0 引言

近年来地震事件频发，地震发生后，社会各界要进行包括应急指挥、灾情上报、灾害评估、监测观测和物资调拨等在内的各项应急处置动作。为了最大限度地减轻地震灾害，除了需要从震前预测到震后迅速开展救援等方面加强努力外，建立全面的地震应急管理信息系统，能有效减少由于信息不对称或破坏性地震自身造成的各种损失 (李自芮，2012)。因此，在地震应急指挥过程中，应急管理的作用显得尤为重要；而地震应急预案体系作为应急管理中的重要部分，其应用效能也更加不容忽视。从1988年开始，地震系统就探索编制地震应急预案，目前基本建立了从中央到地方，地震系统到其他行业的“纵向到底、横向到边、条块结合、结构完整”、管理相对规范的地震应急预案体系 (都吉夑等，2010)，以确保在地震事件发生时，形成从国家地震局到受灾省/市/县地震局、邻省地震局和其他应急相关部门间指挥、支援、配合救灾的应急预案联动服务运作机制体系。同时，应急预案自身数字化进程也在不断推进：从最初的结构化、电子化，实现预案文本的简单组织管理，到现在的可视化、信息化，在结构化存储基础上进行流程推演 (张超等，2010)。目前，地震系统内大多数已有预案的发布使用均通过纸质或是电子文档以简单的结构化形式呈现，形式内容固定，一方面增加了一线指挥人员的指挥调度难度，另一方面降低了真实应急过程中预案运作的实效性和内容的联动性。本文对陕西省地震局已有地震应急预案进行结构化研究，并在此基础上设计地震应急预案信息系统，将结构化内容通过信息系统以数字化形式呈现，为地震应急指挥过程提供响应动作的执行参考，同时为陕西省地震应急预案内容规范化和执行过程的流程化提供依据。

1 结构化方法

突发公共事件应急预案是快速响应和有效救援的基本保证，主要经历从文本预案、图文预案，到推演预案的3个发展阶段。其中文本预案是最原始形态，以案例和经验为基础编制；图文预案在文本预案上更进一步，利用图文等手段辅助预案实施；而推演预案通过对比预案状态和实际状态，实现预案定义、管理、生成、匹配、评估以及应用等主要功能 (孙鉴坤等，2006；刘筱璇等，2007)。推演预案各项功能的实现需要将预案进行结构化。结构化不仅包含将预案的静态文本内容按结构提取，还应包括将预案系统与其他系统及资源的结构化集成过程。

1.1 预案文本结构化

预案库中应该尽量以结构化的方式表达案例的全部信息 (申俊义等，2008)。针对地震的震级、地域以及造成的破坏性，可以将地震灾害事件按等级划分，陕西省地震局应急预案主要将地震灾害分为破坏性地震、有感地震和其他地震事件3种类型，针对不同等级的地震有对应的响应级别与应急预案。静态文本预案能够将详细内容做出展示，而结构化是通过对关键语义的文本解析，将预案静态文本按结构提取，自顶向下，针对不同响应级别、不同分组以及不同时间区域下的处置动作，按照模块结构分级显示，见图 1。

除工作原则、适用范围、机构职责等基础信息说明外，预案应以结构化方式表达应对地震应急事件响应并处置的全部信息。对预案信息进行形式化描述，即将使用自然语言描述的文本形式的地震应急预案，转化成计算机能够理解处理的具有结构和逻辑的表达形式 (张莹等，2014)，将结构化提取的预案文本以规定格式录入数据库读取显示。通过对陕西省地震局预案的研读和文本解析，针对破坏性地震，即启动Ⅰ级和Ⅱ级响应地震事件，在应急启动、应急部署和应急结束方面基本一致，区别主要在于应急处置部分中各组完成规定动作的时间：Ⅰ级响应在完成时间要求上更为严苛，在结构化建模时，可以将时间区域作为关键字，提取该区域各组别动作；Ⅱ级响应以不变的组别为关键字，将时间点作为附加参考建模。而针对有感地震和其他地震事件，应急响应过程更简化，可以将图件资料的产出作为关键字，以此来提取并显示各小组规定动作。结构化预案的优点在于：通过设定预案的关键节点，将静态文本预案结构化分解为包括规定流程、任务和资源等信息在内的数字化内容 (童庆等，2011)，将应急指挥流程化。

