地震预警系统的设计与实现

2020.051概述

中国是地震频发国家袁地震应急工作是防震减灾的重中之重遥因此袁我国在野九五冶期间袁研发地震应急快速响应系统尧城市防震减灾信息管理与辅助决策系统等袁野十五冶期间研发地震应急指挥技术系统等袁旨在为全国抗震救灾提供决策辅助[1]遥但随着互联网的兴起袁

技术的更新换代以及日新月异的需求变化袁地震应急业务的调整等因素袁不同的团体开始研发子系统供内部评估袁例如云南省地震局使用的地震应急指挥技术系统包括评估软件4个袁信息服务软件3个袁市县协同平台1个等[2]遥在团队内部针对不同的地震应急业务研发子系

统袁为应急决策提供更多的决策服务袁而不仅仅依赖已有的地震应急业务系统袁以这种方式提高各个机构的地震应急能力遥国家台网中心机构内部为研究不同地震灾害评估模型的评估精度袁实现队伍的专业分工袁针对不同灾害评估方向攻克难点袁选取当前主流的技术研发内部评估模块袁由这些评估模块构成一个实验平台渊地震应急灾害评估系统冤袁用来验证各模型的精度袁提高运算速率遥借助独立开发部署的方式将大型软件进行功能解耦袁为地震应急决策提供多种选择遥目前袁团队已初步建成一个地震应急灾害评估系统袁包含地震消息接入模块尧人口伤亡评估模块尧地震烈度评估等模块等曰这些模块独立部署袁共同承担震后的灾害评估工作遥然而袁各个模块间的协作存在问题袁包括消息之间的传递不可见袁历史消息不可查袁各个模块间的功能测试机制不完整等遥因此袁团队内部研发一个地震应急消息系统袁管理地震应急灾害评估系统中各模块的消息交互袁为地震应急评估各模块的正常工作提供保障遥2技术思路

地震应急消息系统采用B/S架构袁采用RabbitMQ的消息发布/订阅模式袁设计一个标准消息体袁结合MySQL尧百度地图API袁构建Django的轻量级网站袁实

现一个集监控尧查询尧测试和空间可视化于一体的地震应急消息系统遥2.1消息中间件

消息中间件一般用来实现可靠的数据传送袁实现不同的对象之间的消息传递尧事件激活袁以及不同平台系统间的消息通信遥消息中间件能兼容平台间的特性袁满足地震应急灾害评估系统各模块协同工作的应用场景遥地震应急消息系统中监控的消息包括院真实地震消息尧测试地震消息尧人口伤亡评估消息尧地震烈度评估消息袁这些消息具有如下特点院渊1冤不确定性遥无法提前预知地震的具体参数遥渊2冤强时效性遥地震灾害评估需保证评估产出的时

文章编号:１００１￣８９５６(２０１８)０２￣０１２８￣０６中图分类号:Ｐ３１５.６９ 文献标识码:Ａ

地震预警信息接收系统设计①

王辉山ꎬ黄鹤凌ꎬ林岩钊ꎬ张树君(福建省地震局ꎬ福建福州３５００００)

摘要:基于ＰＣ的地震预警信息接收系统是使用Ｃ/Ｓ架构研发的用于接收地震预警消息的运行在个人电脑的客户端软件ꎮ在地震发生后ꎬ该系统从地震预警推送平台实时接收预警消息ꎬ并在客户端完成用户所在地地震预警时间提醒、预估地震影响程度(地震烈度)、历史事件回放等功能ꎮ该系统使用ＭＶＣ设计模式ꎬ实现业务模型与界面表现层的低耦合ꎬ增强了系统的灵活性和可扩展性ꎮ使用ＭＱＴＴ通讯协议实现与服务器的长连接ꎬ保证了消息推送的时效性ꎮ基于开源ＧＩＳ架构的ＧｅｏＴｏｏｌｓ组件更方便实现地图展示及空间属性查询ꎮ随着地震预警发布与接收系统的广泛应用ꎬ该系统也为其他行业地震预警接收系统的研发提供参考依据ꎮ关键词:地震预警ꎻ消息推送ꎻＭＶＣꎻＧｅｏＴｏｏｌｓｄｏｉ:１０.１６２５６/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１￣８９５６.２０１８.０２.００５ 中国是世界上地震灾害最严重的国家之一ꎮ地震作为一种破坏性惨烈的自然灾害ꎬ其灾难性、不可预测性ꎬ对经济社会的稳定和发展构成严重威胁ꎬ给国家经济和人民生命财产安全带来巨大的危害和损失ꎮ２００８年的汶川８.０级大地震、２０１０年的玉树７.１级大地震以及２０１３年的雅安７.０级地震都充分说明了地震灾害的严重性ꎮ地震预警系统可实时接收监测台网的波形数据计算地震动信息ꎬ并对地震可能造成的破坏范围和影响程度快速评估ꎬ争取在破坏性地震波到达城市和重大工程场地前进行地震预警提醒ꎬ为实施紧急处置措施提供可靠依据ꎮ地震预警系统是减轻地震灾害的有效手段[１]ꎮ事实证明ꎬ有效地利用地震预警信息ꎬ公众可以在危急来临前及时采取必要的避震措施以减少人员伤亡和经济损失ꎮ根据日本实时地震情报利用协会的研究结果ꎬ如果破坏性地震波到达之前有２ｓ的预警时间ꎬ死亡人数能减少２５％ꎬ如果有５ｓ的预警时间ꎬ死亡人数能减少８０％ꎮ基于ＰＣ的地震预警信息接收系统主要针对个人电脑用户ꎬ通过极快速接收地震预警消息ꎬ达到一定的减灾效果ꎮ１　系统总体设计

