肖 楠, 田 蘭

(1.成都信息工程大學(xué)軟件工程學(xué)院,四川 成都 610225;2.貴州省畢節(jié)市氣象局,貴州 畢節(jié) 551700)

0 引言

災(zāi)害的潛在性、突發(fā)性和復(fù)雜性導(dǎo)致災(zāi)害的成因各不相同,復(fù)雜多變的氣象環(huán)境給社會(huì)生產(chǎn)、人類(lèi)活動(dòng)和生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大威脅。畢節(jié)市位于貴州省西北部,屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候,由于夏季風(fēng)不穩(wěn)定,降水受季風(fēng)影響明顯,因此畢節(jié)市頻繁發(fā)生洪澇、暴雨和泥石流等自然災(zāi)害[1-3]。近些年,由于網(wǎng)絡(luò)、信息管理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展和實(shí)施,數(shù)據(jù)量出現(xiàn)了爆炸式增長(zhǎng),在面對(duì)多類(lèi)型、分布廣、多來(lái)源的氣象數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)時(shí),畢節(jié)市縣兩級(jí)氣象部門(mén)對(duì)服務(wù)產(chǎn)品的存儲(chǔ)比較分散凌亂、對(duì)數(shù)據(jù)處理和分類(lèi)操作切合度不高。同時(shí)在氣象服務(wù)工作中,災(zāi)害預(yù)警的監(jiān)測(cè)主要依賴值班人員人為跟進(jìn),當(dāng)發(fā)生災(zāi)害后只能通過(guò)人工撥打電話進(jìn)行呼叫,這會(huì)導(dǎo)致叫應(yīng)出錯(cuò)。因此,建立一個(gè)能夠在災(zāi)害發(fā)生前自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警,災(zāi)害發(fā)生后自動(dòng)通知相關(guān)部門(mén)采取措施的集約化氣象服務(wù)可視化系統(tǒng)尤為重要。

以B/S架構(gòu)為應(yīng)用框架,利用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)地理數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算,結(jié)合GIS技術(shù)和可視化技術(shù),實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與顯示,并通過(guò)設(shè)置自定義規(guī)則來(lái)動(dòng)態(tài)配置氣象災(zāi)害閾值,實(shí)現(xiàn)適應(yīng)不同時(shí)間、不同氣候的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警功能。同時(shí),采用IVR技術(shù)完成應(yīng)用系統(tǒng)與電話之間的通信,在能夠自動(dòng)且不占線的同時(shí)撥入多部分機(jī)號(hào)進(jìn)行通話的情況下,實(shí)現(xiàn)智能化精準(zhǔn)叫應(yīng)。該系統(tǒng)自投入試運(yùn)行以來(lái),不僅成為畢節(jié)市氣象部門(mén)監(jiān)測(cè)災(zāi)害性天氣、提高預(yù)警預(yù)報(bào)能力的有力支撐,而且提高了市縣之間的聯(lián)動(dòng)性,有效地分工協(xié)作,實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)統(tǒng)一的指揮調(diào)度。

1 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

在面對(duì)多類(lèi)型、分布廣、多來(lái)源的氣象數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)時(shí),畢節(jié)市縣兩級(jí)氣象部門(mén)對(duì)服務(wù)產(chǎn)品的存儲(chǔ)較分散凌亂,氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警指揮調(diào)度系統(tǒng)針對(duì)這一問(wèn)題采用了分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。分布式存儲(chǔ)是指按照一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)拆分成多個(gè)獨(dú)立單元分散存儲(chǔ)到多臺(tái)獨(dú)立的物理主機(jī)上。該技術(shù)基于多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)集成方法,把從CIMISS、FTP、共享文件夾等多種途徑中導(dǎo)入的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)格式(結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、站點(diǎn)、格點(diǎn))、氣象要素(地面、雷達(dá)、衛(wèi)星)、監(jiān)測(cè)對(duì)象(地面觀測(cè)資料、數(shù)值預(yù)報(bào))等多種分類(lèi)方式劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立且密切聯(lián)系的數(shù)據(jù)集合,并存儲(chǔ)到多臺(tái)獨(dú)立的物理節(jié)點(diǎn)上[4]。

由于單個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)容量有限,因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)前需要對(duì)目標(biāo)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。具體做法是:根據(jù)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)推算出總的數(shù)據(jù)量,并采用數(shù)據(jù)拆分算法進(jìn)行數(shù)據(jù)近似均等拆分,使每個(gè)主機(jī)完成數(shù)據(jù)的最佳存儲(chǔ)。

