簡介
中國大陸強震頻發(fā)，5級以上地震平均每年發(fā)生數(shù)十次。按照中國地震局要求，相關(guān)單位需要在震后第一時間快速開展震后應(yīng)急會商等工作?？紤]到5級地震的頻發(fā)性和突發(fā)性、應(yīng)急工作的急迫性，急需開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急產(chǎn)品自動產(chǎn)出系統(tǒng)，滿足應(yīng)急會商的時效需要，減輕相關(guān)科研人員的工作壓力。為此，我們開發(fā)了地震會商技術(shù)系統(tǒng)-全國5級地震應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)（ISPEC-EMOS-CM5），目前主要為中國地震局地震預(yù)測研究所人員提供產(chǎn)品服務(wù)。該系統(tǒng)針對發(fā)生在中國大陸（含香港、澳門、臺灣島，不含海域）的5級以上地震，通過自動觸發(fā)和人工觸發(fā)兩種方式實現(xiàn)震后應(yīng)急相關(guān)產(chǎn)品的快速自動產(chǎn)出和成果匯集推送，方便相關(guān)單位在震后第一時間快速開展相關(guān)的應(yīng)急工作。目前匯集的產(chǎn)品主要包括：地震基本信息、震中及測震臺站分布、歷史中小地震活動、震中附近臺站波形、震源機制解、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及歷史強震分布圖、周邊地震序列類型、歷史震源機制解、區(qū)域GPS水平速度場、同震位移/應(yīng)變/重力/水準(zhǔn)面模擬結(jié)果、川滇地震實驗場成果、地震周圍大型水庫信息、區(qū)域GPS應(yīng)變率場、地震影響場分布圖、災(zāi)區(qū)背景遙感影像圖、災(zāi)區(qū)地勢圖、災(zāi)區(qū)行政區(qū)劃圖、災(zāi)區(qū)人口分布圖、災(zāi)區(qū)建筑物分布圖等，開發(fā)平臺為數(shù)據(jù)專家（Datist）。
一、系統(tǒng)整體設(shè)計
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1-1，簡單介紹下設(shè)計思路。圖中的1區(qū)主要是利用接收到的信息更新主要的流程變量，之后通過預(yù)先設(shè)置好的一些條件就可以判斷是否繼續(xù)執(zhí)行下去。如果滿足條件，則會繼續(xù)執(zhí)行2區(qū)的一系列預(yù)操作，包括清空微信緩存文件、提前發(fā)送參數(shù)文件給其它程序、微信用戶和郵箱用戶定義、提示信息發(fā)送、無用PPT和臨時文件清空等，之后將會執(zhí)行主體操作部分。主體操作部分主要包括3區(qū)、4區(qū)和5區(qū)的操作，其中3區(qū)中的每個超節(jié)點都是一個相對完整的功能，包含了數(shù)據(jù)輸入-處理-成果產(chǎn)出等整個過程，這里的輸出為PPT，之后通過4區(qū)的操作可以將不同的PPT組件篩選、排序、拼接成最終需要的PPT產(chǎn)品，最后在5區(qū)通過微信企業(yè)號、郵箱等形式推送給目標(biāo)用戶，并且在微信公眾號輸出一些提示信息。
下面將對幾大部分的設(shè)計思路進(jìn)行簡單介紹。
二、系統(tǒng)觸發(fā)方式
上傳到中國地震局第二監(jiān)測中心服務(wù)器上的ISPEC-EMOS-CM5系統(tǒng)目前包含兩個單獨的系統(tǒng)，分別對應(yīng)兩種觸發(fā)方式：一種是自動觸發(fā)方式。通過關(guān)聯(lián)EQIM信息服務(wù)，可以自動接收地震短信并被觸發(fā)啟動，通過內(nèi)置的震級閾值和空間范圍等條件判斷是否滿足自動觸發(fā)條件，如果滿足則運行系統(tǒng)后續(xù)處理功能，并產(chǎn)出相應(yīng)應(yīng)急產(chǎn)品。另一種是手動觸發(fā)方式。對于一些不滿足自動觸發(fā)條件的地震事件，如果仍有產(chǎn)出需求，則可以通過手動觸發(fā)的方式實現(xiàn)，通過在微信企業(yè)號/企業(yè)微信下發(fā)送指定格式的信息即可以觸發(fā)系統(tǒng)。
如果觸發(fā)條件設(shè)置合適，自動觸發(fā)方式將可以解決大部分應(yīng)急會商的需求，這樣就會極大減輕相關(guān)人員的壓力，無需時刻關(guān)注地震信息，也無需人工操作。當(dāng)然，有時候一些地震雖然震級偏小但是大家都比較關(guān)注，需要有相關(guān)應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出，這時就需要利用手動觸發(fā)的方式。而且為了達(dá)到自動觸發(fā)的效果，一般自動觸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)格式和觸發(fā)條件等相對比較固定，靈活性欠佳。手動觸發(fā)系統(tǒng)則可以通過內(nèi)部設(shè)置多樣的條件，達(dá)到不同的產(chǎn)出效果，例如可以通過在輸入信息中添加不同的關(guān)鍵字達(dá)到推送不同人群的效果，這樣就可以方便的在測試運行和正式推送間靈活切換而無需調(diào)整系統(tǒng)。而且兩套系統(tǒng)的同時運轉(zhuǎn)可以保證在進(jìn)行某個系統(tǒng)升級測試時至少還有另一套系統(tǒng)可以應(yīng)對突發(fā)地震情況。
