突發(fā)事件應(yīng)急管理調(diào)度平臺的設(shè)計

余 鵬，羅惠平，李 艷，楊木清

(中南民族大學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中心，湖北武漢430074)

突發(fā)事件對社會造成的影響越來越嚴(yán)重。科學(xué)及時地調(diào)度應(yīng)急通信設(shè)施、應(yīng)急人員、應(yīng)急物資等應(yīng)急資源，對緩解突發(fā)事件帶來的危害和影響起著非常重要的作用。因此，建立突發(fā)事件應(yīng)急管理調(diào)度平臺，提供應(yīng)急管理調(diào)度保障指揮平臺，對全方位提高企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)、高校等應(yīng)對突發(fā)事件的反應(yīng)速度和指揮效率具有重要的意義［1］。

筆者結(jié)合Spring框架和Hibernate數(shù)據(jù)持久化框架特點(diǎn)，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急管理調(diào)度平臺，這些框架增強(qiáng)了系統(tǒng)面向?qū)ο蟮臉?gòu)件化，具有良好的擴(kuò)展性、實(shí)用性、開放性和安全性［2－3］。

1 平臺的體系架構(gòu)

1.1 平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

平臺的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［4］主要由3個部分組成，分別是管理員監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)交換處理中心和外部操作中心，如圖1所示。

(1)管理員監(jiān)控中心。該中心由不同等級、不同方向的平臺管理員組成。管理員以WLAN或VPN的方式進(jìn)入數(shù)據(jù)管理后臺，監(jiān)控平臺的數(shù)據(jù)，制定和修改各種系統(tǒng)配置信息和運(yùn)行參數(shù)信息，保障系統(tǒng)能在不同時期、不同情況下，滿足不同應(yīng)急方案的需要。

圖1 應(yīng)急管理調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

(2)數(shù)據(jù)交換處理中心。該中心是本平臺的核心模塊。它保障數(shù)據(jù)交互、采集和備份等功能。應(yīng)急保障或救援的人員數(shù)據(jù)，物資調(diào)配數(shù)據(jù)，從外部接口調(diào)用的天氣預(yù)報、地理災(zāi)害數(shù)據(jù)，采集的外部其他原始數(shù)據(jù)，以及與各種類型的網(wǎng)元適配的數(shù)據(jù)都在該中心完成。鑒于數(shù)據(jù)中心是平臺的關(guān)鍵，所有重要的設(shè)備都將采用冗余或者備份技術(shù)，以提高平臺的容災(zāi)性和運(yùn)營的穩(wěn)定性。

(3)外部操作中心。該中心是普通用戶接入系統(tǒng)的模塊，用戶可以通過各種不同的方式來查看和審閱平臺信息中心的數(shù)據(jù)(包括預(yù)案資源調(diào)度數(shù)據(jù)，不同機(jī)構(gòu)、不同類型、不同時間、不同方案和不同級別的應(yīng)急資源信息的統(tǒng)計和模板的數(shù)據(jù))。該中心是構(gòu)建在Ajax組件和熱點(diǎn)地圖基礎(chǔ)上的實(shí)時監(jiān)控模塊［5］。將應(yīng)急資源分布地圖進(jìn)行塊劃分，以區(qū)域塊的形式呈現(xiàn)，并通過Ajax組件無刷新動態(tài)地獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)。一旦用戶想查看整個區(qū)域或分區(qū)域塊的資源調(diào)度信息，通過點(diǎn)擊熱點(diǎn)區(qū)域塊就可以清晰地查閱該地區(qū)實(shí)時的數(shù)據(jù)。

1.2 平臺體系結(jié)構(gòu)

依據(jù)選用的軟件模型、設(shè)計思想，突發(fā)事件應(yīng)急管理調(diào)度平臺的總體框架分為5層:應(yīng)用層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)持久化層、采集適配層和網(wǎng)元層，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

(1)應(yīng)用層。該層面向用戶，提供用戶所需各類業(yè)務(wù)應(yīng)用，包括應(yīng)急預(yù)案管理、應(yīng)急資源管理、應(yīng)急腳本管理、命令通道管理和系統(tǒng)內(nèi)部管理。

