基于智能手機(jī)的地震災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)

賈寧

(陜西省地震局，陜西西安　710068)

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賈寧

(陜西省地震局，陜西西安710068)

摘要：考慮地震應(yīng)急災(zāi)情上報(bào)工作流程，設(shè)計(jì)和開發(fā)了基于智能手機(jī)的地震災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)內(nèi)置多種災(zāi)情信息上報(bào)模板，幫助手機(jī)用戶準(zhǔn)確快速生成各類上報(bào)信息，并通過多種途徑發(fā)送至災(zāi)情收集中心服務(wù)器，使災(zāi)情信息上報(bào)更為快速、簡便和規(guī)范，提升災(zāi)后應(yīng)急響應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞：災(zāi)情上報(bào)；智能手機(jī)；應(yīng)急響應(yīng)

0引言

破壞性地震發(fā)生后，為了迅速采取有針對(duì)性的應(yīng)急措施，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)工作的有效實(shí)施，第一時(shí)間獲取震區(qū)災(zāi)情信息就成為震后的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。因此，如何解決地震災(zāi)情的快速上報(bào)與處理是做好地震應(yīng)急與救災(zāi)決策工作的重要基礎(chǔ)[1-2]。

目前，被廣泛采用的電話、短信上報(bào)和人工填寫紙介質(zhì)災(zāi)情調(diào)查問卷的方法，不僅耽誤應(yīng)急時(shí)間而且很難快速匯總和分析[3-4]，為快速獲取地震災(zāi)情帶來不便。本文結(jié)合地震應(yīng)急現(xiàn)場工作流程和智能手機(jī)平臺(tái)進(jìn)行研究，嘗試一種災(zāi)情信息上報(bào)的途徑和方法(圖1)。

1系統(tǒng)整體架構(gòu)

本系統(tǒng)是一套基于微軟Windows Mobile 6.5智能手機(jī)平臺(tái)開發(fā)的災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于微軟.NET Compact Framework平臺(tái)進(jìn)行軟件開發(fā)，數(shù)據(jù)庫使用微軟針對(duì)智能手機(jī)系統(tǒng)的SQL Server Compact Edition，GIS平臺(tái)使用Esri公司的ArcGIS Mobile作為移動(dòng)地理信息支撐平臺(tái)[5]。該系統(tǒng)具有地震災(zāi)情上報(bào)模板內(nèi)置功能，可以實(shí)現(xiàn)多種渠道數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)具有地圖基本操作、空間定位、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、調(diào)查路線記錄等功能。系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。

圖1　災(zāi)情上報(bào)系統(tǒng)功能模塊圖

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1災(zāi)情上報(bào)模板設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)加入了災(zāi)情信息上報(bào)模板的設(shè)計(jì)，具有多個(gè)災(zāi)情調(diào)查選項(xiàng)欄，包括人員感受、房屋建筑、地震地質(zhì)、人員傷亡等4大類別。災(zāi)情上報(bào)類型可以通過軟件菜單標(biāo)簽欄進(jìn)行選擇，針對(duì)不同的災(zāi)情內(nèi)容進(jìn)行信息上報(bào)。例如，在房屋建筑破壞調(diào)查模板中，房屋狀況描述下拉菜單包括房屋倒塌、房屋結(jié)構(gòu)破壞、房屋局部倒塌、房屋局部開裂、房屋墻體出現(xiàn)裂縫、灰土掉落、抹灰出現(xiàn)微細(xì)烈縫、有檐瓦掉落等選項(xiàng)；毀壞程度下拉菜單包括輕微、嚴(yán)重、損毀等選項(xiàng)；房屋用途為下拉菜單選項(xiàng)包括賓館、廟宇、民居、校舍、辦公樓、醫(yī)院等選項(xiàng)；房屋結(jié)構(gòu)下拉菜單包括混凝土框架、磚混、磚木等選項(xiàng)。

每一個(gè)選項(xiàng)在用戶選擇后就對(duì)應(yīng)一個(gè)代碼，全部選項(xiàng)選擇完成后即可以自動(dòng)生成全部災(zāi)情信息上報(bào)代碼用以發(fā)送，數(shù)據(jù)發(fā)送回中心端服務(wù)器直接進(jìn)行入庫，這樣不僅提高了發(fā)送效率，而且也方便后臺(tái)接收信息的服務(wù)器進(jìn)行匯總和處理。

