急經(jīng)驗(yàn)可以看出，指揮中心技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期推進(jìn)的工作，需要我們加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、模型本地化研究、新技術(shù)引入等方面的工作，同時(shí)利用好專(zhuān)家的應(yīng)急經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果的動(dòng)態(tài)修正，確保地震災(zāi)害預(yù)評(píng)估結(jié)果快速、準(zhǔn)確地服務(wù)于地震應(yīng)急科技保障工作。