1.2 系统结构化

针对结构化的预案信息系统，不仅应包括对文本预案所规定的流程、任务和资源等信息的结构化，还应包括在整个应急系统内所需的基于不同应急平台的工作机制、模型、知识、资源等信息的结构化整合，从而形成一种智能的结构化预案形式。在真实地震应急时，简单的树形结构划分不足以对工作的复杂度和关联性做出指导。各应急工作组的一系列处置动作一般存在一定专业性，不仅有单独的行动方向或特定模式，同时存在一定关联性和逻辑顺序。而这些容易被忽视，导致预案的实用性和执行的时效性降低。应急指挥过程是一个多方协调、配合、支援的过程，预案的编制及修订均以更实际有效的执行为目的。因此，在实现预案结构化后更为重要的是，通过数字化方法关注执行动作的各方各部之间的联动关系，同时将其中涉及的多个系统进行整合集成，建立联动服务机制，根据工作执行和现场变动情况提供自主行为描述，从而给出更为智能和优化的调整方案。

2 系统设计与实现 2.1 系统架构及基本功能

地震应急预案信息系统设计主要面向地震发生后应急过程中指挥人员和执行处置动作的各工作组人员，因此需要给予清楚直接的行动指示。以陕西省地震局地震应急预案为例，提出一种系统设计思路，针对真实地震事件，将该局以往应急响应过程中各组单线程进行的文件上报和处置动作完成情况等相关操作统一在一个系统内 (图 2)。将结构化预案中某一等级下不同组别处置动作的活动顺序、持续时间与完成程度绘制线条图 (横轴表示时间，纵轴表示活动或项目)，以便参与应急响应的系统内部人员随时查看应急响应进度；对结构化动作条目进行再分类，将完成情况、提交文件、网页跳转等分别链接应急预案数据库、地震基础数据库、FTP服务器和网站页面，实现多线程同步显示。

针对不同操作系统及与其他系统集成方面考虑的便利性，地震应急预案系统采用B/S架构设计，主要功能分为预案查询/修改和应急事件响应，其中预案查询提供预案文本的结构化设计展示，即通过图表列出已有预案，给应急指挥过程提供参考；通过真实应急过程中出现的问题，对预案进行环境匹配和智能化调整，建立针对本省的预案修订机制。应急事件响应部分是，通过TimeTask扫描读取EQIM库中真实应急地震的各项参数，建立应急事件，确定启动响应级别，将结构化提取预案内容以图表形式展示，包括预案中各组别的处置动作、标注时间和完成状态，体现联动性，并将发生过的地震应急响应过程以历史应急事件展示，供参考查阅；将该系统与地震触发、灾情上报、快速出图、辅助决策等系统相集成，共享部分资料及图件，实现应急指挥的完整性，见图 2。该系统还包括预案管理、人员信息、资料下载、用户管理等后台功能，辅助系统运行。

2.2 系统实现

根据地震应急预案信息系统设计和功能要求，系统前台使用J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) 开发，基于Struts 2框架，部署运行在Apache Tomcat上，实现动态网页界面的设计展示和链接集成；后台使用Oracle数据库，建立专属表空间及特定格式，实现数据的读写与更新。

2.2.1 文本结构化提取

系统首要功能是进行预案的展示查询，针对不同等级的地震事件，以组别或时间区域作为关键字，使用程序实现简单的结构化提取，在此基础上进行简化建立模板，实现预案的结构化展示。针对陕西省地震局应急预案，以Ⅰ级响应的时间域和组别为关键字，对预案文本中包含时间域 (震后2小时以上) 以及组别 (综合组) 来检索，将包含该关键字的内容按设置的字数范围提取操作，通过文本解析简化为单一动作条目，建立基础框架，对预案进行查询展示，见图 3。