災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)界面如圖2所示。

2.2地圖基本操作

該系統(tǒng)使用ARCGIS Mobile實(shí)現(xiàn)地震調(diào)查位置的顯示，地圖基本操作主要實(shí)現(xiàn)以下幾部分功能：

(1)移動(dòng)地圖：在地圖上直接通過觸摸屏拖動(dòng)地圖，完成移動(dòng)地圖操作。

(2)縮放地圖：可以使用軟鍵盤的“+”“-”鍵，或者通過地圖上的滑桿及放大、縮小按鈕完成地圖縮放操作。

(3)全屏顯示：點(diǎn)擊地圖右上角的全屏按鈕，即可進(jìn)入全屏狀態(tài)。

(4)地圖測距：通過地圖上的測距功能按鈕完成對(duì)地圖中兩點(diǎn)之間距離的測量。

(5)圖層選擇：地圖具有多層數(shù)據(jù)時(shí)，可以選擇不同的圖層組合顯示。用戶可以在圖層直接上下拖拽實(shí)現(xiàn)對(duì)上下圖層順序進(jìn)行排列。

(6)緩沖區(qū)分析：當(dāng)在地圖的搜索框輸入關(guān)鍵詞時(shí)，可以在目前地圖范圍內(nèi)查詢各類相關(guān)信息。能夠查詢的內(nèi)容有：行政村、學(xué)校、醫(yī)院、水庫、危險(xiǎn)源、崩塌滑坡泥石流、橋梁、隧道、文物等。

2.3空間位置獲取

2.3.1選取方式

調(diào)查者每進(jìn)入一處新的調(diào)查地點(diǎn)，系統(tǒng)首先要對(duì)所調(diào)查地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)的方法支持3種方式：①通過系統(tǒng)內(nèi)置的省市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村的各級(jí)選項(xiàng)列表，讓用戶選擇所在位置；②通過GPS信息定位所在位置；③通過地圖拖拽的方式直接定位或讓用戶在地圖周邊范圍進(jìn)行POI關(guān)鍵詞搜索，用戶進(jìn)行位置確認(rèn)后，位置信息就暫存在系統(tǒng)里供后續(xù)調(diào)查使用，一旦更換新的調(diào)查地點(diǎn)，再進(jìn)行新地點(diǎn)的確認(rèn)和存儲(chǔ)。

各級(jí)行政區(qū)劃信息存儲(chǔ)于中心端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中，維護(hù)人員定期對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新?？蛻舳塑浖梢栽O(shè)置自動(dòng)更新和手動(dòng)更新2種方式。自動(dòng)更新在系統(tǒng)每次開啟后首先檢查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是否有更新內(nèi)容，如有更新便從中心端下載數(shù)據(jù)包補(bǔ)丁進(jìn)行在線安裝更新；手動(dòng)更新可以通過Wifi、藍(lán)牙或USB連接電腦等手動(dòng)方式導(dǎo)入離線升級(jí)包進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，客戶端軟件通過SqlClient訪問本機(jī)數(shù)據(jù)庫獲取各級(jí)行政區(qū)劃信息并通過代碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，軟件前端顯示使用TabControl和LinkLabel控件進(jìn)行行政區(qū)劃信息的層級(jí)顯示。

2.3.2GPS信息獲取

使用智能手機(jī)提供的GPS信息進(jìn)行定位和分析使災(zāi)情上報(bào)更為方便和快捷[6]。GPS一旦啟動(dòng)后，會(huì)自動(dòng)連接衛(wèi)星，接收信號(hào)，通過算法計(jì)算出位置信息，然后以NMEA data的格式輸出。Windows Mobile平臺(tái)有3種GPS開發(fā)方式：直接使用串口連接GPS接收器、GPS Intermediate Driver(GID)和使用第三方類庫(例如opennetcf提供的類庫支持)。GID是在開發(fā)者和設(shè)備之間加入的抽象中間層，開發(fā)人員不需要關(guān)注GPS硬件設(shè)備便可直接調(diào)用GID提供的API接口，這樣可使軟件系統(tǒng)具有設(shè)備無關(guān)性的特點(diǎn)。同時(shí)，因不需要直接通過串口訪問GPS設(shè)備，可支持多應(yīng)用程序同時(shí)訪問同一GPS設(shè)備。系統(tǒng)程序引入Microsoft.WindowsMobile.Samples. Location類包，在GPS設(shè)備初始化和打開后通過position.Longitude.ToString()和position.Latitude.ToString()函數(shù)可以獲取用戶所在位置經(jīng)度和緯度信息。通過GID獲取GPS信息較之前常用的串口訪問GPS設(shè)備方式更為簡單高效。

