王東明，陳華靜，陳敬一，高 杰，施 唯

(中國地震災(zāi)害防御中心，北京 100029)

我國是世界上地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一，三分之一的國土面積具有發(fā)生7級或更強(qiáng)的地震構(gòu)造背景[1-3]。隨著社會主義現(xiàn)代化建設(shè)快速發(fā)展，人口和經(jīng)濟(jì)的集約化程度越來越高，城市和工程系統(tǒng)更加易損，我國地震災(zāi)害風(fēng)險不斷攀升。潛在的威脅使得我國的防震減災(zāi)工作難度加大，以減輕地震損失和實(shí)現(xiàn)災(zāi)后救援為主要目標(biāo)的傳統(tǒng)防震減災(zāi)理念已無法滿足社會可持續(xù)發(fā)展對地震安全的迫切需求[4-7]。

加強(qiáng)地震災(zāi)害風(fēng)險識別、評估與防范，提高地震災(zāi)害風(fēng)險綜合防治水平是減輕地震災(zāi)害的重要策略。第三屆“聯(lián)合國世界減災(zāi)大會”提出未來十年全球的減災(zāi)工作重心要從災(zāi)害管理轉(zhuǎn)向?yàn)?zāi)害風(fēng)險管理[8]。2016年7月28日，習(xí)近平總書記在唐山市考察時論述了我國防震減災(zāi)工作的方針政策，提出防災(zāi)減災(zāi)工作要實(shí)現(xiàn)從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險轉(zhuǎn)變。2018年5月12日，習(xí)近平總書記在對汶川地震十周年國際研討會的致信中強(qiáng)調(diào)了促進(jìn)減災(zāi)國際合作、降低自然災(zāi)害風(fēng)險、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的重要性。由此可見，地震災(zāi)害風(fēng)險治理已成為國家減輕地震災(zāi)害的指導(dǎo)方針，通過災(zāi)害風(fēng)險管理為防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)提供依據(jù)也是當(dāng)今國際社會和世界各國達(dá)成的共識。20世紀(jì)以來，針對自然災(zāi)害風(fēng)險理論、方法、技術(shù)等方面的研究逐漸完善，在此基礎(chǔ)之上的災(zāi)害風(fēng)險和損失評估系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，為國家減輕災(zāi)害損失和制定災(zāi)害應(yīng)對方案提供依據(jù)[9-10]，如美國多災(zāi)害評估管理系統(tǒng)(HAZUS-MH)[11-12]、地震快速評估系統(tǒng)(PAGER)[13]和日本災(zāi)害管理系統(tǒng)(Phoenix DMS)[14]等。與國外相比，我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治系統(tǒng)的研究起步較晚，且相關(guān)的理論、方法和分析模型等尚有差距，早期研究多集中于震害損失評估方面[15]，國家層面的具備功能性、實(shí)用性和可操作性的地震災(zāi)害風(fēng)險防治平臺的建設(shè)仍為空白。2016年12月29日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《國家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃(2016～2020年)》，提出了“十三五”期間國家綜合防災(zāi)減災(zāi)的十大主要任務(wù)，其中包含了建設(shè)國家自然災(zāi)害風(fēng)險數(shù)據(jù)庫，形成支撐自然災(zāi)害風(fēng)險管理的全要素數(shù)據(jù)資源體系[16]。在重大項(xiàng)目中也將“自然災(zāi)害綜合評估業(yè)務(wù)平臺建設(shè)工程”列為第一項(xiàng)，提出要建立災(zāi)害綜合風(fēng)險調(diào)查與評估技術(shù)方法，研發(fā)系統(tǒng)平臺，并在災(zāi)害頻發(fā)多發(fā)地區(qū)開展災(zāi)害綜合風(fēng)險調(diào)查與評估試點(diǎn)工作，形成災(zāi)害風(fēng)險快速識別、信息溝通與實(shí)時共享、綜合評估物資配置與調(diào)度等決策支持能力[16]。綜上，地震災(zāi)害風(fēng)險防治平臺的研發(fā)是實(shí)現(xiàn)減輕地震災(zāi)害風(fēng)險、增強(qiáng)地震災(zāi)害風(fēng)險防范能力的關(guān)鍵，也是落實(shí)黨中央國務(wù)院關(guān)于地震災(zāi)害風(fēng)險防治工作決策部署的重要舉措。

