地震災(zāi)害快速評(píng)估結(jié)果檢索軟件設(shè)計(jì)

張 暉，趙 穎，李雅靜

（天津市地震局，天津 300201）

0 引言

近年來(lái)印度洋地震海嘯、四川汶川特大地震、青海玉樹地震、日本311特大地震等嚴(yán)重的突發(fā)破壞性地震事件接連發(fā)生。“十五”建成的地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)在汶川地震應(yīng)急救援過(guò)程中進(jìn)行了實(shí)際的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果反映出面對(duì)突發(fā)性巨災(zāi)，該系統(tǒng)還存在諸多不完善的方面，例如，系統(tǒng)中有多個(gè)子系統(tǒng)相互間通訊時(shí)常中斷；運(yùn)算過(guò)程中服務(wù)或程序中斷無(wú)法響應(yīng)；對(duì)7級(jí)以上強(qiáng)震的運(yùn)算結(jié)果與實(shí)際災(zāi)情差距較大等等。我們一直在努力解決地震應(yīng)急響應(yīng)技術(shù)中的薄弱環(huán)節(jié)，使其在地震應(yīng)急救援的過(guò)程中充分發(fā)揮作用。

1 地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的作用

現(xiàn)有的地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)可對(duì)地震造成的直接經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡情況進(jìn)行快速評(píng)估，并提供震區(qū)的地震災(zāi)害背景數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)人口房屋等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、以往地震災(zāi)害及救災(zāi)案例等，使救災(zāi)指揮決策者了解地震波及的范圍，估計(jì)災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)，做出適當(dāng)?shù)木葹?zāi)決策。地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)還能夠分析災(zāi)區(qū)急需何種救援力量和救災(zāi)物資及其需求量、避難場(chǎng)所分布情況、災(zāi)民疏散對(duì)策等。隨著實(shí)際災(zāi)情的不斷上報(bào)，還可以根據(jù)實(shí)際情況建議救災(zāi)路線，分析是否需要緊急搶修道路或進(jìn)行交通管制，災(zāi)區(qū)有哪些重大目標(biāo)及危險(xiǎn)源需要緊急處置等，為救災(zāi)指揮決策者提供翔實(shí)的基礎(chǔ)資料作為決策依據(jù)。地震應(yīng)急指揮人員也可以隨時(shí)查閱地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的災(zāi)區(qū)各級(jí)地震應(yīng)急預(yù)案、地震災(zāi)害救援案例、災(zāi)區(qū)的基本情況等，做到有案可循、心中有數(shù)、從容指揮。

2 開發(fā)地震災(zāi)害快速評(píng)估結(jié)果檢索軟件的必要性

地震一旦發(fā)生，我們必須以最快的速度開展救災(zāi)行動(dòng)，抓住地震救援的“黃金72小時(shí)”進(jìn)行救援，隨著時(shí)間的推移，災(zāi)區(qū)傷員與被埋壓人員獲救的可能性將越來(lái)越小。因此災(zāi)區(qū)的各種資料和數(shù)據(jù)必須在最短的時(shí)間內(nèi)了解清楚，如果在需要的時(shí)候再去收集，必定會(huì)耽誤許多寶貴的時(shí)間，所以地震應(yīng)急所需的不同區(qū)域的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須在平時(shí)就收集整理，保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便震時(shí)緊急調(diào)用和分析。

地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)于2007年通過(guò)驗(yàn)收，進(jìn)入試運(yùn)行和正式運(yùn)行階段，至今已經(jīng)過(guò)4年的時(shí)間，經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的運(yùn)算，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了一千多條運(yùn)算記錄，遍布天津境內(nèi)各個(gè)區(qū)域。一旦地震發(fā)生，工作人員從觸發(fā)地震，到系統(tǒng)運(yùn)算結(jié)束、得出結(jié)果，需要20分鐘到1小時(shí)的時(shí)間（運(yùn)算時(shí)間與震中位置和震區(qū)數(shù)據(jù)量有關(guān)），如系統(tǒng)發(fā)生意外故障則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。然而從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索已有的運(yùn)算結(jié)果僅僅需要一兩分鐘的時(shí)間甚至更少，只要記錄下基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)的更新時(shí)間，還可以得出不同數(shù)據(jù)下不同的運(yùn)算結(jié)果，從而進(jìn)行分析比對(duì)。由于天津覆蓋面積較小，我們?cè)谌粘＿\(yùn)維中以0.1度為步長(zhǎng)，進(jìn)行格網(wǎng)化運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果作為儲(chǔ)備資料供震時(shí)查詢使用，實(shí)際發(fā)生地震的震中位置與預(yù)設(shè)點(diǎn)的實(shí)際距離不會(huì)超過(guò)10km，確保了相關(guān)資料的可用性。

3 地震災(zāi)害快速評(píng)估結(jié)果檢索軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)

地震災(zāi)害快速評(píng)估結(jié)果檢索軟件可供局域網(wǎng)內(nèi)工作人員通過(guò)瀏覽器登錄，并對(duì)手動(dòng)觸發(fā)的歷史地震數(shù)據(jù)進(jìn)行多條件復(fù)合查詢等功能，即根據(jù)震中經(jīng)緯度、所在行政區(qū)、發(fā)震時(shí)間、震級(jí)等條件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，得出所需的相關(guān)條目。軟件開發(fā)完畢后，發(fā)布在局域網(wǎng)內(nèi)的一臺(tái)Windows2003的服務(wù)器上。軟件將來(lái)可以擴(kuò)展數(shù)據(jù)挖掘、鉆取、數(shù)據(jù)對(duì)比以及數(shù)據(jù)分析等功能，從而為地震災(zāi)害快速評(píng)估以及災(zāi)后救援決策提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的模塊層次結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)模塊的控制流程，使軟件能夠高效運(yùn)行。

