地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)

閆恩輝 黃志斌 郭鐵龍

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045

0 引言

中國(guó)地震局于2013年4月開始正式向社會(huì)提供地震自動(dòng)速報(bào)信息服務(wù)，將地震自動(dòng)速報(bào)信息通過(guò)多種手段實(shí)時(shí)向政府、媒體、社會(huì)公眾發(fā)布，該信息在政府應(yīng)急響應(yīng)與救災(zāi)決策以及引導(dǎo)社會(huì)公眾知災(zāi)、避災(zāi)中發(fā)揮了重要作用，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。

國(guó)外主要地震研究機(jī)構(gòu)也實(shí)現(xiàn)了地震自動(dòng)速報(bào)參數(shù)的實(shí)時(shí)發(fā)布。地震自動(dòng)速報(bào)參數(shù)的發(fā)布速度和準(zhǔn)確度是衡量地震臺(tái)網(wǎng)科技含量和運(yùn)行質(zhì)量的主要標(biāo)志。國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)開發(fā)了一套地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用簡(jiǎn)易信息聚合（RSS，全稱really simple syndication）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全球地震自動(dòng)速報(bào)信息的匯集，速報(bào)過(guò)程、地震參數(shù)的綜合展示及地震速報(bào)信息的共享與發(fā)布。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)概要

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)地震速報(bào)信息自動(dòng)匯集整理、圖表分析以及速報(bào)信息共享交換。該平臺(tái)匯集國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)發(fā)布的人工速報(bào)、自動(dòng)速報(bào)信息，并選取了國(guó)外多家地震研究機(jī)構(gòu)的地震自動(dòng)速報(bào)結(jié)果，所選取的對(duì)象都是地球物理學(xué)研究領(lǐng)域權(quán)威性的研究機(jī)構(gòu)，其產(chǎn)出的自動(dòng)定位結(jié)果具有準(zhǔn)確性較高、發(fā)布時(shí)間較短等特點(diǎn)。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)采用的RSS技術(shù)是國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，是基于XML的信息內(nèi)容描述、發(fā)布和匯集技術(shù)①RSS，（2005-01）［2006-06］，RSS 2.0 specification，http：／／www.rssboard.org／rss-specification。RSS技術(shù)作為一種先進(jìn)的內(nèi)容分享技術(shù)，在內(nèi)容閱讀上有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，內(nèi)容更新后第一時(shí)間就能推送給用戶閱讀。用戶通過(guò)RSS閱讀器對(duì)下載內(nèi)容進(jìn)行離線閱讀、存檔保留、搜索排序、分類管理的操作。目前，RSS技術(shù)廣泛用于微博（blog）、維基百科、時(shí)事新聞、電子商務(wù)、企業(yè)管理等信息的發(fā)布。運(yùn)用RSS技術(shù)的網(wǎng)站中最具代表性的是新華網(wǎng)、新浪網(wǎng)、百度新聞、阿里巴巴、華爾街日?qǐng)?bào)電子版、紐約時(shí)報(bào)電子版、雅虎門戶網(wǎng)站、亞馬遜電子商務(wù)等（朱良兵等，2005）。目前，國(guó)外主要地震研究機(jī)構(gòu)，如美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）、德國(guó)地學(xué)中心（GFZ）、歐洲地中海地震中心（EMSC）所發(fā)布的地震信息均采用RSS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，成為在國(guó)際上具有影響力的地震信息獲取源。

RSS的實(shí)現(xiàn)方法為，用戶通過(guò)RSS閱讀器（包含瀏覽器、RSS定制程序或客戶端等）定制數(shù)據(jù)源和所需信息的抽取條件。內(nèi)容提供商將按抽取條件將信息打包成RSS標(biāo)準(zhǔn)格式——RSS Feed，并將結(jié)果推送到用戶本地的RSS閱讀器，用戶在不用打開網(wǎng)站內(nèi)容網(wǎng)頁(yè)的情況下，即可獲取所需信息（圖1）（胡焱等，2006）。