面對我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治的嚴(yán)峻形勢和國家對地震信息業(yè)務(wù)服務(wù)體系建設(shè)的迫切需求，本文提出研發(fā)國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺。通過對國內(nèi)外地震災(zāi)害風(fēng)險和損失評估系統(tǒng)平臺的對比分析，得出了系統(tǒng)平臺在業(yè)務(wù)功能、適用范圍等方面的特點(diǎn)，為我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治平臺的研發(fā)與設(shè)計提供啟發(fā)；分析了我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀，針對當(dāng)前業(yè)務(wù)中存在的問題明確了功能需求；在此基礎(chǔ)之上開展了國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的總體架構(gòu)和業(yè)務(wù)功能設(shè)計，并對平臺設(shè)計功能進(jìn)行了展望。

1 地震災(zāi)害風(fēng)險和損失評估系統(tǒng)平臺

1.1 國內(nèi)外系統(tǒng)平臺介紹

近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和地震災(zāi)害風(fēng)險理論研究的不斷深入，地震災(zāi)害風(fēng)險和損失評估系統(tǒng)平臺等陸續(xù)被開發(fā)和應(yīng)用，并逐漸成為防震減災(zāi)和應(yīng)急救災(zāi)的重要工具[8]。美國較早開展了災(zāi)害風(fēng)險管理系統(tǒng)平臺方面的研究，其最具代表性的是由聯(lián)邦應(yīng)急管理局(FEMA)基于地理信息系統(tǒng)(GIS)開發(fā)的多災(zāi)害評估管理系統(tǒng)(HAZUS-MH)[11-12]，HAZUS-MH系統(tǒng)因功能全面、數(shù)據(jù)完善被廣泛應(yīng)用于美國各州政府減災(zāi)規(guī)劃和應(yīng)急響應(yīng)評估中，但其閉源屬性限制了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。中國臺灣的地震工程研究中心(NCREE)于2000年引進(jìn)了美國的地震損失評估系統(tǒng)HAZUS，根據(jù)臺灣地區(qū)數(shù)據(jù)和分析模式對其進(jìn)行的本土化調(diào)整和修改，最終完成了臺灣地震損失評估軟件(TELES)的研發(fā)[17-18]，TELES具備地震災(zāi)害潛在危險分析、建筑損害評估和社會經(jīng)濟(jì)損失評估等功能。針對特定區(qū)域范圍應(yīng)用的地震災(zāi)害風(fēng)險管理評估系統(tǒng)平臺還有新西蘭的災(zāi)害風(fēng)險縱覽平臺(RiskScape)[19]、日本菲尼克斯災(zāi)害管理系統(tǒng)(PhoenixDMS)[20-21]、澳大利亞的地震災(zāi)害風(fēng)險模擬系統(tǒng)(EQRM)[22]、日本的多災(zāi)害風(fēng)險評估軟件OSRE[23]以及俄羅斯的災(zāi)害快速損失評估系統(tǒng)Extremum[15]等。

為突破平臺系統(tǒng)的適用區(qū)域限制，建立可擴(kuò)展、可更新的系統(tǒng)平臺，世界銀行、美洲發(fā)展銀行、聯(lián)合國國際減災(zāi)戰(zhàn)略中心、中美洲自然災(zāi)害預(yù)防協(xié)調(diào)中心等共同參與開發(fā)了風(fēng)險評估平臺(CAPRA)，CAPRA平臺是一個模塊化、可擴(kuò)展的概率風(fēng)險評估平臺，可進(jìn)行風(fēng)險分析并提供相應(yīng)決策支持[24-25]。在HAZUS的模塊架構(gòu)基礎(chǔ)上，中美地震研究中心和國家超級計算應(yīng)用中心在GIS開源平臺上開發(fā)了多災(zāi)害風(fēng)險評估軟件(MAEviz)，軟件具有可擴(kuò)展性和開源性，已被應(yīng)用于美國和土耳其等地的地震風(fēng)險和損失評估分析中[26]。世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織以減輕全球范圍內(nèi)地震風(fēng)險為目的發(fā)起全球地震模型(GEM)平臺建設(shè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目為全球范圍內(nèi)的地震風(fēng)險評估及相應(yīng)的合作交流提供了平臺[27-28]。在全球范圍內(nèi)適用的地震災(zāi)害損失評估軟件還有土耳其的地震損失評估軟件(ELER)[29]、國際地質(zhì)災(zāi)害中心研發(fā)的地震損失評估平臺(SELANA)[30]、歐洲的應(yīng)急響應(yīng)和減災(zāi)地震損失評估系統(tǒng)(QLARM)[31-32]以及國際減災(zāi)十年組委會和聯(lián)合國共同研發(fā)的城市地區(qū)地震災(zāi)害風(fēng)險評估工具(RADIUS)[33]。