1.2 基于規(guī)則的氣象災(zāi)害預(yù)警模型

基于規(guī)則的氣象災(zāi)害預(yù)警模型,是指根據(jù)用戶創(chuàng)建的自定義氣象規(guī)則建立氣象災(zāi)害與氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系,嵌入到應(yīng)用程序中的規(guī)則引擎從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)之后進(jìn)行匹配,一旦達(dá)到或超過(guò)所設(shè)置的報(bào)警閾值,則通過(guò)閃爍、語(yǔ)音播報(bào)、電話等方式進(jìn)行提醒,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的目的。

氣象預(yù)警規(guī)則是對(duì)氣象災(zāi)害的致災(zāi)因子滿足何種條件下會(huì)觸發(fā)報(bào)警的邏輯描述。在整個(gè)模型實(shí)現(xiàn)規(guī)則推理的過(guò)程中引入謂詞邏輯,將所有氣象災(zāi)害術(shù)語(yǔ)中抽象出來(lái)的對(duì)象—屬性—值之間的三元關(guān)系轉(zhuǎn)換為同一形式邏輯范式,是規(guī)則形成的基礎(chǔ)。屬于二值邏輯的謂詞邏輯,在復(fù)雜多變的氣象領(lǐng)域具有唯一性,消除了表述氣象災(zāi)害術(shù)語(yǔ)中存在的歧義[5-6]。

定義1 一階謂詞邏輯。定義x是導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生的致災(zāi)因子,f(x)為致災(zāi)因子的命題函數(shù),z為災(zāi)害種類(lèi),對(duì)任意的災(zāi)害種類(lèi)z都有z?{z1,z2,…,zn},其中zi表示該災(zāi)害種類(lèi)的災(zāi)害等級(jí)。鑒于氣象規(guī)則的定義可能存在模糊邊界,如“積雪厚度可能影響交通”。針對(duì)這一問(wèn)題,本模型將隸屬函數(shù)和一階謂詞邏輯相結(jié)合,設(shè)隸屬函數(shù)θ(x)→[0,1],把模糊邏輯清晰化。zi用一階謂詞邏輯可表示為:

其中,θ(x)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定,y1和y2為某個(gè)致災(zāi)因子的閾值范圍。式(1)利用合式復(fù)合命題,將2個(gè)或2個(gè)以上的一階謂詞邏輯通過(guò)邏輯詞連接。

以暴雪災(zāi)害為例,根據(jù)積雪厚度和降雨量的強(qiáng)弱程度,將暴雪災(zāi)害劃分為4個(gè)子類(lèi),暴雪災(zāi)害?{藍(lán)色預(yù)警,黃色預(yù)警,橙色預(yù)警,紅色預(yù)警},其中暴雪的積雪厚度與其對(duì)交通的因影響程度成正比關(guān)系。對(duì)于暴雪預(yù)警來(lái)說(shuō),該積雪厚度不存在上限,下限為3 mm,以10 mm為分界線。暴雪橙色預(yù)警可用一階謂詞邏輯表示為

其中,x表示積雪厚度,y表示此刻6小時(shí)降雨量。

定義2 謂詞公式。對(duì)于規(guī)則性的語(yǔ)義描述,謂詞演算通常使用蘊(yùn)涵符號(hào)(→)連接一階謂詞形成謂詞公式,蘊(yùn)涵符號(hào)的前半部分為規(guī)則的執(zhí)行條件,后半部分為規(guī)則的執(zhí)行結(jié)果。定義m為氣象要素到達(dá)閾值之后所觸發(fā)的報(bào)警形式,對(duì)任意的報(bào)警形式m都有m?{m1,m2,…,mn},設(shè)P(zi)和Q(m)為分別是執(zhí)行條件和執(zhí)行結(jié)果的謂詞。一條氣象災(zāi)害預(yù)警規(guī)則可以表示為

以暴雪橙色預(yù)警為例,當(dāng)積雪厚度和降雨量到達(dá)所設(shè)定的閾值時(shí),便會(huì)觸發(fā)以閃爍、語(yǔ)音播報(bào)、彈出提示框等多種方式進(jìn)行提示的報(bào)警行為。設(shè)報(bào)警形式?{橙色閃爍,語(yǔ)音播報(bào),彈出提示框:“發(fā)布橙色預(yù)警公告”}。由式(2)可知暴雪橙色預(yù)警閾值的大小,則激活觸發(fā)暴雪橙色預(yù)警的報(bào)警行為的氣象預(yù)警規(guī)則可表示為