圖1 RSS實(shí)現(xiàn)方式

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)采用RSS技術(shù)完全符合地震自動(dòng)速報(bào)信息應(yīng)用的要求，其優(yōu)點(diǎn)：①可以定制不同地震研究機(jī)構(gòu)的多個(gè)數(shù)據(jù)源，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)源無(wú)法提供數(shù)據(jù)時(shí)，其他數(shù)據(jù)源也可保證數(shù)據(jù)不間斷的提供；②數(shù)據(jù)源只包含地震參數(shù)等相關(guān)信息，用戶可根據(jù)需求進(jìn)行條件篩選，以減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，也可減少客戶端的數(shù)據(jù)解析處理時(shí)間，以符合地震速報(bào)信息應(yīng)用時(shí)效較強(qiáng)的要求。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 技術(shù)架構(gòu)圖

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)基于J2EE技術(shù)框架的Web應(yīng)用系統(tǒng)，采用了MVC模型的4層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中，Ajax模式實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)層，由構(gòu)成SSI框架的struts2、spring、Mybatis分別實(shí)現(xiàn)控制層、業(yè)務(wù)邏輯層和持久層（圖2）（南志文等，2011）。

圖2 RSS信息聚合系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

RSS聚合系統(tǒng)提供基于SpringBoot（SSM）的RSS feed訂閱服務(wù)基礎(chǔ)軟件架構(gòu)（南志文等，2011）。RSS閱讀器與后端銜接采用基于SpringMVC的接口。①在表現(xiàn)層編寫JSP、Html視圖層代碼，提供RSS訂閱信息的頁(yè)面展示功能；②在控制層利用SpringMVC標(biāo)簽功能實(shí)現(xiàn)Action與JSP頁(yè)面上的數(shù)據(jù)交互；③在業(yè)務(wù)邏輯層利用Spring的依賴注入實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)邏輯類的實(shí)例托管，即各個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊，在該層通過(guò)內(nèi)部調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制層的訪問(wèn)，其中包括對(duì)業(yè)務(wù)功能和數(shù)據(jù)源的管理和關(guān)聯(lián)；④在持久層MyBatis支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)SQL查詢、存儲(chǔ)過(guò)程以及數(shù)據(jù)庫(kù)表的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，開發(fā)人員通過(guò)XML的配置將數(shù)據(jù)對(duì)象映射成數(shù)據(jù)庫(kù)表中的記錄。

2.2 處理流程

2.2.1 RSS服務(wù)器端

RSS服務(wù)器端的信息生成流程時(shí)序見圖3。具體如下：①JSP為用戶提供一個(gè)交互界面，RSS閱讀器端使用XMLHttpRequest對(duì)象向RSS服務(wù)器端發(fā)送一個(gè)異步請(qǐng)求；②在RSS服務(wù)器端上，收到異步請(qǐng)求，在解析請(qǐng)求參數(shù)之后，Servlet調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)用模塊，將業(yè)務(wù)邏輯層返回RSS消息填寫入feed類型對(duì)象，feed對(duì)象的類型是ComRometoolsRomeFeedRssChannel；③ 通過(guò)Spring框架中的一個(gè)http消息轉(zhuǎn)換器（RSS ChannelHttpMessageConverter），將控制層（SpringMVC）方法的響應(yīng)轉(zhuǎn)換為XML feed格式返回給RSS閱讀器端。

2.2.2 RSS閱讀器端

RSS閱讀器端的信息解析流程時(shí)序見圖4。具體為：①RSS閱讀器端通過(guò)調(diào)取RSS服務(wù)器端的RSS服務(wù)，讀取XML格式的RSS結(jié)果；②經(jīng)過(guò)ROAM庫(kù)XMLReader解析、數(shù)據(jù)過(guò)濾等處理，將RSS數(shù)據(jù)持久化存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3 系統(tǒng)功能