地震快速評估可及時為政府部門震后救災(zāi)工作提供依據(jù)，最大限度減少地震災(zāi)害造成的損失。美國地質(zhì)調(diào)查局基于全球地震臺網(wǎng)觀測研發(fā)了地震快速評估系統(tǒng)(PAGER)，該系統(tǒng)能在震后半小時內(nèi)給出初步震害評估報告[3]，并向有關(guān)國家和地區(qū)提供地震災(zāi)害信息。意大利政府開發(fā)了地震模擬與應(yīng)急管理信息系統(tǒng)(SIGE)，系統(tǒng)在接受到地震信息數(shù)分鐘內(nèi)給出地震災(zāi)害預(yù)評估結(jié)果，且其地震災(zāi)害情景模擬軟件可按照設(shè)定地震模擬特定地震事件進(jìn)行地震災(zāi)害的動態(tài)評估，為部署救援行動提供可靠依據(jù)[34]。表1為部分系統(tǒng)平臺的名稱、研發(fā)單位、主要功能模塊及相應(yīng)特點(diǎn)。

表1 國外地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺Table 1 Disaster management system platform abroad

我國地震災(zāi)害軟件系統(tǒng)的研發(fā)始于20世紀(jì)90年代，李樹楨等[35-36]編制了以現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)的地震損失評估軟件(EDEP-93)，并采用該軟件對1993年普洱地震災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了評估。1997年國家地震局頒布了《地震災(zāi)害損失評估工作規(guī)定(試行)》，丁香和王曉青等據(jù)此研發(fā)了地震現(xiàn)場災(zāi)害損失評估系統(tǒng)(EDLES 1.0)[37]。然而，早期系統(tǒng)進(jìn)行震后損失評估的主要依據(jù)為地震現(xiàn)場調(diào)查資料，需要耗費(fèi)大量的人力物力，且當(dāng)時的計算能力以及展示平臺限制了系統(tǒng)的應(yīng)用。

地理信息系統(tǒng)GIS因具備空間數(shù)據(jù)分析、管理功能以及可視化等優(yōu)勢，逐漸成為地震災(zāi)害損失預(yù)測、評估和應(yīng)急決策等方面的重要技術(shù)支撐[38-43]。溫瑞智和賈國玉等[38]采用GIS將地震影響場與建筑物空間信息進(jìn)行匹配，研發(fā)了基于GIS的城市建筑物損失快速評估系統(tǒng)。王曉青等以首都圈防震減災(zāi)示范區(qū)建設(shè)項(xiàng)目為依托，結(jié)合GIS和Access數(shù)據(jù)庫完成了地震現(xiàn)場災(zāi)害損失評估地理信息系統(tǒng)(Map EDLES 2001 for Windows)的研發(fā)，系統(tǒng)具備震災(zāi)現(xiàn)場損失評估、災(zāi)情信息顯示及信息遠(yuǎn)程交換等功能[39]。隨后，網(wǎng)絡(luò)和遙感影像等技術(shù)的快速發(fā)展擴(kuò)展了系統(tǒng)平臺的功能[44-49]，提高了地震應(yīng)急的信息化水平。高惠瑛等[48]基于WebGIS構(gòu)建了地震災(zāi)情快速評估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地震災(zāi)情動態(tài)評估。陳豪等[49]結(jié)合基礎(chǔ)地理信息、多源遙感衛(wèi)星影像及動態(tài)災(zāi)情信息，構(gòu)建了基于WebGIS和空間技術(shù)的地震減災(zāi)信息化平臺，系統(tǒng)具備地震災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測、災(zāi)害評估、災(zāi)情信息實(shí)時共享以及應(yīng)急減災(zāi)輔助決策等功能。

風(fēng)險管理理論的引入使地震災(zāi)害風(fēng)險管理理念逐漸被納入到地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺的研發(fā)中[50-52]。丁香和王曉青等[51]采用GIS空間數(shù)據(jù)存取和處理技術(shù)研發(fā)了地震巨災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)(EQRiskAsia)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地震巨災(zāi)風(fēng)險綜合評估、地震災(zāi)害損失快速評估以及地震巨災(zāi)高風(fēng)險區(qū)識別。王東明課題組基于WebGIS開發(fā)了地震災(zāi)害風(fēng)險識別與損失預(yù)評估系統(tǒng)，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)建筑物抗震能力評估、地震災(zāi)害損失預(yù)評估、地震應(yīng)急備災(zāi)需求評估和抗震薄弱環(huán)節(jié)評估并提供相應(yīng)的對策和建議。為進(jìn)一步提高地震災(zāi)害損失評估的效率，丁香等[52]研發(fā)了基于格網(wǎng)的全國尺度地震災(zāi)害損失預(yù)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采用自動數(shù)據(jù)柵格化處理模塊對風(fēng)險評估相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行千米格網(wǎng)化處理，優(yōu)化數(shù)據(jù)組織的同時提升數(shù)據(jù)建立與更新的效率。潭慶全等[53]研發(fā)了離線式地震災(zāi)害損失評估系統(tǒng)，系統(tǒng)可存儲由地震損失評估模型生成的公里網(wǎng)格內(nèi)不同烈度下的地震損失預(yù)評估結(jié)果數(shù)據(jù)，將結(jié)果與離線地圖疊加獲得地震損失評估制圖表達(dá)。

