地震信息在指揮大廳LED屏自動顯示的設計與實現(xiàn)

肖 健，王輝山，周施文

(福建省地震局，福州 350003)

地震信息在指揮大廳LED屏自動顯示的設計與實現(xiàn)

肖 健，王輝山，周施文

(福建省地震局，福州 350003)

設計并實現(xiàn)地震信息在應急指揮大廳LED屏的自動顯示功能，以簡化應急值班人員工作流程，避免手工輸入產(chǎn)生誤操作的可能性，實現(xiàn)應急技術系統(tǒng)信息化、自動化、標準化。

應急指揮；LED；地震信息

0 引言

在2014年福建省地震局應急指揮技術系統(tǒng)一期改造完成后，應急指揮中心顯示系統(tǒng)使用15片60寸基于LED光源的DLP顯示屏。利用有線連接或網(wǎng)絡等方式交叉?zhèn)鬏?，通過Digicom Ark投影墻控制器集中控制調(diào)度后，實現(xiàn)計算機信號、視頻會議等信號在拼接屏上多樣化、自由化顯示。地震應急時，根據(jù)指揮部的要求，在DLP拼接屏上顯示各類地震技術系統(tǒng)、災情評估、應急輔助決策以及與各級指揮部之間的視頻會議。

此外，為了資源的合理利用，充分利用有限的空間，實現(xiàn)信息最大化的展示。應急指揮大廳在DLP拼接屏上方加裝了一套長為6.1 m，高為0.6 m的“雙基色LED顯示屏”，用于顯示日常會議的主題(圖1)。

圖1 LED屏在日常會議中的應用情況

一旦發(fā)生重大地震，指揮大廳是集中展示各類地震災情信息、震情信息、救援信息以及現(xiàn)場視頻等地震應急指揮需要的各類信息的場所，同時還要滿足應急指揮時對各級地震應急指揮部、應急人員的指揮調(diào)度需求，在收到地震速報信息后，至指揮長及成員到達指揮大廳前，這段時間能獲取很多信息，且通過指揮大廳展示出來的信息就顯得至關重要[1]；當?shù)卣饝睍r，該LED屏則用以顯示地震速報信息。

地震速報主要是通過球極投影交切定位法測定震中位置，主要使用初至震相的到時數(shù)據(jù)和續(xù)至震相S(遠震)、PP(極遠震)到時數(shù)據(jù)，在確定的深度范圍內(nèi)測定發(fā)震時刻震中位置和震級。為了保證測定精度，要求初至震相到時讀取誤差小于1 s，續(xù)至震相到時讀取誤差小于5 s，震相數(shù)據(jù)組大于3。福建省地震局從國家地震臺網(wǎng)中心的流服務器接收相關臺站數(shù)據(jù),并負責其責任區(qū)域內(nèi)M≥3.0地震的自動速報[2]，目前，對于網(wǎng)內(nèi)地震可在1分鐘之內(nèi)進行自動速報定位，為地震應急救援等工作爭取寶貴的時間。

目前，福建省地震局已成功將地震速報信息應用于短信、微博、微信的自動發(fā)布及局門戶網(wǎng)站震情顯示模塊中，以實現(xiàn)地震速報結果的自動、實時發(fā)布，同時也將該產(chǎn)出結果應用于指揮大廳應急系統(tǒng)中。當破壞性地震發(fā)生時，值班人員可以通過軟件，用最短的時間實現(xiàn)將地震信息在LED屏上播放，可以在節(jié)省工作時間的同時，避免誤操作出現(xiàn)的錯誤，實現(xiàn)應急技術系統(tǒng)信息化、自動化、標準化。

1 系統(tǒng)總體設計

“地震信息在指揮大廳LED屏的自動顯示”系統(tǒng)由“地震事件自動觸發(fā)模塊”、“地震信息解析與重組模塊”以及“LED屏地震信息配置文件自動生成模塊”3個部分組成。

“地震事件自動觸發(fā)模塊”通過定時掃描(建議30 s左右，周期過長，時效性無法滿足應急需求；周期過短，加重FTP服務器負擔)地震速報系統(tǒng)的產(chǎn)出。只要有新的地震事件，就下載相應的地震目錄信息文件，同時對地震信息進行解析與重組，并將地震信息轉(zhuǎn)為LED屏顯示所需的配置文件。

“地震信息解析與重組模塊”主要負責解析下載的地震目錄信息，獲取發(fā)震時間、地震震級、震中位置及震源深度，根據(jù)實際需要格式化輸出將在LED顯示屏上顯示的地震信息。