2.4災(zāi)情調(diào)查路線

系統(tǒng)可在地圖上顯示災(zāi)情調(diào)查點(diǎn)和災(zāi)情調(diào)查路線圖。當(dāng)用戶打開記錄路線圖功能時(shí)，軟件通過GPS獲取到的經(jīng)緯度信息來標(biāo)記用戶所處的位置，并且實(shí)時(shí)進(jìn)行更新和記錄；如果未能獲取到GPS信息，就記錄調(diào)查點(diǎn)的地理位置信息。系統(tǒng)可以將用戶的位置移動(dòng)過程在地圖上描繪成路線圖，方便用戶查看調(diào)查路線線路和方向。

2.5多途徑信息發(fā)送

2.5.1運(yùn)營商分組交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送

比如使用運(yùn)營商提供的4G/3G等分組交換網(wǎng)絡(luò)就是目前一種高效快速的方式，一旦上報(bào)信息生成后，就可以通過http連接和在線服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將上報(bào)信息發(fā)送給服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。Windows Mobile使用.NET Compact Framework下的HttpWebRequest和HttpWebResponse來進(jìn)行http訪問，直接和服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。核心代碼如下所示：

private void datahttpsend(ob ject sender, EventArgs e)

{HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)HttpWebRequest.Create(new Uri("http://www.eqsn.gov.cn/service/api/shangbao?content=......."));

//其中content為災(zāi)情上報(bào)內(nèi)容編碼

HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();

if(HttpStatusCode.OK==response.StatusCode)

{ //http連接成功，參數(shù)已經(jīng)發(fā)送給服務(wù)器

}

response.Close();

}

2.5.2短消息發(fā)送

日常情況下使用分組交換網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送數(shù)據(jù)較為快捷，但是為了確保在應(yīng)急狀態(tài)下具有多途徑發(fā)送渠道，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了短消息信令通道來發(fā)送信息。使用Microsoft.WindowsMobile. PocketOutlook自帶的短消息發(fā)送類庫來進(jìn)行短消息的發(fā)送，這樣只要依據(jù)災(zāi)情上報(bào)模板進(jìn)行短消息的生成后就可以自動(dòng)將信息發(fā)送到短信網(wǎng)關(guān)接收和處理，核心代碼如下：

private voidsmssend(object sender, EventArgs e)

{ string phoneno="139*******"; //災(zāi)情上報(bào)需要發(fā)送的電話接收號(hào)碼

string smstext="此處為災(zāi)情上報(bào)短信內(nèi)容"; //災(zāi)情上報(bào)的短信內(nèi)容

//構(gòu)造短信息對(duì)象

OutlookSession ols = new OutlookSession();

//發(fā)送信息

SmsMessage sms = new SmsMessage(phoneno,smstext);

ols.SmsAccount.Send(sms);

MessageBox.Show("災(zāi)情信息已發(fā)送!", "send", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Asterisk, MessageBoxDefaultButton.Button1);}

2.6數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

現(xiàn)場人員進(jìn)行一處災(zāi)情調(diào)查后便可以立即將調(diào)查結(jié)果發(fā)送至中心端進(jìn)行處理。但由于地震災(zāi)后網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常出現(xiàn)擁塞或無效的情況，因此，系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)在手機(jī)存儲(chǔ)卡上，當(dāng)具有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境后再將數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。該系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通后會(huì)自動(dòng)提示用戶是否通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送已存儲(chǔ)的災(zāi)情信息。數(shù)據(jù)發(fā)送過程通過數(shù)字百分比圖標(biāo)進(jìn)行完成進(jìn)度量化表示。發(fā)送過的數(shù)據(jù)在手機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，便于后期查詢。備份數(shù)據(jù)容量可通過軟件菜單進(jìn)行占用空間閾值設(shè)置，比如設(shè)置閾值為100 MB，當(dāng)備份數(shù)據(jù)超出后系統(tǒng)自動(dòng)提醒用戶空間已滿，讓用戶選擇是否刪除舊的備份數(shù)據(jù)，以釋放手機(jī)存儲(chǔ)空間。