近年來，三維可視化技術(shù)以及云計算技術(shù)的推廣使得地震風(fēng)險和損失評估系統(tǒng)功能日趨完善[54-57]。陳洪富等[54]基于WebGIS平臺和云計算技術(shù)研發(fā)了地震損失評估系統(tǒng)(HAZ-China)，能服務(wù)于震前、震時和震后的使用場景，并具備數(shù)據(jù)存儲、震害預(yù)測和應(yīng)急響應(yīng)等多種使用功能。鄭山鎖等[10, 55]應(yīng)用新的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫建立方法結(jié)合GIS技術(shù)集成開發(fā)了中國地震災(zāi)害損失評估系統(tǒng)(CEDLAS)，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對單體建筑、城市區(qū)域、國家范圍進(jìn)行震前災(zāi)害風(fēng)險評估、震中實(shí)時評估和震后境況模擬。表2為部分系統(tǒng)平臺的名稱、研發(fā)單位、主要功能模塊及相應(yīng)特點(diǎn)。

表2 國內(nèi)地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺Table 2 Disaster management system platform in China

1.2 系統(tǒng)平臺分析

基于不同的研究基礎(chǔ)和背景所開發(fā)的地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺各有特點(diǎn)，通過對國內(nèi)外地震災(zāi)害風(fēng)險與損失評估系統(tǒng)平臺進(jìn)行分析比較，總結(jié)其在業(yè)務(wù)功能、適用范圍、數(shù)據(jù)管理和資源共享方面對我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治平臺研發(fā)設(shè)計的啟示。

在業(yè)務(wù)功能方面，已有的地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺的功能側(cè)重點(diǎn)各不相同。國內(nèi)的地震災(zāi)害軟件系統(tǒng)多側(cè)重地震災(zāi)害損失評估，如Map EDLES是基于地震現(xiàn)場調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、動態(tài)的地震損失評估，HAZ-China可根據(jù)地震不同時段提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)功能，如震前預(yù)測、震中應(yīng)急決策和震后恢復(fù)重建等；而外國的災(zāi)害管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能較為豐富，如HAZUS-MH是目前業(yè)務(wù)功能覆蓋較為全面的災(zāi)害評估管理系統(tǒng)，可針對包含地震在內(nèi)的多種災(zāi)害進(jìn)行不同級別的風(fēng)險和損失評估，CAPRA還可提供緩解風(fēng)險的策略以促進(jìn)風(fēng)險決策達(dá)成。

在適用范圍方面，大多數(shù)地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺是針對各自國家區(qū)域情況研發(fā)，因此其適用范圍具有一定限制。如中國臺灣曾引進(jìn)美國的HAZUS以開發(fā)HAZ-Taiwan作為地震災(zāi)害決策支持系統(tǒng)，經(jīng)使用后發(fā)現(xiàn)依據(jù)HAZUS研發(fā)的系統(tǒng)并不適用于臺灣地區(qū)的災(zāi)害分析[18]，之后研究機(jī)構(gòu)根據(jù)臺灣地區(qū)本土數(shù)據(jù)和分析模式對初版的HAZ-Taiwan進(jìn)行了多方面的修改，最終形成了適應(yīng)于臺灣地區(qū)應(yīng)用的臺灣地震損失評估系TELES。我國地震活動具有特殊性，承災(zāi)體密集且差異大，研發(fā)地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺要綜合考慮我國地震災(zāi)害風(fēng)險特點(diǎn)，確保研發(fā)的平臺具有良好的適用性。

在數(shù)據(jù)管理方面，地震災(zāi)害風(fēng)險防治工作涉及的數(shù)據(jù)量大、類型多樣且來源復(fù)雜，為獲得可靠的風(fēng)險評估結(jié)果需要建立完備的數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)實(shí)施統(tǒng)一管理和及時更新。HAZUS-MH以美國國家數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)來源，根據(jù)較為全面的建筑物和人口數(shù)據(jù)開展風(fēng)險分析工作，提高了HAZUS-MH的評估工作的效率，促進(jìn)了其在美國的推廣和應(yīng)用；地震災(zāi)害損失評估系統(tǒng)CEDLAS結(jié)合移動GIS和手機(jī)操作系統(tǒng)開發(fā)了移動數(shù)據(jù)采集端，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時更新和高效采集。完備的數(shù)據(jù)庫是進(jìn)行地震災(zāi)害風(fēng)險和損失評估的基礎(chǔ)，以國家為單位對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，可使地震在風(fēng)險和損失評估的準(zhǔn)確性得到很大程度的改善，為政府的應(yīng)急決策和救援工作提供更可靠的支撐。