當(dāng)然，考慮到服務(wù)器穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葐栴}，我們還在本地服務(wù)器上部署了ISPEC-EMOS-CM5系統(tǒng)，以應(yīng)對中國地震局第二監(jiān)測中心服務(wù)器無法正常運行的情況。本地版本的系統(tǒng)目前只能在數(shù)據(jù)專家（Datist）中人工輸入相應(yīng)參數(shù)運行。
三、系統(tǒng)涉及的幾種產(chǎn)品產(chǎn)出和集成方式
3.1 模式一
成果集成方式：直接提供數(shù)據(jù)、繪圖腳本等給系統(tǒng)，由系統(tǒng)自行繪制。適用情況：數(shù)據(jù)幾乎不會再更新，沒有涉及復(fù)雜運算、繪制等。典型例子如震中及臺站分布圖（圖3-1）、周邊地震序列類型（圖3-2）、歷史震源機制解（圖3-3）、地震周圍大型水庫信息（圖3-4）、區(qū)域GPS水平速度場（圖3-5）、區(qū)域最大剪切應(yīng)變率（圖3-6）、區(qū)域面應(yīng)變率（圖3-7）、中國地震科學(xué)實驗場川滇地區(qū)垂向運動速度結(jié)果（圖3-8）、中國地震科學(xué)實驗場地殼剪切波速度模型（圖3-9）、中國地震科學(xué)實驗場除叢后地震目錄（圖3-10）等。
3.2 模式二
成果集成方式：提供數(shù)據(jù)庫/ftp/服務(wù)器訪問方式、繪圖腳本等給系統(tǒng)，由系統(tǒng)訪問獲取數(shù)據(jù)并自行繪制。適用情況：數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫/ftp/服務(wù)器中并會更新，沒有涉及復(fù)雜運算、繪制等。典型例子如歷史中小地震活動（圖3-11）等。
3.3 模式三
成果集成方式：提供遠(yuǎn)程linux服務(wù)器訪問方式，成果由遠(yuǎn)程服務(wù)器自行產(chǎn)出維護(hù)，系統(tǒng)只負(fù)責(zé)抓取成果、傳輸參數(shù)等。適用情況：成果產(chǎn)出涉及l(fā)inux服務(wù)器上的復(fù)雜運算、繪制等，需要專業(yè)運算及維護(hù)。系統(tǒng)通過scp方式直接獲取最終成果，需要的話也可以通過ssh、scp給遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送簡單指令、傳送參數(shù)文件。典型例子如震中附近臺站波形（圖3-12）、震源機制解（圖3-13）、同震位移模擬結(jié)果（圖3-14）、同震應(yīng)變模擬結(jié)果（圖3-15）、同震重力及大地水準(zhǔn)面變化模擬結(jié)果（圖3-16）等。
3.4 模式四
成果集成方式：提供遠(yuǎn)程ftp訪問方式，成果由遠(yuǎn)程服務(wù)器自行產(chǎn)出維護(hù)，系統(tǒng)只負(fù)責(zé)抓取成果、傳輸參數(shù)等。適用情況：成果產(chǎn)出涉及windows服務(wù)器上的復(fù)雜運算、繪制等，需要專業(yè)維護(hù)。通過ftp方式給遠(yuǎn)程windows服務(wù)器傳遞參數(shù)文件，遠(yuǎn)程服務(wù)器需要略微修改程序用于實時監(jiān)測參數(shù)文件，并進(jìn)行運算產(chǎn)出，最后系統(tǒng)通過ftp將最終的成果抓回。典型例子如區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及歷史強震分布圖（圖3-17）、地震影響場分布圖（圖3-18）、災(zāi)區(qū)背景遙感影像圖（圖3-19）、災(zāi)區(qū)地勢圖（圖3-20）、災(zāi)區(qū)行政區(qū)劃圖（圖3-21）、災(zāi)區(qū)人口分布圖（圖3-22）、災(zāi)區(qū)建筑物分布圖（圖3-23）。
四、成果產(chǎn)出及推送方式
考慮到各種應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出所需時間不同，根據(jù)實際需要，將可以快速產(chǎn)出的應(yīng)急產(chǎn)品放入預(yù)報1.0版PPT，并將遙感產(chǎn)品單獨生成應(yīng)急版PPT，將較為耗時的成果（震中附近臺站波形、震源機制解、同震位移/應(yīng)變/重力/水準(zhǔn)面模擬結(jié)果等）補充到預(yù)報2.0版PPT。當(dāng)觸發(fā)系統(tǒng)后會出現(xiàn)提示信息表明正常啟動，一般在系統(tǒng)啟動后5~10分鐘會產(chǎn)出預(yù)報1.0版PPT和應(yīng)急版PPT，系統(tǒng)啟動后10~20分鐘會產(chǎn)出預(yù)報2.0版PPT（對于臺灣地區(qū)地震不生成2.0版；對于中國大陸2.8級以下地震也不生成2.0版，對于2.8~4.5級間的地震2.0版中僅增加波形圖，對于4.5級以上地震則同時增加波形圖、震源機制圖、同震位移/應(yīng)變/重力/水準(zhǔn)面模擬結(jié)果等）。
產(chǎn)出成果將以兩種形式對目標(biāo)人群進(jìn)行推送，一種是將成果PPT發(fā)送到微信企業(yè)號/企業(yè)微信中，一種是將成果PPT通過預(yù)設(shè)的郵箱列表發(fā)送到指定郵箱，基本可以滿足目前的需求。
五、總結(jié)