2.2.2 数据库表设计

按照结构化方法，划分陕西省地震局已有预案，将地震速报、预案文本及响应动作等内容分别建立数据库表，用于获取和存储地震三要素，展示不同响应级别下不同时间、不同组别的预案内容模板；显示应急响应中各项动作完成情况、完成时间及相关资料和网页链接。根据对地震应急预案信息系统的设计和功能要求，数据库表结构设计见表 1。

2.2.3 系统集成及联动服务实现

文本结构化完成后，需要建立处置动作之间的关联性及与其他系统间的集成。即在测试演练或真实地震事件发生时，首先通过自动读取地震三要素建立新的地震应急事件，确定响应级别，调取预案结构化线条图，在执行处置动作的同时，通过链接陕西省地震局FTP服务器及专题图共享文件夹等方式，实现不同终端文件资料的共享，并通过读取相应数据库标识应急响应动作的完成时间，显示完成进度；而与门户网站、灾情上报、辅助决策等的系统集成，则通过读取网页链接的方式实现。部分实现代码如下

public SnxxdbCon_cis () {

      sDBDriver = " oracle.jdbc.driver.OracleDriver" ;

// url = " jdbc:oracle:thin:@(DESCRIPTION =(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST =ip地址)(PORT = 1521))(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST =ip地址)(PORT = 1521))(LOAD_BALANCE=yes)(CONNECT_DATA =(SERVER = DEDICATED)(SERVICE_NAME = ******)))" ;

    user = " ***" ;

      password = " ********" ;

      rs = null;

      /*查询EQIM数据库*/

  public ResultSet executeQuery (String sql) throws SQLException {

    return stmt.executeQuery (sql);

  }

  /*取得Statement对象*/

   public Statement getStmt () {

     return this.stmt; }

  /*获得connection对象*/

   public Connection getCon () {

     return this.conn; }

//建立与FTP连接

    ftp.connect (" ip地址" , 21);

    ftp.login (" seed" , " seedwave" );

    ftp.setFileType (FTP.BINARY_FILE_TYPE);

//在本地临时存储，上传至FTP

   InputStream input = new FileInputStream (localPath);

    ftp.storeFile (ftpPath, input);

    input.close ();

3 测试与应用

应急预案信息系统集成在陕西省地震局“地震公共安全信息服务系统”平台上，在展示预案模板的同时，对应急事件的资料上报和响应过程的总结提供服务。其中预案查询展示见图 4。由图 4可见，树状图的展示更为直观简洁，在应急过程中，起到为指挥人员提供行动参考和建议的作用。

在演练或真实应急响应过程中，在确定响应级别后，可按照预案内容上报规定文件，实现不同组别间产出的统一操作。现模拟测试地震数据为：2016年7月15日17时20分20秒陕西省宝鸡市千阳县6.5级地震 (经度：107.14，纬度：34.72)，模拟启动Ⅰ级响应，进入应急预案信息系统模块，查看相关信息，执行操作。各分组可依照要求提交此次应急过程中产出的各类资料文件，并记录各项操作的时间节点，据此更新系统后台数据库，绘制针对该应急响应实现过程的描述图表，标注完成情况 (标绿色)、完成时间以及各类下载和查看链接，展示应急响应进行状态，并对响应过程做出总结，提出问题和建议，为下次应急提供有效参考。同时，与监测预报、震害防御、应急响应等相关系统经过集成也可通过该平台链接使用。

4 结束语

本研究提供地震应急预案结构化研究与实现的一种思路，即通过对预案的结构化解析，建立处置动作之间在时间和空间上的结构关系，并显示动作的完成时间和进度等相关信息；在此基础上建立地震应急预案信息系统，并与地震应急指挥中使用的其他系统通过文件成果共享或操作跳转相集成，实现联动服务。该系统已集成于陕西省地震局地震公共安全信息服务系统应急救援模块。通过预案结构化研究与实现表明，针对预案内容而言，从丰富内容、完善修订、制定标准工作程序方面均需做出一定改善 (张祯等，2011)；而对于系统自身而言，针对预案展示和应急事件的基本功能已经实现，由于应急指挥需安全、交通、卫生、电信等部门协同工作，针对不同系统有相应预案模式，因此结构化模式及实现的数字化方式不尽相同，需要结合可视化、智能化等技术、环境、决策等信息做进一步研究。