(2)數(shù)據(jù)處理層。該層為應(yīng)用層提供各項后臺處理服務(wù)，包括數(shù)據(jù)的認(rèn)證/鑒權(quán)、預(yù)案工作流引擎、應(yīng)急腳本/資源存儲等。該層與應(yīng)用層緊密相關(guān)，Spring將兩層的對象以松耦合的方式組織在一起，通過依賴注入Bean方法，動態(tài)、靈活地管理各種對象。

(3)數(shù)據(jù)持久化層。該層負(fù)責(zé)保存所有系統(tǒng)配置和運(yùn)行參數(shù)信息。其依賴于Hibernate框架實(shí)現(xiàn)，完成O/R Mapping(值對象與數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系映射)。該層對JNDI、JDBC進(jìn)行了對象封裝，通過會話工廠和設(shè)置JDBC對象抽取器，完成對持久化對象的存儲;能夠進(jìn)行事務(wù)控制，提供多級緩存管理;同時，程序運(yùn)行過程中，一旦捕捉到系統(tǒng)異?；虿僮鳟惓?，會自動完成事務(wù)回滾操作。

(4)采集適配層。該層負(fù)責(zé)從外部系統(tǒng)采集原始信息，并與數(shù)據(jù)庫資源實(shí)時同步，同時對各種類型的網(wǎng)元數(shù)據(jù)進(jìn)行適配，對數(shù)據(jù)進(jìn)行容錯等處理工作。

(5)網(wǎng)元層。該層提供系統(tǒng)內(nèi)部管理(多網(wǎng)元)數(shù)據(jù)接入，包括管理員對應(yīng)急預(yù)案方案庫的增改、應(yīng)急策略的調(diào)整和應(yīng)急程序的變更等。

2 模塊功能

平臺系統(tǒng)采用多級模塊構(gòu)建軟件模型，其功能模塊劃分如表1所示。在系統(tǒng)設(shè)計中，一級模塊是主要功能模塊，包括應(yīng)急預(yù)案的統(tǒng)一管理、應(yīng)急資源的管理以及系統(tǒng)管理。

表1 平臺功能模塊

應(yīng)急預(yù)案按照其性質(zhì)劃分為總體預(yù)案、專項預(yù)案和備選方案庫。各類方案均提供預(yù)案培訓(xùn)、預(yù)案測試、發(fā)布貫宣、方案演練、優(yōu)化建議和定期審核等操作。預(yù)案的制定采用生命周期的管理流程，形成閉環(huán)式的管理方式，如圖3所示。

圖3 應(yīng)急預(yù)案生命周期管理流程

(1)需求產(chǎn)生。主要是在新的故障現(xiàn)象發(fā)生前或者發(fā)生時模式發(fā)生改變，對應(yīng)急工作產(chǎn)生新的需求。

(2)制定應(yīng)急方案。企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)或?qū)W校有新的需求產(chǎn)生時，必須按該管理辦法的應(yīng)急預(yù)案或應(yīng)急方案的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)案的制定。

(3)測試方案。預(yù)案或方案制定完畢后，總部必須考慮當(dāng)前有限的條件，實(shí)施作業(yè)的難度和花費(fèi)時間的長短。

(4)修改方案。根據(jù)測試方案的結(jié)果，修訂應(yīng)急方案的配置和相關(guān)參數(shù)，提高應(yīng)急效率，縮短應(yīng)急支援時間。

(5)審核預(yù)案。方案修改完畢后，總部組織相關(guān)人員對方案進(jìn)行進(jìn)一步考核和評審。

(6)預(yù)案培訓(xùn)。在審核完畢后，根據(jù)測評人員的意見進(jìn)行方案的修訂。修訂完畢，需要對關(guān)鍵人員進(jìn)行必要的指導(dǎo)和培訓(xùn)。