根據(jù)需求分析中已確認(rèn)的需求點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)是需要實(shí)現(xiàn)不同人員從不同地點(diǎn)，以不同的接入方式（比如LAN，WAN，Internet／Intranet等）訪問(wèn)和操作共同的數(shù)據(jù)庫(kù)等特性。系統(tǒng)將采用B／S（Browser／Server）架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)手動(dòng)觸發(fā)地震所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行多條件綜合查詢。為了更快捷、低成本來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件的功能，本軟件采用ASP.NET 來(lái)實(shí)現(xiàn)。用標(biāo)準(zhǔn)的三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，這樣做主要是使項(xiàng)目結(jié)構(gòu)更清楚，分工更明確，有利于后期的維護(hù)和升級(jí)。所謂三層結(jié)構(gòu)即：數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶表現(xiàn)層。如下圖所示：

圖1 三層結(jié)構(gòu)圖

明確系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)后，需要弄清楚查詢列表中的數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中哪些表內(nèi)的哪些字段以及多個(gè)查詢表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究發(fā)現(xiàn)第一階段的查詢功能需要以下四個(gè)表的信息：DZPG＿AGENT＿REQ＿LOG、DZPG＿RESULT＿RYSW、DZPG＿RESULT＿ZJJJSS、DZPG＿RESULT＿DZYXC＿INF。由于篇幅關(guān)系這里我們只舉例列出DZPG＿AGENT＿REQ＿LOG 的表結(jié)構(gòu)如下所示：

表 名 DZPG＿AGENT＿REQ＿LOG功能說(shuō)明 記錄收到地震評(píng)估運(yùn)算請(qǐng)求的信息列 名 中文說(shuō)明 數(shù)據(jù)類型（精度范圍） 空／非空 約束條件（是否主鍵）備注REQ＿ID 接收到運(yùn)算請(qǐng)求的事件編號(hào) VARCHAR2（20） 非空 主鍵 聯(lián)表查詢的主鍵CREATE＿TIME 接收到運(yùn)算請(qǐng)求的時(shí)間 DATE 非空REQ＿TYPE 請(qǐng)求類別：0＝演練；1＝地震 INTEGER 非空EARTHQUAKE＿ID 地震序列號(hào) VARCHAR2（20） 非空CENTER＿X 震中經(jīng)度 NUMBER 非空CENTER＿Y 震中緯度 NUMBER 非空DZ＿LEVEL 震級(jí) NUMBER 非空TZ＿FOR＿SHORT 發(fā)送本信息的臺(tái)站簡(jiǎn)稱 VARCHAR2（10） 非空DZ＿DEPTH 震源深度 NUMBER 非空

在弄清楚每個(gè)表的主鍵與外鍵之后，即確定了這幾個(gè)表的關(guān)聯(lián)關(guān)系。之后便可以根據(jù)所需查詢的內(nèi)容來(lái)編寫對(duì)應(yīng)的SQL語(yǔ)句。

通過(guò)ASP.NET（C＃）開發(fā)環(huán)境根據(jù)總體設(shè)計(jì)逐一實(shí)現(xiàn)軟件功能。主查詢頁(yè)面要通過(guò)經(jīng)度、緯度、震級(jí)、日期、震中位置等查詢條件來(lái)檢索已觸發(fā)的地震信息（圖2）。

通過(guò)設(shè)定條件檢索出來(lái)的地震信息記錄的最后有個(gè)“詳細(xì)”的鏈接，點(diǎn)擊該鏈接，頁(yè)面會(huì)顯示出該條地震信息對(duì)應(yīng)的所有街道的地震明細(xì)信息（圖3）。

圖2 主查詢頁(yè)面

圖3 地震明細(xì)數(shù)據(jù)頁(yè)面

這時(shí)還可以通過(guò)點(diǎn)擊頁(yè)面上方的“查看圖片”按鈕，來(lái)查詢?cè)摰卣饘?duì)應(yīng)震中位置的地圖信息。如圖4所示：

圖4 地震震中位置圖頁(yè)面

軟件測(cè)試。軟件測(cè)試就是利用測(cè)試工具按照測(cè)試方案和流程對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能和性能測(cè)試，甚至根據(jù)需要編寫不同的測(cè)試工具，設(shè)計(jì)和維護(hù)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試方案可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和評(píng)估。執(zhí)行測(cè)試用例后，需要跟蹤故障，以確保開發(fā)的產(chǎn)品適合需求。

這里由于我們的軟件功能相對(duì)簡(jiǎn)單，主要就是一些查詢功能，因此在測(cè)試階段最主要的工作就是檢查各種查詢條件下檢索出來(lái)的數(shù)據(jù)的正確性。

通過(guò)測(cè)試，軟件可以部署在一臺(tái)win2003server系統(tǒng)的服務(wù)器上，在該服務(wù)器系統(tǒng)的IIS服務(wù)上部署已開發(fā)的軟件即可。

4 小結(jié)

在地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，我們通過(guò)解決問(wèn)題積累經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也在設(shè)法提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。地震災(zāi)害快速評(píng)估結(jié)果檢索軟件的開發(fā)和使用，一方面可以作為地政應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的資料庫(kù)，在需要的時(shí)候立即提供檢索結(jié)果；另一方面可以為局內(nèi)科研人員提供應(yīng)急指揮的相關(guān)數(shù)據(jù)。目前該軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本信息的快速、靈活地查詢功能，接下來(lái)我們將進(jìn)一步研究數(shù)據(jù)挖掘與比對(duì)的相關(guān)功能，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)效能的最大化。

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