1. 利用EQIM+Datist服務(wù)器+流程調(diào)度服務(wù)器+地震會商技術(shù)系統(tǒng)流程構(gòu)成的自動觸發(fā)系統(tǒng)，可以基本實現(xiàn)震后應(yīng)急產(chǎn)品的全自動產(chǎn)出及推送，解放業(yè)務(wù)人員。
2. 業(yè)務(wù)人員運維壓力減輕，僅需在各別地震發(fā)生時采用人工方式觸發(fā)系統(tǒng)，或者在服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等出現(xiàn)故障時啟用本地應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)。
3. 為了及時掌握系統(tǒng)狀態(tài)，保證地震發(fā)生時能夠正常運行，一方面需要定時監(jiān)測Datist服務(wù)器和流程調(diào)度服務(wù)器狀態(tài)，另一方面還需要定時監(jiān)測成果產(chǎn)出所需訪問的其它服務(wù)器狀態(tài)是否正常。我們的做法是編寫了服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)測流程，定時每小時訪問成果產(chǎn)出所需訪問的所有服務(wù)器，如果無法正常訪問，便反饋異常信息以便核查，正常則不反饋。當(dāng)然，不反饋的情形可能對應(yīng)兩種原因，一種是所訪問服務(wù)器確實無異常，另一種則是因為Datist服務(wù)器或流程調(diào)度服務(wù)器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)測流程沒有正常運行，自然不反饋信息。為此，我們設(shè)計服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)測流程在上午和下午指定時間各發(fā)送一條提示信息，如果屆時未收到信息，則可以判斷Datist服務(wù)器或流程調(diào)度服務(wù)器出現(xiàn)故障，這時需要及時聯(lián)系相關(guān)人員排除問題，并啟用本地應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)以備地震發(fā)生。
4. 當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時為了及時判斷Datist服務(wù)器是否正常運轉(zhuǎn)，可以在應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)流程里一開始的位置推送提示信息給目標(biāo)人群，這樣如果地震發(fā)生但是沒有看到提示信息，那么就可以判斷Datist服務(wù)器故障，應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)并未正常觸發(fā)，可以及時啟用本地應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)，避免耽誤時間。
5. 隨著地震會商技術(shù)系統(tǒng)的逐步發(fā)展，有一個問題會變的較為突出，即如何集成多樣化的成果產(chǎn)出。一般有兩種方式，各有利弊。一種是將成果產(chǎn)出依賴的數(shù)據(jù)、程序等全部移植到二測中心的服務(wù)器上，優(yōu)點是相對集中，避免了訪問多個服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)隱患，缺點是由于產(chǎn)品多樣化導(dǎo)致移植和后期維護(hù)難度較大，而且一旦二測服務(wù)器故障將導(dǎo)致大量成果無法正常產(chǎn)出。另一種是分布式管理，即特色化的產(chǎn)品交給專業(yè)人員在各自獨立的服務(wù)器上運維，應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)僅負(fù)責(zé)簡單的參數(shù)和文件交換，優(yōu)點是專業(yè)的事交給專業(yè)的人做，維護(hù)難度降低，應(yīng)急產(chǎn)出系統(tǒng)架構(gòu)和欲引入的專業(yè)程序無需做較大調(diào)整，接入簡單，且很難出現(xiàn)全體故障的情形，缺點是由于需要訪問的服務(wù)器增多，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險加大。個人比較傾向于分布式管理，當(dāng)然也不可一概而論，還需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。
6. 目前的產(chǎn)出可以通過微信企業(yè)號/企業(yè)微信和郵件的方式進(jìn)行自動推送，基本滿足了需求。當(dāng)然，如果一些單位仍然比較適應(yīng)微信群方式的話，還可以設(shè)計微信群自動推送的相關(guān)功能。目前騰訊公司似乎并未開放相關(guān)功能，因此可能需要借助第三方外掛實現(xiàn)，但是需要考慮存在一定的封號風(fēng)險。大致設(shè)計思路還是自動監(jiān)測硬盤上是否有指定文件產(chǎn)生，一旦產(chǎn)生就通過外掛發(fā)送到指定微信群，具體細(xì)節(jié)這里不做過多討論。
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