該模型使用J2EE技術(shù)框架體系,業(yè)務(wù)人員通過(guò)在瀏覽器中輸入關(guān)鍵詞和配置參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象規(guī)則的邏輯建立。后臺(tái)接收到Ajax請(qǐng)求后對(duì)傳來(lái)的自定義規(guī)則進(jìn)行語(yǔ)義解析,利用中文分詞、歸一化處理等語(yǔ)義分析技術(shù)結(jié)合邏輯轉(zhuǎn)換規(guī)則生成邏輯表示,并建立以謂詞邏輯為基礎(chǔ)的氣象規(guī)則庫(kù),以便規(guī)則引擎進(jìn)行訪問(wèn)。

規(guī)則引擎是氣象災(zāi)害規(guī)則庫(kù)工程化的關(guān)鍵步驟,能作為獨(dú)立組件嵌入在應(yīng)用程序中。按照功能分為規(guī)則收集器、工作存儲(chǔ)區(qū)和推理引擎3個(gè)模塊。本模型采用OWL API、Jena推理機(jī)對(duì)規(guī)則引擎進(jìn)行設(shè)計(jì)。由圖1可見(jiàn),該模型以先期構(gòu)建的氣象災(zāi)害規(guī)則庫(kù)作為輸入,存儲(chǔ)于系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為引擎驅(qū)動(dòng)。根據(jù)氣象資料推送頻率,工作存儲(chǔ)區(qū)定期提取氣象觀測(cè)數(shù)據(jù),為邏輯推理模塊提供匹配事實(shí),觸發(fā)規(guī)則引擎從規(guī)則庫(kù)中讀取規(guī)則并傳遞給規(guī)則收集器。推理引擎取出規(guī)則收集器和工作存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù),采用模式匹配算法依次進(jìn)行迭代匹配。匹配成功的規(guī)則加入議程,基于沖突消解處理策略按優(yōu)先級(jí)順序執(zhí)行結(jié)果。

圖1 規(guī)則引擎工作機(jī)制

1.3 基于IVR技術(shù)的叫應(yīng)模型

IVR技術(shù)即交互式語(yǔ)音應(yīng)答,將計(jì)算機(jī)數(shù)字語(yǔ)音處理技術(shù)與語(yǔ)言處理技術(shù)結(jié)合,允許計(jì)算機(jī)通過(guò)電話來(lái)監(jiān)測(cè)和播放語(yǔ)音信息,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)與電話之間的通信。該技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)和語(yǔ)音電話各自的優(yōu)點(diǎn),將保存在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)通過(guò)電話來(lái)達(dá)到信息的傳輸和獲取,成功完成了全自動(dòng)的電話服務(wù),極大提高了呼叫質(zhì)量。

在當(dāng)前的氣象服務(wù)中,災(zāi)害發(fā)生時(shí)主要依賴值班人員人為跟進(jìn),人工撥打電話叫應(yīng)相關(guān)部門(mén)展開(kāi)救援,這樣增大了操作人員的工作強(qiáng)度,辦事效率低。針對(duì)這一問(wèn)題,本系統(tǒng)采用了基于IVR技術(shù)的叫應(yīng)模型。當(dāng)值班人員收到報(bào)警裝置的提示后,該模型基于IVR技術(shù)將規(guī)則庫(kù)中的叫應(yīng)內(nèi)容翻譯為語(yǔ)音信息,通過(guò)電話接口自動(dòng)向某級(jí)氣象部門(mén)撥打電話。利用錄音功能,使叫應(yīng)任務(wù)記錄留痕,方便業(yè)務(wù)單位根據(jù)需要收集信息。此外,服務(wù)器采用多用戶分發(fā)模式,各級(jí)氣象部門(mén)擁有各自的叫應(yīng)內(nèi)容、叫應(yīng)對(duì)象信息和歷史叫應(yīng)記錄等相關(guān)信息,通過(guò)消息推送功能,依據(jù)不同的報(bào)警提示開(kāi)展市、縣兩級(jí)氣象部門(mén)分工協(xié)作,實(shí)現(xiàn)了市縣單位間工作協(xié)同和工作量分流。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 總體框架設(shè)計(jì)