3優(yōu)勢(shì)分析

基于智能手機(jī)的災(zāi)情上報(bào)系統(tǒng)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

(1)災(zāi)情信息上報(bào)需要重點(diǎn)記錄災(zāi)情所處地理位置，本系統(tǒng)除了GPS信息獲取位置外還具備地圖標(biāo)點(diǎn)定位以及行政區(qū)劃列表選擇功能，即使在室內(nèi)等特殊情況下無法獲取GPS信息仍可正常使用，災(zāi)情上報(bào)位置記錄方式更為多樣。

(2)該系統(tǒng)內(nèi)置了災(zāi)情上報(bào)模板，用戶只需要在相應(yīng)的填報(bào)欄里勾選對(duì)應(yīng)信息，就可以快速完成災(zāi)情上報(bào)，避免了紙介質(zhì)填寫調(diào)查表等原有災(zāi)情上報(bào)方式的復(fù)雜操作，而且統(tǒng)一的格式也為信息匯總和處理提供了便利。

(3)目前地震行業(yè)內(nèi)各類災(zāi)情上報(bào)系統(tǒng)上報(bào)方式都過于單一。本文所述系統(tǒng)具有分組交互數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和短信息多種數(shù)據(jù)傳輸方式，當(dāng)其中一種通訊鏈路擁塞或不可用時(shí)，系統(tǒng)可以使用其他途徑進(jìn)行信息傳輸，多渠道數(shù)據(jù)傳輸保證了信息上報(bào)的可靠性。

(4)目前地震行業(yè)所使用的上報(bào)系統(tǒng)為實(shí)時(shí)上報(bào)方式，但是震后地震現(xiàn)場尤其極震區(qū)的通信環(huán)境普遍較差，經(jīng)常無法實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)。本文所述系統(tǒng)在通信異常時(shí)具有災(zāi)情數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)檢測及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送，也可配合衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)等地震現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使用，更為適合地震現(xiàn)場的應(yīng)用場景。

(5)對(duì)比以往的災(zāi)情上報(bào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用ARCGIS Mobile作為地理信息支撐平臺(tái)，具有多種空間分析和離線地圖功能，可配合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫查詢現(xiàn)場重點(diǎn)目標(biāo)的屬性信息，使災(zāi)情信息獲取更為便捷。

4結(jié)語

基于智能手機(jī)的災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)改變了當(dāng)前災(zāi)情上報(bào)方法操作復(fù)雜、信息發(fā)送渠道過于單一的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)情信息的快速填寫和多渠道發(fā)送，便于中心端的數(shù)據(jù)匯總，同時(shí)具備多種適合地震現(xiàn)場災(zāi)情上報(bào)應(yīng)用場景的補(bǔ)充功能。陜西省地震局為現(xiàn)場多臺(tái)智能手機(jī)終端設(shè)備配備了該系統(tǒng)，經(jīng)過多次演練使用災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行情況良好。下一步，可以不斷擴(kuò)大智能手機(jī)在地震現(xiàn)場的應(yīng)用服務(wù)范圍，使智能手機(jī)應(yīng)用服務(wù)在地震應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

圖2　災(zāi)情信息上報(bào)系統(tǒng)界面

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SEISMIC DISASTER INFORMATION REPORTING SYSTEM BASED ON SMART PHONE

JIA Ning

(Earthquake Administration Of Shaanxi Province,Xi’an 710068,China)

Abstract:Considering the process of earthquake emergency reporting,the seismic disaster information reporting system based on smart phone is designed and developed.The system has a variety of disaster information reporting template,helps mobile phone users to generate all kinds of information accurately and quickly and the information can be sent to the disaster collection central server through many channels.This ststem makes the disaster information reported more rapid,simple and standardized which can improve the emergency response capability.

Key words:Disaster reporting;Smart phone;Emergency response

收稿日期：2015-03-10

基金項(xiàng)目：中國地震局地震科技星火計(jì)劃(編號(hào)：XH14048Y)資助。

作者簡介：賈寧(1982—)，男，陜西西安人，工程師，主要從事網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)和應(yīng)急指揮系統(tǒng)的研究工作。

中圖分類號(hào)：P315-39

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-586X(2016)02-0049-05