3.1 地震速報(bào)信息同步

圖3 RSS服務(wù)器端的信息生成流程時(shí)序圖

圖4 RSS閱讀器端的信息解析流程時(shí)序圖

利用Netseis／IP協(xié)議（陳智勇等，2009）將國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)人工EQIM（地震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)信息共享服務(wù)系統(tǒng)（楊陳等，2009））與自動(dòng)EQIM服務(wù)器建立連接，實(shí)時(shí)接收人工（CC／CD）、自動(dòng)（AU）地震速報(bào)信息。以人工地震速報(bào)信息為基準(zhǔn)，建立地震主目錄。

3.2 國(guó)外地震速報(bào)信息獲取

RSS地震速報(bào)信息源構(gòu)成見圖5。使用RSS／XML協(xié)議實(shí)時(shí)獲取美國(guó)地質(zhì)勘探局②USGS，（2013-05），F(xiàn)eed life cycle policy，https：／／earthquake.usgs.gov／earthquakes／feed／policy.php.、德國(guó)地學(xué)中心③GFZ，2010，RSS feeds，http：／／geofon.gfz-potsdam.de／eqinfo／list.php？fmt＝rss.、歐洲地中海地震中心④EMSC，2010，RSS feeds，https：／／www.emsc-csem.org／service／rss.等3個(gè)國(guó)際權(quán)威地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)布的自動(dòng)速報(bào)參數(shù)結(jié)果，并與地震主目錄進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

圖5 RSS地震速報(bào)信息源構(gòu)成

3.3 速報(bào)關(guān)聯(lián)目錄

通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)Web應(yīng)用服務(wù)，登錄地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)，可查詢地震主目錄以及相關(guān)聯(lián)的地震自動(dòng)速報(bào)信息，其中包括地震參數(shù)、數(shù)據(jù)源信息、接收時(shí)間、震級(jí)類型等，對(duì)地震速報(bào)測(cè)定過(guò)程的各路地震參數(shù)結(jié)果（震級(jí)、經(jīng)度、緯度、深度等）分別以散點(diǎn)折線圖的形式展示（圖6），同時(shí)可將目錄、圖表結(jié)果直接導(dǎo)出到PDF或Excel文件中進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和研究分析。

3.4 速報(bào)信息發(fā)布

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)將實(shí)時(shí)獲取的國(guó)際權(quán)威地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)布的地震事件參數(shù)結(jié)果形成XML格式文件的交換數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到EQIM服務(wù)器系統(tǒng)。EQIM系統(tǒng)使用單位均可接收到最新的國(guó)際權(quán)威地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)布的自動(dòng)速報(bào)參數(shù)結(jié)果。

4 在國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)部署

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)部署在國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)，地震行業(yè)內(nèi)網(wǎng)用戶均可通過(guò)各種終端設(shè)備所提供的瀏覽器訪問(wèn)地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)。

為了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，Web應(yīng)用服務(wù)器部署在國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的云平臺(tái)虛擬機(jī)上，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，利用云平臺(tái)備份可瞬時(shí)恢復(fù)Web應(yīng)用服務(wù)，同時(shí)為系統(tǒng)日志、用戶文件和數(shù)據(jù)庫(kù)都制定了定期備份機(jī)制，以確保備份數(shù)據(jù)和文件正確可用。

圖6 2017年8月8日九寨溝MS7.0地震自動(dòng)速報(bào)測(cè)定過(guò)程及各路地震參數(shù)比較

4.2 運(yùn)行設(shè)定

4.2.1 速報(bào)信息同步設(shè)定

在系統(tǒng)中設(shè)置國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)人工EQIM、自動(dòng)EQIM服務(wù)器的訪問(wèn)地址用于與服務(wù)器進(jìn)行連接。

4.2.2 速報(bào)信息接收條件設(shè)定

在系統(tǒng)中設(shè)置相關(guān)機(jī)構(gòu)獲取數(shù)據(jù)源的URL地址，并根據(jù)需要調(diào)整震后經(jīng)過(guò)時(shí)間、震級(jí)下限、地震數(shù)量上限等數(shù)據(jù)檢索條件。對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)也設(shè)定了地震信息獲取間隔時(shí)間和獲取地震速報(bào)信息的震級(jí)下限，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，從而獲取符合條件的地震速報(bào)信息。