畢節(jié)市氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警指揮調(diào)度系統(tǒng)使用B/S結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行搭建,采用了Spring MVC技術(shù)架構(gòu),同時(shí)通過(guò)建立基于規(guī)則的災(zāi)害天氣預(yù)警模型和利用IVR技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)叫應(yīng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和自動(dòng)化報(bào)警,為市縣兩級(jí)用戶在防災(zāi)減災(zāi)問(wèn)題上提供了數(shù)據(jù)和決策支持。如圖2所示,該系統(tǒng)采用了結(jié)構(gòu)分層的設(shè)計(jì)思想,將整個(gè)系統(tǒng)框架分為4層,由上至下分別為表示層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)設(shè)施層[7-8]。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

表示層:災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)各功能的訪問(wèn)接口,為用戶提供人機(jī)交互界面,滿足市縣兩級(jí)用戶操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的需求。其實(shí)現(xiàn)技術(shù)框架采用MVC模式,通過(guò)業(yè)務(wù)管理控制中心來(lái)接收前端用戶的操作請(qǐng)求,調(diào)用相應(yīng)業(yè)務(wù)模型處理用戶的請(qǐng)求,最終由業(yè)務(wù)控制中心調(diào)用相應(yīng)的視圖模型展示數(shù)據(jù),并提供數(shù)據(jù)信息查詢、可視化顯示數(shù)據(jù)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能,直觀可視地將系統(tǒng)數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀況集中展示給用戶。

應(yīng)用層:系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯功能實(shí)現(xiàn)層,主要負(fù)責(zé)處理該氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的各項(xiàng)基礎(chǔ)業(yè)務(wù),包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、三個(gè)叫應(yīng)、預(yù)報(bào)預(yù)警、產(chǎn)品服務(wù)、資料查詢、手機(jī)應(yīng)用、系統(tǒng)管理7大功能。利用氣象GIS技術(shù)在地圖上疊加降水、氣溫、雷達(dá)、衛(wèi)星云圖等綜合氣象要素展示和服務(wù)產(chǎn)品展示,并且通過(guò)對(duì)氣象災(zāi)害閾值的動(dòng)態(tài)配置以及利用IVR技術(shù)精準(zhǔn)叫應(yīng),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)統(tǒng)一的指揮調(diào)度。

數(shù)據(jù)層:系統(tǒng)的核心支撐層,該層由各類(lèi)數(shù)據(jù)抽取服務(wù)、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊組成,為系統(tǒng)上層應(yīng)用提供運(yùn)行的各類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。利用CIMISS、FTP服務(wù)器等多種技術(shù)方法獲取數(shù)據(jù)源,并將收集到的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)清洗,轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可以直接使用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),最后存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)PostgreSQL和postGis數(shù)據(jù)庫(kù)以及分布式文件系統(tǒng)HDFS中,方便數(shù)據(jù)的使用與查詢,提高數(shù)據(jù)的檢索效率。同時(shí),通過(guò)PGpool負(fù)載均衡中間件來(lái)實(shí)現(xiàn) PostgreSQL集群搭建,使用Redis作為分布式的高速存儲(chǔ)緩存,以提高響應(yīng)速度,提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的容錯(cuò)和可用性。

基礎(chǔ)設(shè)施層:基礎(chǔ)設(shè)施層位于系統(tǒng)的最下層,主要為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)資源,包括各種氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施層采集的地理數(shù)據(jù)信息和氣象數(shù)據(jù)信息,用于數(shù)據(jù)層。

2.2 總體業(yè)務(wù)流程

針對(duì)當(dāng)前氣象服務(wù)平臺(tái)存在的一些問(wèn)題,設(shè)計(jì)了畢節(jié)市氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警指揮調(diào)度系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程,通過(guò)全國(guó)綜合氣象信息共享系統(tǒng)(CIMISS)、FTP服務(wù)器等途徑獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù),運(yùn)用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)到系統(tǒng)的服務(wù)產(chǎn)品庫(kù)和系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),在氣象數(shù)據(jù)環(huán)境下建立災(zāi)害天氣報(bào)警規(guī)則庫(kù),通過(guò)自定義設(shè)置規(guī)則和模式匹配算法,動(dòng)態(tài)計(jì)算被監(jiān)測(cè)氣象數(shù)據(jù)與規(guī)則的匹配度,解決了氣象災(zāi)害閾值不可動(dòng)態(tài)配置的問(wèn)題;當(dāng)達(dá)到報(bào)警條件時(shí)觸發(fā)三個(gè)叫應(yīng)模塊,實(shí)現(xiàn)市縣單位間工作協(xié)同和工作量分流。總體業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