“LED屏地震信息配置文件自動生成模塊”主要負責將格式化后的地震信息轉(zhuǎn)成二進制的配置文件，包括文件頭、LED顯示屏驅(qū)動板的MAC地址、LED顯示屏控制計算機的MAC地址以及地震信息的RTF富文本格式等信息。

圖2為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖：

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

2 地震事件自動觸發(fā)模塊

2.1 地震事件自動觸發(fā)模塊

地震事件自動觸發(fā)模塊框圖如圖3所示。通過地震速報系統(tǒng)生成的目錄與本地地震目錄進行文件名比對，確定地震速報系統(tǒng)目錄中新的地震目錄文件，下載到本地臨時工作目錄后，通過解析獲得地震三要素(發(fā)震時間、地點以及震級)，最后觸發(fā)“LED屏地震信息文件自動生成模塊”，待處理完畢后轉(zhuǎn)存至本機地震目錄。

圖3 地震事件自動觸發(fā)模塊框圖

2.2 模塊封裝與調(diào)用

地震事件自動觸發(fā)模塊以GetFtpP00File函數(shù)進行封裝，該函數(shù)有2個輸入?yún)?shù)，2個輸出參數(shù)(表1)。

表1 GetFtpP00File函數(shù)參數(shù)信息表

值得一提的是，2個輸入?yún)?shù)均為可選的，各缺省值均可在GetFtpP00File函數(shù)中設置。本機臨時下載目錄MainPath的缺省值為當前工作目錄下Eq_P00文件夾，日志文件LogFileName的缺省值為yyyymmdd.log(其中yyyy為年份，mm為月份，dd為日期)；缺省的地震目錄FTP下載地址為：“ftp://‘用戶名’:‘密碼’@‘FTP地址’/監(jiān)測中心/網(wǎng)頁顯示”。

進入工作目錄后，通過運行下列命令：

[NewFileList,Flag]= GetFtpP00File ()

通過本機當前目錄下Eq_P00的地震目錄文件與缺省的FTP服務器的地震目錄對比，下載新的p00文件。系統(tǒng)先后提示FTP連接成功，進入“/監(jiān)測中心/網(wǎng)頁顯示”工作目錄并下載新的地震目錄文件，返回值Flag為1表示正常返回，通過NewFileList保存新地震目錄的全路徑。

圖4為下載的地震目錄文件內(nèi)容。第一列為發(fā)震時間，第二列為震中緯度，第三列為震中經(jīng)度，第四列為震級，第五列為震源深度，第七列為震中地名。該信息表明2016年1月21日1時13分13秒，在青海海北州門源縣(東經(jīng)101.62°，北緯37.68°)發(fā)生M6.4地震，震源深度10 km。

圖4 GetFtpP00File函數(shù)下載的P00文件內(nèi)容

3 地震信息解析與重組模塊

通過地震目錄中P00文件給出的地震信息，按一定的順序重新組合成完整的地震信息，參照中國地震局官方網(wǎng)站震情速遞，重組的地震信息為“2016年1月21日1時13分13秒，在青海海北州門源縣(東經(jīng)101.62度，北緯37.68度)發(fā)生6.4級地震，震源深度10千米?！钡卣鹦畔⒔馕雠c重組模塊的主要任務就是將下載的P00文件轉(zhuǎn)換為上述地震信息。

3.1 地震信息解析與重組模塊框圖

地震信息解析與重組模塊框圖如圖5所示。通過文件IO接口讀取P00文件內(nèi)容，再通過字符串的格式化輸入，讀取地震的發(fā)震時間、地震震中經(jīng)緯度、地震震級、震源深度以及震中參考位置，最后通過格式化輸出，將地震P00文件轉(zhuǎn)換為規(guī)范的地震信息。

圖5 地震信息解析與重組模塊框圖

3.2 模塊封裝與調(diào)用

地震信息解析與重組模塊以MakeEqMsg函數(shù)進行封裝，該函數(shù)有1個輸入?yún)?shù)，2個輸出參數(shù)(表2)。

表2 MakeEqMsg函數(shù)參數(shù)信息表

進入工作目錄后，通過運行下列命令：

[Msg,Flag]=MakeEqMsg(’C:XJEq_P0020160121011313.p00’)

若返回值Flag為1表示正常返回。Msg保存地震信息字符串。

4 LED屏地震信息配置文件自動生成模塊

4.1LED屏地震信息配置文件自動生成模塊框圖

“LED屏地震信息配置文件自動生成模塊”主要負責將格式化后的地震信息轉(zhuǎn)成二進制的配置文件，包括LED顯示屏驅(qū)動板的MAC地址、LED顯示屏控制計算機的MAC地址以及地震信息的RTF富文本格式等信息(圖6)。

