山西省市县一体化气象预警服务平台的设计研究_王涛.pdf

文章编号：1673-887X(2023)06-0068-03山西省市县一体化气象预警服务平台的设计研究王涛，贺超，程海军（山西省气象灾害应急保障中心，山西太原030002）摘要山西省市县一体化气象灾害预警服务平台基于“政务云+专有云”的云模式支撑架构，可实现预警信息自动采集、统一发布手段的策略发布、预警靶向发布、实时反馈监控、发布效果分析等功能，创建标准化的统一对外服务开放接口，优化预警信息发布数据流程。通过对平台的合理设计和实现，为省市县提供统一的网络架构、安全机制、数据接入标准规范和运维体系，以期为本省省级国突系统和气象灾害应急指挥平台建设提供参考。关键词一体化；气象预警；服务平台中图分类号S126文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.06.023Design and Research on City and County Integrated Meteorological EarlyWarning Service Platform in Shanxi ProvinceWang Tao,He Chao,Cheng Haijun(Shanxi Meteorological Disaster Emergency Support Center,Taiyuan 030002,Shanxi,China)AbstractAbstract：Based on the cloud mode support architecture of government cloud+proprietary cloud,the integrated meteorological disaster early warning service platform of Shanxi Province can realize automatic collection of early warning information,strategic release of unified release means,targeted release of early warning,real-time feedback monitoring,release effect analysis and otherfunctions,create a standardized unified external service open interface,and optimize the data flow of early warning information release.Through the reasonable design and implementation of the platform,the unified network architecture,security mechanism,dataaccess standards and operation and maintenance system are provided for provinces,cities and counties,in order to provide referencesfor the provincial national emergency system and the construction of meteorological disaster emergency command platform.Key words：integration,meteorological early warning,service platform气象灾害是自然灾害中发生频率高、损失重的一种灾害。为最大限度地避免灾害造成的生命和财产损失，国家突发事件预警信息发布系统于 2013 年完成系统建设，并于2015年全国业务正式运行。系统部署 1个国家级、31个省级、343个市级平台，实现了横向连接各部门预警信息的采集、共享发布，纵向实现国家、省、市各级预警信息的上下传输和共享1。使公众可以迅速有效地从各种信息发布媒介接收到各部门发布的预警信息2-4，实现预警信息的快速制作5、靶向发布6，以及高效传输到影响区域7，引导公众提前做好灾害应对准备，减少人员伤亡，落实防灾减灾严峻形势的属地责任，以国家应急管理治理现代化充分体现服务型政府关注民生、服务均等的责任，为社会经济发展保驾护航8，9。近年来，随着靶向预警信息发布、大数据人工智能、基于物联网等新兴技术的发展，在技术层面有助于解决目前预警发布业务存在的问题，云架构的一体化气象灾害预警服务平台的设计，将实现平台资源弹性部署和安全可靠的数据传输。本文对该平台的体系结构、数据流接口和功能设计模式进行研究分析，为省级国家突发事件系统和气象灾害应急指挥平台的设计和应用提供参考。1山西省省市县一体化预警平台架构设计1.1总体设计山西省省市县一体化气象灾害预警服务平台基于云架构模式构建，采用开放式预警系统框架，创建省级私有云和政府云作为基础支撑平台，按照信息系统安全等级保护三级保护的要求进行设计。