圖3 總體業(yè)務(wù)流程圖

2.3 功能模塊設(shè)計(jì)

基于上述架構(gòu)描述,結(jié)合畢節(jié)市氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的需求,對(duì)畢節(jié)市氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警指揮調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行搭建。如圖4所示,平臺(tái)主要包含7大功能模塊,分別為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、三個(gè)叫應(yīng)、預(yù)報(bào)預(yù)警、產(chǎn)品服務(wù)、資料查詢、手機(jī)應(yīng)用以及系統(tǒng)管理。這7大功能模塊又由多個(gè)功能組合而成。

圖4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

闡述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、三個(gè)叫應(yīng)和預(yù)報(bào)預(yù)警3大核心模塊的實(shí)現(xiàn)。

3.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

一般來(lái)說(shuō),對(duì)災(zāi)害性天氣的識(shí)別不能只憑借一種氣象要素來(lái)定奪,有時(shí)還需要同時(shí)對(duì)多種要素進(jìn)行疊加來(lái)分析判斷。該子系統(tǒng)融合了天氣、雷達(dá)、衛(wèi)星云圖、農(nóng)情實(shí)景等各類(lèi)氣象要素,同時(shí)結(jié)合水庫(kù)、學(xué)校、旅行景點(diǎn)、地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)等重點(diǎn)防汛區(qū)域的地理信息,將這些氣象要素與地理信息與GIS進(jìn)行疊加顯示。利用GIS技術(shù)結(jié)合多維度信息集成、信息可視化和空間分析等技術(shù),將現(xiàn)實(shí)世界里地理要素的空間位置和空間關(guān)鍵展示出來(lái),對(duì)重點(diǎn)防汛區(qū)域可以進(jìn)行隨時(shí)訪問(wèn)和在線瀏覽,并且矢量地圖、地形圖、影像地圖之間可以自由切換顯示圖像和數(shù)據(jù)。同時(shí),該子系統(tǒng)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)計(jì)算,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、觀測(cè)值變化等信息,關(guān)注災(zāi)害性天氣從即將發(fā)生到結(jié)束的整個(gè)過(guò)程,為指揮調(diào)度提供有力支撐和數(shù)據(jù)依據(jù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面圖如圖5所示。

圖5 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面

3.2 預(yù)警預(yù)報(bào)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)為用戶提供一個(gè)可規(guī)則編制的交互界面,將收集的氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)劃分成不同的指標(biāo),通過(guò)配置氣象災(zāi)害與氣象數(shù)據(jù)的映射關(guān)系,將氣象要素?cái)?shù)據(jù)歸類(lèi)梳理,保證生成規(guī)則的規(guī)范性。預(yù)警預(yù)報(bào)子系統(tǒng)處理的對(duì)象是監(jiān)控設(shè)備傳送到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)流,根據(jù)氣象資料推送頻率,基于規(guī)則的災(zāi)害預(yù)警模型將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流與用戶自定義規(guī)則進(jìn)行匹配,通過(guò)逐一比對(duì)動(dòng)態(tài)計(jì)算出被監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否超出預(yù)先設(shè)置的氣象閾值。當(dāng)氣象災(zāi)害規(guī)則引擎推理出氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)超出閾值范圍時(shí),激活規(guī)則中的執(zhí)行操作,后臺(tái)自動(dòng)調(diào)用JAVA編寫(xiě)的API程序進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ),用于以文本作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)接信息提醒和語(yǔ)音提醒。同時(shí),該系統(tǒng)通過(guò)建立顯示控件與推測(cè)結(jié)果的注冊(cè)關(guān)系表,利用控件數(shù)據(jù)綁定操作,使得推測(cè)結(jié)果綁定到觸發(fā)實(shí)時(shí)報(bào)警的相應(yīng)顯示控件中,實(shí)現(xiàn)氣象自動(dòng)化預(yù)警[10]。