4.2.3 速報(bào)信息發(fā)布條件設(shè)定

在系統(tǒng)中設(shè)置地震速報(bào)信息發(fā)布震級(jí)下限，抽取符合自動(dòng)速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定的地震目錄信息進(jìn)行發(fā)布。

4.3 對(duì)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)工作的優(yōu)化改進(jìn)

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)匯集了各類地震速報(bào)結(jié)果，按照各路速報(bào)信息EQIM信息接收時(shí)間對(duì)地震速報(bào)目錄進(jìn)行排序（圖7），并利用散點(diǎn)折線圖對(duì)各速報(bào)參數(shù)結(jié)果進(jìn)行展示（圖6），由圖（6）、（7）可見，無(wú)論是信息接收時(shí)間還是震級(jí)、經(jīng)緯度、深度等參數(shù)均通過(guò)圖表形式進(jìn)行展示，直觀反映出各路自動(dòng)速報(bào)信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，可為優(yōu)化自動(dòng)速報(bào)發(fā)布策略提供客觀的依據(jù)。

圖7 2017年8月8日九寨溝MS7.0地震各路地震速報(bào)目錄

通過(guò)地震速報(bào)信息自動(dòng)發(fā)布功能，實(shí)現(xiàn)了與EQIM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享（圖8），這為自動(dòng)速報(bào)綜合觸發(fā)平臺(tái)增加了用于合成自動(dòng)速報(bào)的信息數(shù)據(jù)源，對(duì)于國(guó)外地震的速報(bào)信息發(fā)布，由現(xiàn)在的國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)中心和國(guó)家速報(bào)災(zāi)備中心等2個(gè)單位增加到5個(gè)單位，大大減少了全球地震自動(dòng)速報(bào)漏報(bào)情況的出現(xiàn)。同時(shí)，將獲取的地震速報(bào)信息接入國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)系統(tǒng)，對(duì)達(dá)到國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)要求的地震實(shí)現(xiàn)速報(bào)系統(tǒng)告警，以期為全球地震速報(bào)工作提供更多更快的速報(bào)參考信息。

5 結(jié)語(yǔ)

地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)采用了成熟的軟件體系結(jié)構(gòu)和流行的開發(fā)語(yǔ)言，自2017年12月試運(yùn)行以來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行正常，基本保證了連續(xù)無(wú)間斷運(yùn)行，2018年共接收國(guó)外自動(dòng)信息1.7萬(wàn)余條，發(fā)送自動(dòng)速報(bào)信息1555條。目前，系統(tǒng)功能還僅限于數(shù)據(jù)的匯集共享以及圖表展示，沒有對(duì)匯集的數(shù)據(jù)進(jìn)行更深入的分析，開發(fā)團(tuán)隊(duì)將結(jié)合國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)工作的需求，規(guī)劃下一步的目標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)研究，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化報(bào)告的產(chǎn)出。

圖8 接入EQIM系統(tǒng)的國(guó)際權(quán)威地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)自動(dòng)速報(bào)信息

RSS技術(shù)是一種規(guī)范的信息描述機(jī)制，基于RSS技術(shù)的信息聚合系統(tǒng)所獲取的地震信息具有非常實(shí)用的價(jià)值，該系統(tǒng)在震后迅速直觀了解地震速報(bào)過(guò)程，以及掌握各機(jī)構(gòu)地震參數(shù)的變化趨勢(shì)等方面發(fā)揮了巨大的作用。地震自動(dòng)速報(bào)信息綜合管理平臺(tái)正是通過(guò)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化手段開展測(cè)震業(yè)務(wù)工作，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)信息的共享，這既符合了地震學(xué)領(lǐng)域互聯(lián)互通的發(fā)展趨勢(shì)，也提高了國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)在相關(guān)領(lǐng)域的知名度和權(quán)威性。