(7)發(fā)布貫宣。對關(guān)鍵人員進(jìn)行培訓(xùn)完畢后，以公文的形式下發(fā)下級部門，必要時可以采用視頻會議的手段進(jìn)行遠(yuǎn)程貫徹宣傳。

(8)方案演練。為了驗證方案的可用性和提高維護(hù)人員對方案的熟練程度，需要組織適當(dāng)?shù)难菥?，在演練過程中發(fā)現(xiàn)不足，繼續(xù)修訂。

(9)優(yōu)化建議。通過演練和不同維護(hù)人員對方案的實(shí)際操作，將發(fā)現(xiàn)的問題匯總，然后再重新修訂方案，并將方案修訂的消息以任務(wù)工單的形式下發(fā)。

(10)定期審核。由于情況不斷變化，單一的預(yù)案經(jīng)常無法滿足變化的外界條件，必須組織人員對應(yīng)急預(yù)案和方案進(jìn)行審核，確保預(yù)案和方案滿足新的需要。

應(yīng)急資源的管理［6］是保證應(yīng)急指揮調(diào)度及時性、高效性的保障模塊，也是平臺系統(tǒng)的支撐核心。該模塊包含了各種應(yīng)急物資數(shù)據(jù)的錄入和更新，匯總數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計分析，應(yīng)急指揮地圖查詢及呈現(xiàn)等功能。其突出的特點(diǎn)是利用Ajax引擎無刷新異步加載實(shí)時數(shù)據(jù)，通過地圖熱點(diǎn)的形式，以鼠標(biāo)點(diǎn)擊不同地區(qū)加載當(dāng)前實(shí)時數(shù)據(jù)的方式呈現(xiàn)給用戶各種實(shí)時的資源調(diào)度數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)與天氣預(yù)報信息、地質(zhì)災(zāi)害等信息的周邊接口，為應(yīng)急提供多條件保障，并提供多條件(日期、地點(diǎn)等)、多顯示(文本、直方圖、曲線圖、餅圖等)的信息查詢方式;結(jié)合時間段、多種報表數(shù)據(jù)格式查詢等方式，用戶可以方便快速地瀏覽統(tǒng)計信息，并以多種形式輸出(pdf、excel等)。

系統(tǒng)管理包含了人員管理、短信配置、權(quán)限管理和日志管理4個子模塊。①人員管理提供對用戶信息的管理;②短信配置模塊提供了短信接口，可以配置應(yīng)急參數(shù)，為應(yīng)急管理者給相關(guān)事件負(fù)責(zé)人等發(fā)布通知和信息通告、正確發(fā)送短信提供支持;③權(quán)限管理是除原權(quán)限管理之外所有權(quán)限的配置管理模塊，包括登錄權(quán)限、庫管權(quán)限和腳本管理權(quán)限等;④日志管理是對系統(tǒng)的所有操作的日志信息、登錄系統(tǒng)的日志信息、系統(tǒng)自身警告的日志信息、人員創(chuàng)建、修改和刪除應(yīng)急數(shù)據(jù)日志信息等進(jìn)行管理。

3 工作流程設(shè)計

圖4為應(yīng)急管理系統(tǒng)的工作流程圖。系統(tǒng)基于B/S模式，由客戶端和服務(wù)器端組成［7］。服務(wù)器端是基于Spring的MVC構(gòu)建，JSP實(shí)現(xiàn)了框架的視圖;數(shù)據(jù)模型以Hibernate對象關(guān)系映射框架支撐，對JDBC、JNDI進(jìn)行封裝，并完成被持久化對象的 CRUD操作［8］。同時提供 Transaction和Query等接口，使系統(tǒng)能夠快速、有效地處理數(shù)據(jù)，并能夠提供異常情況下的數(shù)據(jù)回滾和多級緩存機(jī)制;控制器以Spring控制器類為基礎(chǔ)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了接口注入的方式，無論是控制層的Action對象，還是業(yè)務(wù)層Service對象，或者持久層的DAO對象，層與層之間無需關(guān)心各層具體實(shí)現(xiàn)，各層的調(diào)用都面向接口。數(shù)據(jù)動作都封裝到Dao接口中，數(shù)據(jù)動作的實(shí)現(xiàn)類則封裝到DaoImp中，數(shù)據(jù)的增刪改查操作則通過HibernateTemplate類執(zhí)行對Oracle 10g數(shù)據(jù)庫的操作。以搜集應(yīng)急預(yù)案為例，將匯總預(yù)案信息封裝到PlanDao接口中，其代碼如下:

圖4 平臺工作流程圖

public interface PlanDao{

/＊＊

＊根據(jù)條件匯總預(yù)案信息

*@param loginId用戶登錄帳號 @ param branchId所屬公司Id

*@param planTypeId預(yù)案類型Id@param planLevelId預(yù)案級別Id

*@param planTitle預(yù)案標(biāo)題@param username起草人名稱

* @param beginTime開始時間 @param endTime結(jié)束時間

＊＊/

public List collectPlan(String loginId，int branchId，int planTypeId，int planLevelId，String planTitle，String userName，String beginTime，String end-Time，final Pager page);

}

數(shù)據(jù)動作通過PlanDaoImpl類執(zhí)行，在Spring中封裝的 H ibernate模板，在 W eb層構(gòu)造 D etachedCriteria對象，然后調(diào)用業(yè)務(wù)層Bean，進(jìn)行動態(tài)條件查詢，代碼如下:

用戶通過瀏覽器發(fā)出請求。在服務(wù)器端，Spring的DispatcherServlet類負(fù)責(zé)將客戶的請求通過xm l配置文檔分配給相應(yīng)Spring控制器［9］處理，分析請求內(nèi)容，并對用戶進(jìn)行相應(yīng)的權(quán)限認(rèn)證。認(rèn)證通過則利用Spring控制器調(diào)用應(yīng)用層模塊處理。以搜集應(yīng)急預(yù)案為例，其代碼如下:

如果用戶需要訪問數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)處理層通過數(shù)據(jù)接口類傳遞請求參數(shù)，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)持久化層內(nèi)實(shí)現(xiàn)訪問接口，依賴于HibernateTempalte類與數(shù)據(jù)庫交互，得到響應(yīng)的數(shù)據(jù)逆向返回到控制器，以視圖呈現(xiàn)給用戶。系統(tǒng)在控制器與視圖之間引入了Ajax引擎，在頁面加載后通過XMLHttpRequest對象，無刷新地從服務(wù)器自動獲取更新數(shù)據(jù)，該方式能夠保證上報的應(yīng)急數(shù)據(jù)實(shí)時地在電子地圖上統(tǒng)一呈現(xiàn)，用戶也可以通過電子地圖、衛(wèi)星地圖直觀地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急資源的調(diào)度和監(jiān)控［10］。

4 結(jié)論

分析當(dāng)前企業(yè)、政府、學(xué)校等機(jī)構(gòu)處理應(yīng)急事件的需求，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于Spring框架和Hibernate數(shù)據(jù)持久化框架的突發(fā)事件應(yīng)急管理調(diào)度平臺，闡述了平臺的網(wǎng)絡(luò)、體系結(jié)構(gòu)，模塊功能以及工作流程。實(shí)現(xiàn)了對地區(qū)應(yīng)急預(yù)案的統(tǒng)一管理和應(yīng)急物資、人員的統(tǒng)一調(diào)度，通過電子維運(yùn)系統(tǒng)上報的應(yīng)急數(shù)據(jù)在電子地圖上的實(shí)時呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)用戶對電子地圖、衛(wèi)星地圖等直觀方式的應(yīng)急調(diào)度過程的動態(tài)監(jiān)控，以及對應(yīng)急指揮調(diào)度任務(wù)的統(tǒng)計分析和歷史數(shù)據(jù)存檔等功能。平臺采用當(dāng)前最為穩(wěn)定和成熟的Java語言，Spring、Hibernate框架和Ajax等技術(shù)，保障了系統(tǒng)的先進(jìn)性、健壯性、良好的擴(kuò)展性、平臺無關(guān)性、靈活性和安全性。

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