與此同時(shí),該系統(tǒng)借助空間分析、雷達(dá)回波圖、天氣分析圖等地理信息工具,結(jié)合氣象預(yù)報(bào)資料,實(shí)現(xiàn)氣象災(zāi)害靜態(tài)數(shù)據(jù)向動(dòng)態(tài)圖形產(chǎn)品的可視化提醒展示,便于值班人員根據(jù)不同類(lèi)型的提醒啟動(dòng)叫應(yīng)任務(wù),解決了以往值班人員在開(kāi)展叫應(yīng)工作中缺乏氣象數(shù)據(jù)參考的問(wèn)題,使氣象服務(wù)更加精細(xì)化?；谶@套模型,該子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氣象災(zāi)害智能化規(guī)則配置、氣象災(zāi)害規(guī)則自動(dòng)檢測(cè),為“三個(gè)叫應(yīng)”核心服務(wù)提供輔助支持。規(guī)則配置界面如圖6所示。

圖6 規(guī)則配置界面

3.3 “三個(gè)叫應(yīng)”子系統(tǒng)

該系統(tǒng)基于IVR技術(shù)的叫應(yīng)模型完成了“1市+多縣”的兩級(jí)通信,并且通過(guò)市縣安裝電話語(yǔ)音盒,方便汛期指揮調(diào)度和工作問(wèn)責(zé)追蹤。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警提示后,值班人員在叫應(yīng)界面中勾選叫應(yīng)內(nèi)容和叫應(yīng)對(duì)象,并點(diǎn)擊電話圖標(biāo),系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)包向服務(wù)器請(qǐng)求空閑座席,并向客戶端返回座席IP、通迅信息等相關(guān)參數(shù)。基于IVR技術(shù)的叫應(yīng)模型會(huì)將所選的叫應(yīng)內(nèi)容轉(zhuǎn)換自動(dòng)語(yǔ)音信息,由后臺(tái)語(yǔ)音聯(lián)動(dòng)程序處理語(yǔ)音內(nèi)容,最后根據(jù)參數(shù)連接客戶端的語(yǔ)音接口,自動(dòng)與叫應(yīng)對(duì)象實(shí)現(xiàn)通話,觸發(fā)多氣象部門(mén)協(xié)同工作,解決了人工撥號(hào)易出錯(cuò)的問(wèn)題,提高了工作效率,達(dá)到了系統(tǒng)自動(dòng)受理的目的。同時(shí),該系統(tǒng)能根據(jù)系統(tǒng)資源的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況和呼叫時(shí)間序列,進(jìn)行自反饋學(xué)習(xí),動(dòng)態(tài)地調(diào)整后續(xù)呼叫,實(shí)現(xiàn)不占線地?fù)艹龆嗖糠謾C(jī)號(hào)進(jìn)行通話。另外,該系統(tǒng)對(duì)叫應(yīng)的聯(lián)系人進(jìn)行管理、配置叫應(yīng)規(guī)則等功能,實(shí)現(xiàn)了服務(wù)可記錄、可追蹤、可查詢,解決了在汛期值班員能夠精準(zhǔn)智能化叫應(yīng)?？h級(jí)用戶三個(gè)叫應(yīng)工作界面圖如圖7所示。

圖7 縣級(jí)用戶三個(gè)叫應(yīng)工作界面

4 結(jié)束語(yǔ)

由于畢節(jié)市有復(fù)雜的地理環(huán)境,洪澇、干旱、泥石流等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。為了應(yīng)對(duì)極端天氣對(duì)畢節(jié)市的影響,需要對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的、科學(xué)的氣象災(zāi)害影響評(píng)估,快速啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng),并發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警信息。

畢節(jié)市氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警指揮調(diào)度系統(tǒng)可以提高氣象災(zāi)害快速預(yù)警和響應(yīng)能力,為政府部門(mén)的應(yīng)急指揮決策提供技術(shù)支持服務(wù)。系統(tǒng)支持自動(dòng)站、雷達(dá)、云圖、臺(tái)風(fēng)、預(yù)警信息、降雪、水位、地質(zhì)災(zāi)害等多種氣象要素與GIS進(jìn)行疊加綜合顯示和分析,通過(guò)動(dòng)態(tài)計(jì)算配置出適應(yīng)不同時(shí)間、不同空間的氣象災(zāi)害閾值,解決了手動(dòng)撥號(hào)易出錯(cuò)的問(wèn)題,不僅減輕了值班人員工作壓力,還提供了一個(gè)跨層級(jí)、跨部門(mén)的工作紐帶平臺(tái),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)統(tǒng)一的指揮調(diào)度。