在資源共享方面，大多數(shù)地震災(zāi)害系統(tǒng)平臺無法實(shí)現(xiàn)軟硬件以及信息資源的共享，這大大限制了系統(tǒng)平臺的服務(wù)范圍。地震災(zāi)害損失評估系統(tǒng)HAZ-China提出通過云計算平臺實(shí)現(xiàn)軟硬件資源和信息的共享，將軟件和數(shù)據(jù)都存儲在遠(yuǎn)程的服務(wù)器上，用戶可通過瀏覽器和Web來訪問信息，系統(tǒng)根據(jù)用戶需求提供不同層次的服務(wù)[39]。云計算采用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時隨地、按需、便捷地訪問共享資源池的計算模式，為系統(tǒng)平臺提供了解決資源共享問題的可靠方案。

2 我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和功能需求

我國地震災(zāi)害防御工作歷經(jīng)多年發(fā)展，抗震減災(zāi)能力已經(jīng)有了一定的提升，地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)也不斷完善。在地震災(zāi)害風(fēng)險防治基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，針對地震活斷層探測、地震工程地質(zhì)勘察、重大工程場地地震安全性評價及全國范圍內(nèi)的建筑房屋、基礎(chǔ)設(shè)施信息等方面的數(shù)據(jù)不斷豐富；在業(yè)務(wù)建設(shè)方面，針對地震活斷層、地震區(qū)劃、地震災(zāi)害風(fēng)險評估、地震災(zāi)害預(yù)測等建立了多個技術(shù)系統(tǒng)，可提供地震活動斷層探察工作的管理與數(shù)據(jù)服務(wù)、抗震設(shè)防參數(shù)的信息檢索服務(wù)、地震災(zāi)害損失評估及地震災(zāi)害預(yù)測服務(wù)[58-66]。然而，面對新時代防震減災(zāi)事業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)需求，我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治工作中仍存在諸多問題。首先，地震災(zāi)害風(fēng)險防治工作涉及的數(shù)據(jù)類型多樣、來源繁雜[54]，相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、匯交、更新、共享、成果服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)制都未統(tǒng)一，因缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃與管理，造成各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)零散分布在不同的省局、業(yè)務(wù)中心和專家的手中，數(shù)據(jù)資源獲取、整合和使用難度非常大，數(shù)據(jù)價值難以得到深入挖掘。其次，地震災(zāi)害防治領(lǐng)域所研發(fā)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、模型、產(chǎn)出大多體現(xiàn)的是個性化、探索性，整合與管理困難，運(yùn)行效率不高。同時，風(fēng)險防治業(yè)務(wù)服務(wù)產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃與設(shè)計，產(chǎn)品清單和成果產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)缺乏，成果轉(zhuǎn)化率不足，地震災(zāi)害風(fēng)險防治的社會應(yīng)用服務(wù)效能不顯著。最后，由于缺乏國家級的地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺，覆蓋全國的地震災(zāi)害風(fēng)險業(yè)務(wù)難以統(tǒng)籌開展，嚴(yán)重制約了向政府、社會、公眾提供風(fēng)險防治專項(xiàng)服務(wù)的能力。

面對地震災(zāi)害風(fēng)險防治現(xiàn)代化業(yè)務(wù)新體系建設(shè)的迫切需求和建設(shè)健全集約高效的地震信息業(yè)務(wù)體系的任務(wù)，需要整合原有碎片化的業(yè)務(wù)工作，研發(fā)覆蓋地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查、評估、治理、服務(wù)全鏈條的風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺。依托平臺規(guī)范風(fēng)險調(diào)查、評估、治理和服務(wù)業(yè)務(wù)全鏈條的數(shù)據(jù)、方法模型和成果產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)地震災(zāi)害風(fēng)險防治各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集、匯交、共享、表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)籌管理和共享共用，提高成果轉(zhuǎn)化效率、發(fā)揮產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)效，從而實(shí)現(xiàn)以地震災(zāi)害風(fēng)險數(shù)據(jù)為紐帶、以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為引領(lǐng)、以業(yè)務(wù)平臺為支撐、以科技創(chuàng)新為動力的全國地震災(zāi)害風(fēng)險防治核心業(yè)務(wù)能力的全面提升。

3 平臺設(shè)計

3.1 設(shè)計目標(biāo)