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＷＯＲＬＤ・茄　ｊ　：　

山体滑坡监测预警系统设计与实现　

重庆旅游职业学院李方书　唐天聪刘海洋　

【摘要】山体滑坡严重威胁人民的生命财产安全，因此对边坡危岩的失稳变形进行监测监控是预测滑坡等地质灾害发生的有效手段。本文提　出采用实现传感器环境监控信息数据实时采集、实时可靠传输、节点自组网、数据远程传输以及数据查询显示，当预警平台接收到控制站发　送的报警指令后，将会启动警报器，并向相关人员发送一条预警短信。　【关键词】滑坡监测；无线传感器网络；传感器　

１．引言　

山体滑坡是在我国山区中最常见的一种地质灾害，其不仅可以　

破坏了工程设施建设，同时也会导致生产无法得到顺利进行，有时　

候将会严重威胁到人们的生命安全，在造成巨大经济损失的同时还　

会引发人员伤亡问题，产生了极大的社会危害【１］。　

本文采用无线传感器网络（ＷＳＮ）技术，它是一种分布式传感网　

络，它的终端是可以感知和监测外部世界的各类传感器，通过无线　

方式实现通信，网络设置灵活，可以实现库区特殊地段地质灾害的　

实时监测。该技术属于一种技术上先进，适合于库区地貌特征的有　

效尝试。　

２．系统设计　

山体滑坡监测预警系统主要是由远程监控管理中心、无线传感　

器监测网络和ＧＰＲＳ传输网关三部分构成。　

２．１无线传感器监测网络　

在对山体滑坡进行监测的时候，各个传感器布局的相对比较紧　

密，以保证数据的准确性。其中，传感器具有一定的数据处理和通信　

能力，各节点之间构成多个传感器网络。每个传感器对应一个网关节　

点，网关节点形成一个多跳网络，可以将数据传送到某一网关节点，　

通过网关节点将传感器所采集到的数据通过网络传输发送到基站，再　

通过基站与Ｉｎｔｅｍｅｔ相连，将采集的数据发送到数据中心处理。　

２．２传输网关　

采用ＧＰＲＳ传输网关，其处理能力强，外部电源供电，安装在　

距被监测山体较近移动网络信号覆盖的区域，用于收集其附近区域　

所有传感器节点的监测数据，通过ＧＰＲＳ通信将数据传送到远程监　

一、系统架构

地质灾害智能预警系统包括地质灾害基础数据管理子系统、地质灾害预报预警分析子系统、地质灾害综合管理及应急指挥子系统、数据交换子系统和系统管理4个部分。

（1）地质灾害基础数据管理子系统

地质灾害基础数据管理子系统实现各种专题数据的初始建库的数据检查与入库管理和对已有空间矢量数据的访问，提供数据检索、查询、专题符号化、数据浏览、空间分析等功能。根据各地山洪灾害防御工作的特点和山洪灾害预警决策的需求，利用通信、计算机网络、数据库应用等技术手段，建设省级或市级或县级防汛指挥部门山洪灾害防治信息汇集与预警平台，为收集山洪灾害防治区水雨情数据信息以及其它部门的相关信息、信息查询、山洪预报决策、预警等服务。

（2）地质灾害预报预警分析子系统

预警子系统建设是在监测信息采集及预报分析决策的基础上，根据预警信息危急程度及山洪可能危害范围的不同，通过适宜的预警程序和方式，将预警信息及时、准确地传送到山洪可能危及区域，使接收预警区域人员根据山洪灾害防御预案，及时采取预防措施，最大限度地减少人员伤亡。

（3）地质灾害综合管理及应急指挥系统

地质灾害综合管理信息及应急指挥子系统包括有地质灾害隐患点基本情况管理、灾情信息管理、社会经济管理、预警应急支持体系、灾点搬迁治理情况、预警应急信息、防灾综合信息、灾调基础数据及地质灾害远程会商等数据与地灾图形发布，为地质灾害预报预警提供数据支持。

（4）数据交换子系统

数据交换子系统包括内外网数据交换和外部数据交换。内外网数据交换系统支持通过手工或网闸自动摆渡的方式进行内网网数据交换。内外网网络网络部署根据国家、自治区相关文件规定，政府部门实行内外网网络隔离。本系统中，地质灾害基础数据管理子系统、地质灾害预报预警分析子系统、地质灾害综合管理及应急指挥子系统等系统部署在内网，外网部署PDA、外网地质灾害信息发布子系统，内外网系统的数据交换通过辅助手工方式或通过网闸自动交换实现。 二、功能需求