圖6 LED屏地震信息配置文件自動生成模塊框圖

眾所周知，英文字母主要以ASCII格式存在于計算機中，ASCII字符占用一個字節(jié)(占用一個字節(jié)8位中后7位，最高位置0)。GB2312編碼適用于漢字處理、漢字通信等系統(tǒng)之間的信息交換，GB2312基本集共收入漢字6 763個和非漢字圖形字符682個。整個字符集分成94個區(qū)，每區(qū)有94個位。每個區(qū)位上只有一個字符，因此可用所在的區(qū)和位來對漢字進行編碼。例如“福建省地震局”6個漢字的區(qū)位碼分別為B8A3、BDA8、CAA1、B5D8、D5F0、BED6。

“LED屏地震信息配置文件自動生成模塊”要先將地震信息文本轉(zhuǎn)為相應的內(nèi)碼，再將LED顯示屏驅(qū)動板的MAC地址、LED顯示屏控制計算機的MAC地址以及字體和字號等信息封裝到cx文件中。最后通過LED顯示屏調(diào)用軟件實現(xiàn)地震信息的LED屏顯示。

4.2 模塊封裝與調(diào)用

LED屏地震信息配置文件自動生成模塊以MakeEqMsg函數(shù)進行封裝，該函數(shù)有3個輸入?yún)?shù)，1個輸出參數(shù)(表3)。

表3 MakeLedCxFile函數(shù)參數(shù)信息表

值得一提的是，后2個輸入?yún)?shù)(CxFileName和MacFileName)均為可選的，各缺省值均可在MakeLedCxFile函數(shù)中設置。CxFileName的缺省值為yyyymmdd(其中yyyy為年份，mm為月份，dd為日期)；MacFileName缺省值為mac.txt。

進入工作目錄后，通過運行下列命令則自動生成cx文件：

flag=MakeLedCxFile(Msg)

5 地震信息在指揮大廳LED屏的自動顯示系統(tǒng)

整合上述3個模塊，并將之封裝為MainLed.m函數(shù)，函數(shù)為自動運行，無需人為干預，無需輸入?yún)?shù)。系統(tǒng)每隔30 s掃描一次FTP地震速報目錄，當新的地震文件生成時，系統(tǒng)自動下載并轉(zhuǎn)換為cx文件。由于生成的cx文件是二進制文件，將之轉(zhuǎn)為十六進制文件 (圖7)。圖7中所選的2016就是發(fā)震時間的年份，后續(xù)的’C4’ea代表的年，以此類推。

圖7 生成的20160121_011313_講臺電腦.cx文件內(nèi)容(十六進制)

最終大屏顯示的信息為：

圖8 生成的20160121_011313_講臺電腦.cx 文件的LED屏顯示效果

6 結語

系統(tǒng)建成后，已在2016年2月6日高雄6.7級地震等應急工作中得到了應用。值班人員可通過軟件，在極短的時間內(nèi)實現(xiàn)地震信息在指揮大廳LED屏的顯示工作，既節(jié)省了地震應急期間寶貴的工作時間，也防止了手工錄入產(chǎn)生錯誤的可能性，使改造后的應急指揮大廳能夠更好地服務于地震應急工作。

[1] 張翼, 林洋, 唐姝婭. 四川地震應急指揮大廳技術系統(tǒng)集成及應用[J]. 四川地震, 2012(4): 34-37.

[2] 楊陳, 黃志斌, 廖詩榮, 等. 全國自動地震速報系統(tǒng)介紹[J]. 地震地磁觀測與研究, 2010, 31(5): 158-161.

DesignandImplementationoftheEarthquakeInformationAuto-DisplayFunctionontheLEDScreenintheCommandHall

XIAO Jian, WANG Hui-shan, ZHOU Shi-wen

(Fujian Earthquake Agency, Fuzhou 350003, China)

This paper describes the design and implementation of the earthquake information auto-display function on the LED screen in the command hall. This auto-display function simplifies the emergency process for the operators on duty, avoids the errors made by manual input and hence realizes the informatization, automation and standardization of the emergency technology system.

emergency command； LED； earthquake information

肖健，王輝山，周施文. 地震信息在指揮大廳LED屏自動顯示的設計與實現(xiàn)[J]．華北地震科學，2017，35(4):66-69.

2017-02-28

福建省地震局科技基金專項“地震信息在指揮大廳LED屏的自動顯示”(SF201413)

肖 健(1987—)，男，福建仙游人，助理工程師，現(xiàn)主要從事地震應急指揮管理系統(tǒng)建設維護以及現(xiàn)場應急通訊保障工作.

E-mail：44370051@qq.com

P315-392

A

1003-1375(2017)04-0066-04

10.3969/j.issn.1003-1375.2017.04.012