國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計目標(biāo)為打造完備的地震災(zāi)害風(fēng)險業(yè)務(wù)支撐體系和服務(wù)體系。通過業(yè)務(wù)平臺的建設(shè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動匯集、風(fēng)險管理科學(xué)、信息共享便捷、協(xié)同聯(lián)動高效和公共服務(wù)精準(zhǔn)；通過綜合業(yè)務(wù)展示大廳的建設(shè)實(shí)現(xiàn)對地震災(zāi)害風(fēng)險防治數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)產(chǎn)品的集成展現(xiàn)與綜合管理；通過優(yōu)化整合云基礎(chǔ)設(shè)施平臺實(shí)現(xiàn)與省地震局的科研、業(yè)務(wù)、管理、服務(wù)、監(jiān)管的“云+端”扁平化應(yīng)用；最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)險防治數(shù)據(jù)資源價值挖掘，凸顯業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能化特征，增強(qiáng)全局一體化服務(wù)能力。

3.2 總體架構(gòu)

平臺根據(jù)國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治的業(yè)務(wù)需求，結(jié)合國家防震減災(zāi)業(yè)務(wù)相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，充分利用地震風(fēng)險分析模型、二三維一體化風(fēng)險分析與展示、可視化分析等技術(shù)，按照業(yè)務(wù)主導(dǎo)、整體規(guī)劃的總體思路開展設(shè)計。圖1所示為按照層次化觀點(diǎn)描述的國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的總體架構(gòu)。在層次化模型中，整個系統(tǒng)從下至上分為基礎(chǔ)設(shè)置層、數(shù)據(jù)資源層、服務(wù)支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和用戶層共5個層面，同時在項(xiàng)目建設(shè)過程中逐步形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理制度，并按照安全與運(yùn)維保障體系運(yùn)行。

圖1 平臺的總體架構(gòu)Fig.1 Overall framework of the platform

(1)基礎(chǔ)設(shè)施層：是整個平臺的支撐體系，基礎(chǔ)設(shè)施層在震防中心和臺網(wǎng)中心兩級部署，業(yè)務(wù)平臺部署于震防中心基礎(chǔ)軟硬件平臺，數(shù)據(jù)中心部署于臺網(wǎng)中心云平臺。

(2)數(shù)據(jù)資源層：建立國家地震災(zāi)害風(fēng)險數(shù)據(jù)庫，主要包括活動斷層庫、地震區(qū)劃庫、工程場地庫、建筑物信息庫、生命線工程庫、重要基礎(chǔ)設(shè)施庫、承災(zāi)體易損性庫、地震地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險源庫、地震次生災(zāi)害風(fēng)險源庫、綜合防災(zāi)庫等。通過數(shù)據(jù)管理模塊與多部門、多層級跨平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享，達(dá)成數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與共享分發(fā)。

(3)服務(wù)支撐層：在基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)、應(yīng)用支撐等層級，為數(shù)據(jù)采集、質(zhì)檢核查、評估區(qū)劃、風(fēng)險制圖等業(yè)務(wù)，以及數(shù)據(jù)庫管理、GIS平臺管理、集成管理等提供相應(yīng)的通用服務(wù)。

(4)業(yè)務(wù)應(yīng)用層：整個平臺架構(gòu)中的核心部分，形成國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治應(yīng)用模塊，包括風(fēng)險調(diào)查模塊、風(fēng)險評估模塊、風(fēng)險治理模塊、風(fēng)險服務(wù)模塊四大核心模塊，以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和工作門戶，并通過系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有系統(tǒng)軟件、全國災(zāi)害風(fēng)險綜合普查軟件系統(tǒng)等進(jìn)行對接集成。

(5)用戶層：業(yè)務(wù)平臺的用戶涉及參與地震災(zāi)害風(fēng)險防治工作的國家及省級兩個行政管理層級，包括管理人員、專業(yè)技術(shù)人員、調(diào)查人員、質(zhì)檢人員等。

(6)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理制度：是保障平臺順利建設(shè)、規(guī)范化運(yùn)行及后續(xù)推廣的基礎(chǔ)。平臺建設(shè)參考國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、地震行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及“全國災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查與重點(diǎn)隱患排查工程”制定的標(biāo)準(zhǔn)，在平臺建設(shè)過程中逐步形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理制度，管理和指導(dǎo)整個平臺運(yùn)行。

(7)安全與運(yùn)維保障體系：是平臺建設(shè)的軟環(huán)境部分，將在各個層面為平臺提供機(jī)密性、完整性、可靠性、可用性、可鑒別性等安全服務(wù)。

綜上，基于層次化的國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺整體架構(gòu)合理，層次清晰。同時，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理制度和安全與運(yùn)維保障體系使整個系統(tǒng)更加完善、安全、規(guī)范。