省市县三级气象灾害预警发布平台采用私有云和政务云多个部门横向整合的方式，进行统一的资源集约化管理，统筹开发环境和标准化的开放数据接口，实现信息系统在省级集成共享、省市县系统建设符合国家电子政务项目的要求。1.2云模式设计一体化预警平台采用基于“政务云+专有云”的云模式架构支撑，提供省市县高效集约、安全可靠的计算处理和存储资源。如图1所示，平台配置合理优化后的网络资源，政务云负责对气象灾害应急指挥部成员部门提供数据接入、数据共享和对社会公众发布信息等服务。专有云负责预警发布、核心数据存储备份，向气象灾害应急指挥部成员部门内部应急负责人提供预警发布和定向发布功能的数据处理和分析。收稿日期2023-03-02基金项目山西省气象科研项目（SXKMSFW20217119）。作者简介王涛（1983-），男，山西人，高级工程师，硕士，研究方向：气象灾害应急与预警发布技术研究，调查研究第6期（总第402期）68平台综合考虑安全因素，从网络架构、安全机制、数据接口标准和运维等方面统一为省市县进行设计构建。数据接入传输数据共享数据对外发布微博邮件广播、电视新媒体社会公众政务云专有云数据发布数据处理分析数据存储备份应急指挥短信传真声讯应急责任人图1一体化预警平台云模式Fig.1 Integrated early warning platform cloud model2系统功能设计2.1预警信息发布服务2.1.1预警信息自动化采集功能一体化预警平台预警信息采集，可实现自动对接各相关部门的预警信息制作系统，支持与气象灾害相关的应急管理部门、农业农村部门、人防部门、自然资源部门、生态环境部门、大气污染防治指挥部等涉灾部门的不同预警类型和预警模板进行定制化操作，实现对发布单位、发布时间、预警类型一致化校验，以及对预警内容的敏感词和自然语义分析质控功能。2.1.2统一发布手段的策略发布功能整合省市县三级各类预警发布手段资源，统一接入一体化预警平台，并实行统一调度管理。平台根据各类预警类型、预警等级和预警发布范围自动配置策略进行一键式智能发布，同时市县能根据自身受灾区域的各类致灾因子系数进行算法分析，完成定制化的预警策略发布。2.1.3预警靶向发布功能实现移动大数据平台基于地理信息系统的预警落区算力分析，面向公众和应急责任人准确研判预警影响范围和受众群体。根据应急负责人和公众预警需求绘制受众用户画像，实现全方位的预警精准发布定制化服务。2.1.4反馈监控实时展示功能对预警信息的采集、审核、发布环节，国家级备案全流程和各类预警发布手段发布结果进行反馈监控；对业务系统、应用进程与数据存储运行状态实时全流程监控分析；对所有监控信息进行省市县一体化综合展示。2.1.5发布效果分析功能实现各预警发布渠道发布结果收集分析，包括对预警发布时效性、送达率等多个维度进行数据分析，通过统计分析对预警信息发布结果进行综合性、客观性分析评价。2.2数据服务与基础资源支撑数据服务依靠预警发布业务的应用规划数据库数据资源进行，对省市县发布数据资源进行统一整合分配，通过预警发布数据的采集、汇集、处理、分析、共享等工作，针对不同防灾减灾平台用户提供统一的数据资源共享服务。基础资源充分考虑本省政务云建设现状，对重大气象灾害应急指挥部成员单位以政务云为平台接入和预警发布的运行环境；对气象部门以专有云为平台的主要运行环境。按照网络分区分域的业务运行特点，根据数据传输类型、传输时效、传输方式、安全要求等要求进行网络拓扑、网络带宽统一规划设计。2.3一体化信息安全保障体系设计综合预警平台的安全策略，包括安全组织划分、业务系统分类、数据信息分类、子系统互联、信息流控制策略等，形成统一的安全工作运维模式。在专用网络和电子政务网络区域部署网络防火墙、入侵检测和防御、漏洞扫描系统、智能安全管理平台以及其他安全设备和系统。如图2所示，构建满足省、市、县统一的三级信息安全等级保护的安全保障体系，全面提升综合预警平台的安全性和开放性。预警信息发布服务自动采集策略发布靶向发布效果分析反馈监控数据服务支撑采集汇集处理分析共享基础数据库发布数据库 备份共享数据库基础资源支撑政务云专有云省市县一体化信息安全保障体系开放统一数据解口标准体系图2一体化预警平台总体架构图Fig.2 Overall architecture diagram of integrated early warning platform3开放式数据接口设计一体化预警平台为省级统一部署，如图3所示，接口设计实现预警信息采集、预警信息国家级备案、各类发布终端的开放对接、发布终端的综合反馈、系统运行状态信息监控、防灾减灾部门预警灾害信息接入、气象灾害应急指挥平台接入，以及全网发布和靶向发布的信息推送接口。气象防灾减灾应急指挥部为相关部门创建队列化的信息采集接口，实现预警数据自动对接共享。发布各类预警终端信息，发布终端管理和各类反馈信息接口，为外部服务创建标准化、统一的开放接口。气象灾害应急指挥系统接口实现应急响应启动和发布报告，以及各种指挥命令的发送和接收反馈；大数据分析和显示界面实现个性化定制，并收集发布结果信息。定向发布和全网发布提供了基于时空、级别类型、及时性和发布单位等多维度组合的预警信息推送接口，从而实现决策者、应急响应者和社交媒体的智能策略发布。