3.3 平臺業(yè)務(wù)功能設(shè)計

平臺業(yè)務(wù)功能設(shè)計圍繞地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)體系的實(shí)際需求，以形成“完善業(yè)務(wù)體系、整合數(shù)據(jù)資源、科學(xué)評估風(fēng)險、有效識別隱患、精準(zhǔn)風(fēng)險治理”為目標(biāo)，通過分析地震災(zāi)害風(fēng)險要素和梳理地震災(zāi)害風(fēng)險管理流程，設(shè)計了支撐地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)功能，業(yè)務(wù)功能包含風(fēng)險調(diào)查、風(fēng)險評估、風(fēng)險治理、風(fēng)險服務(wù)以及提供支撐的數(shù)據(jù)管理和工作門戶六大部分，具體如圖2所示。

圖2 業(yè)務(wù)功能設(shè)計Fig.2 Business function design

風(fēng)險調(diào)查：以摸清我國地震災(zāi)害風(fēng)險底數(shù)為目標(biāo)，開展房屋設(shè)施基礎(chǔ)信息調(diào)查、生命線工程建構(gòu)筑物基礎(chǔ)信息調(diào)查、重點(diǎn)隱患排查、地震工程地質(zhì)條件調(diào)查、地震活動斷層探測等，對全國地震災(zāi)害風(fēng)險底數(shù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化的收集、匯總和統(tǒng)籌管理，為高效科學(xué)開展地震災(zāi)害風(fēng)險評估奠定基礎(chǔ)。

風(fēng)險評估：基于地震活動斷層特性、工程場地特征、房屋設(shè)施抗震能力等地震災(zāi)害風(fēng)險基礎(chǔ)信息，研發(fā)面向不同尺度、精度需求的各類地震災(zāi)害風(fēng)險評估產(chǎn)品，包括承災(zāi)體地震易損性分析、地震現(xiàn)場損失評估、地震災(zāi)害損失預(yù)評估、地震災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃、區(qū)域性地震災(zāi)害風(fēng)險評估、地震重點(diǎn)危險區(qū)年度地震災(zāi)害風(fēng)險量化評估、重大工程地震風(fēng)險評估、區(qū)域地震災(zāi)害損傷評估等業(yè)務(wù)工作。

風(fēng)險治理：根據(jù)地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查和評估結(jié)果，面向全國地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)支撐，包括地震災(zāi)害風(fēng)險防治區(qū)劃、地震活動斷層避讓、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、地震易發(fā)區(qū)房屋設(shè)施抗震加固等方面的風(fēng)險隱患防治措施及關(guān)鍵技術(shù)，為抗震防災(zāi)規(guī)劃、抗震新技術(shù)、震后應(yīng)急避難場所規(guī)劃及恢復(fù)重建規(guī)劃等提供技術(shù)支撐和指導(dǎo)，從而提升地震安全水平。

風(fēng)險服務(wù)：通過建設(shè)和運(yùn)行全國統(tǒng)一的地震災(zāi)害風(fēng)險信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查、評估及治理信息數(shù)據(jù)的及時匯集、交換、處理和服務(wù)，面向各級政府、有關(guān)行業(yè)企業(yè)、社會公眾提供普惠化、精準(zhǔn)化的風(fēng)險產(chǎn)品服務(wù)、綜合評估服務(wù)、技術(shù)咨詢服務(wù)和應(yīng)用培訓(xùn)服務(wù)，包括提供重大活動期間的地震安全保障服務(wù)、房屋加固改造信息服務(wù)、地震災(zāi)害保險咨詢服務(wù)、地震災(zāi)害風(fēng)險信息服務(wù)、地震災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警服務(wù)、震后快速救援決策支持服務(wù)和震后功能恢復(fù)措施建議等。通過業(yè)務(wù)平臺的建立，針對地震災(zāi)害風(fēng)險防治應(yīng)用服務(wù)需求建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)和成果表達(dá)模板，構(gòu)建形式豐富的產(chǎn)品清單。

數(shù)據(jù)管理：通過制定和實(shí)施統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管控，為數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理活動提供規(guī)范依據(jù)；通過數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，根據(jù)各類數(shù)據(jù)的敏感程度制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)級別，繼而為數(shù)據(jù)的共享策略提供支撐服務(wù)；元數(shù)據(jù)管理提供數(shù)據(jù)獲取、查詢檢索、關(guān)聯(lián)分析、數(shù)據(jù)鏈路分析和指標(biāo)庫分析等功能，通過元數(shù)據(jù)服務(wù)接口還可為數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)封裝、安全管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用等提供輔助支持；數(shù)據(jù)質(zhì)量管理提供數(shù)據(jù)質(zhì)量信息的采集、規(guī)則驗(yàn)證、問題告警、問題評估、問題處理、知識庫及對外服務(wù)等功能。

工作門戶：系統(tǒng)平臺門戶要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的用戶管理和系統(tǒng)管理，包括用戶的登錄、注冊管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)管理、內(nèi)容管理、參數(shù)配置、策略管理、接口管理、日志管理、提供對系統(tǒng)基礎(chǔ)圖件模板庫管理、圖形符號庫管理等功能。

4 平臺功能展望

國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的建立是對地震災(zāi)害風(fēng)險防治現(xiàn)代化進(jìn)程的探索和實(shí)踐，依托該平臺將解決行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)資源難以共享的難題，提高地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查和地震災(zāi)害風(fēng)險評估業(yè)務(wù)能力，補(bǔ)齊地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)體系和公共服務(wù)體系建設(shè)短板，推進(jìn)地震災(zāi)害風(fēng)險防治國家業(yè)務(wù)體系的建設(shè)。

(1)通過國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的建設(shè)，可推動地震災(zāi)害風(fēng)險防治現(xiàn)代化業(yè)務(wù)體系發(fā)展。形成由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取和處理、基礎(chǔ)支撐能力、核心業(yè)務(wù)應(yīng)用和公共服務(wù)等方面構(gòu)成的地震災(zāi)害風(fēng)險防治現(xiàn)代化發(fā)展框架，具備核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域的指導(dǎo)能力。填補(bǔ)地震災(zāi)害風(fēng)險基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺空白，建成地震區(qū)劃、活動斷層、房屋建筑和“一帶一路”基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)平臺，建設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)匯交、更新、共享、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)制；聚焦當(dāng)前業(yè)務(wù)體系碎片化、脫離應(yīng)用等問題現(xiàn)狀，基本形成地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查評估業(yè)務(wù)工作體系，顯著提升標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化水平，推動風(fēng)險調(diào)查業(yè)務(wù)常態(tài)化、風(fēng)險評估業(yè)務(wù)流程化；整合相關(guān)數(shù)據(jù)、信息與技術(shù)，推動防震減災(zāi)決策、公眾、專業(yè)、專項(xiàng)服務(wù)能力均衡發(fā)展，補(bǔ)齊公共服務(wù)短板，基本形成地震災(zāi)害風(fēng)險防治公共服務(wù)有效供給。

(2)通過國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的建設(shè)，可提升服務(wù)市場和經(jīng)濟(jì)的能力。整合地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查、評估、治理和服務(wù)的基礎(chǔ)資源向用戶提供各類服務(wù)，不僅提高資源的利用率，而且還減少了以項(xiàng)目為主的重復(fù)投資，按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)維的思路，提高系統(tǒng)的可用性，降低了總體成本。以數(shù)據(jù)驅(qū)動應(yīng)用，形成針對不同行業(yè)或者群體的特色產(chǎn)品服務(wù)，如為高鐵、核電站、機(jī)場、水庫等重大工程提供地震災(zāi)害風(fēng)險評估工作，為政府、市場、社會公眾、企業(yè)等提供輔助決策服務(wù)，具有良好的社會服務(wù)價值。

5 結(jié)語

防范和化解地震災(zāi)害風(fēng)險是現(xiàn)階段我國防震減災(zāi)工作的指導(dǎo)方針，地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的建設(shè)將為推動地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)和提高地震災(zāi)害風(fēng)險綜合防治水平提供有力支撐。本文回顧了國內(nèi)外已有的災(zāi)害風(fēng)險和評估系統(tǒng)平臺的發(fā)展歷程、功能特點(diǎn)等，對其業(yè)務(wù)功能、適用范圍、數(shù)據(jù)庫和資源共享方面進(jìn)行了總結(jié)，得出對我國地震災(zāi)害風(fēng)險防治平臺研發(fā)方面的啟發(fā)。對我國目前地震災(zāi)害防治業(yè)務(wù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，明確了主要存在的問題及業(yè)務(wù)需求，圍繞地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)功能實(shí)際需求提出以地震災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查、評估、治理和服務(wù)為核心業(yè)務(wù)鏈條的國家地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計構(gòu)想。按照業(yè)務(wù)主導(dǎo)、整體規(guī)劃進(jìn)行平臺的總體架構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)分為用戶層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、服務(wù)支撐層、數(shù)據(jù)資源層和基礎(chǔ)設(shè)置層，并對地震災(zāi)害風(fēng)險防治業(yè)務(wù)體系的實(shí)際需求對業(yè)務(wù)功能進(jìn)行初步設(shè)計。最后，對平臺的功能進(jìn)行了展望。