4系统数据流程分析利用专有云和电子政务云，各气象灾害应急指挥部成员单位通过预警信息生产平台自动连接省、市、县综合预警平调查研究第6期（总第402期）农业技术与装备696袁永辉,吴人亮,张韵风.冰冻切片在临床病理诊断与研究中的应用J.实用医技杂志,2003(11):1240-1242.7罗庆丰,谢梅,高玟,等.冰冻切片及免疫组织化学技术在胸腹水细胞诊断中的应用J.实用癌症杂志,2007(4):363-364.8林月惠,李寒冰,贺新强.高度木质化材料的冰冻切片技术J.植物学通报,2001,18(1):118-120.9陆叶,席梦利,郑佳,等.杨树和杉木茎段组织的冰冻切片技术研究J.南京林业大学学报(自然科学版),2009,33(6):44-48.10万怡震,贺普超.葡萄浆果冰冻切片技术参数的研究J.西北植物学报,2001(2):382-386+410.11陈丹,赵洁.适合于植物花器官的冰冻切片技术J.武汉植物学研究,2005(3):285-290.12刘剑锋,程云清,阎秀峰,等.植物冰冻切片技术的改进J.南京林业大学学报(自然科学版),2006(3):128-130.13谢佩松,徐中根,韦存虚.冰冻切片技术在植物显微结构和组织化学中的应用J.生物学杂志,2009,26(3):72-74.14王颖,陈枝楠,章桂明,等.大豆北方茎溃疡病菌的检疫鉴定J.植物检疫,2007(4):195-197.15张志建,郑长英,赵川德,等.利用冷冻切片对球孢白僵菌侵染西花蓟马过程的观察J.环境昆虫学报,2017,39(1):181-186.台，将预警发布策略与不同的预警发布服务渠道相匹配，向社会公众、应急联动部门和灾害相关地区各级应急负责人发布预警信息。省市县通过平台全网短信、显示屏与大喇叭等公共终端，向受灾地区的观众实现精准定向发布预警信息。运行状态监控状态信息预警推送预警备案反馈信息省市县气象部门预警队列推送反馈信息防灾减灾部门气象灾害应急指挥平台大数据分析展示对接反馈预警发布终端省市县新一代一体化预警平台预警推送反馈预警推送查询检索预警信息应急响应命令反馈国家级平台精准靶向发布全网发布图3一体化预警平台数据接口Fig.3 Integrated early warning platform data interface国家级备案全网/靶向短信；微信、微博；新媒体；网站 app；电视广播；大喇叭、显示屏全流程监控发布效果反馈预警数据共享预警制作平台省市县新一代一体化预警平台预警发布策略匹配气象灾害应急指挥平台短信邮件传真12379声讯叫应社会公众应急联动责任人图4一体化预警平台数据流程Fig.4 Integrated early warning platform data flow预警全流程监控对预警制作、预警审核发布、发布渠道的效果反馈、预警信息国家级备案、部门数据共享的各个流程环节进行监控，实现对预警发布效率、预警发布渠道时效性、受众用户反馈进行综合监控和分析。气象灾害应急指挥平台启动应急响应时，可借助省市县一体化预警平台下达各类应急指令。具体的数据流程见图4。5结论省市县一体化气象灾害预警服务平台设计与研究，从以下3个方面解决了省市县气象灾害预警信息发布业务的痛点和难点：平台从功能上解决了目前存在的各防灾减灾部门与发布终端数据接入不标准、数据对接流程环节多、数据无法共享等各种问题，更有利于气象灾害应急指挥平台和各防灾减灾部门平台的统一接入；省市县“政务云+专有云”的云模式架构服务模式改变了原有系统省市两级部署模式，彻底解决了市级平台用户系统维护难、系统存在诸多网络安全问题等问题，同时平台的安全性、稳定性、数据高并发等方面均比之前系统有高效提升；平台省级统一部署，省市县三级应用的设计将极大提高预警灾害信息的发布效率，经初步测试，省市县级预警信息从采集到发布延时比原有系统平均缩短了35 min。参考文献1曹之玉,贺姗姗,孙超,等.国家突发事件预警信息发布云服务平台设计与实现J.科学技术与工程,2021,21(4):1483-1488.2谢国权,郑伟才,张峰,等.基于国家突发事件预警信息发布系统的数据对接与应用开发J.气象科技,2018,46(12):1130-1135.3李青,郭良,何秉顺,等.CAP协议在我国山洪灾害预警信息发布系统中应用的探索J.中国水利,2016(21):20-23.4孙健.打造权威国家预警发布系统 发出预警信息第一声音J.城市与减灾,2017(1):1-6.5蔡寅,张明,赵瑞,等.地震预警信息快速发布系统研究J.震灾防御技术,2019,14(1):247-258.6陈石定,刘翔,向立莉.靶向技术在预警信息发布中的应用J.计算机应用,2019,39(S1):88-92.7韩强,郑江平,赵瑞.基于北斗卫星传输的预警影响区域数据压缩算法J.科学技术与工程，2019,19(23):156-162.8张亚,江春,陈浩,等.气象预警信息一键式发布系统研究与应用J.气象科技,2016,44(10):41-46.9陈石定,刘翔,汪应琼.一种基于微服务架构的突发事件预警+辅助决策系统的设计与实现J.南京信息工程大学学报,2019,11(5):609-620.（上接第67页）调查研究王涛，贺超，程海军：山西省市县一体化气象预警服务平台的设计研究第6期（总第402期）70