緣起:面對汛期,現有資訊系統的難處?

台灣氣候地形多變,常會發生大大小小的天然災害,如何防災應變,是一個國家安全層級的重要議題。特別是每年汛期,一旦發生災害,政府開設各級應變中心時,各級機關頻繁使用資訊系統即時回報災害情況、民生相關企業與設施也使用資訊系統回報各地災損及復原規劃,是以防救災資訊系統的首要功能,就是作為政府決策及採取適當應變措施的資訊輔助工具。然而另一方面,正如先前PDIS參與協作的菜價資訊整合平台,原先作為決策輔助的資訊系統,在開放政府的理念下,也必須轉換成整合多元資訊、可公開查詢、民眾易用易懂的資訊平台。

尤其防救災關係著民眾的身家財產,如果能讓民眾透過資訊系統查詢災情資料,不僅是滿足人民知的權利,也可以讓民眾採取適當方法避災離災,降低風險損失,同時減輕政府防救災負擔。

防救災資訊系統有其特色,在災害發生,比如說颱風來襲時,隨著災情的發生使用量來到高峰。但是,在沒有災害發生的時候,系統門庭冷落,這有點像台灣的河川「不雨成旱,一雨成澇」,防救災資訊系統也是這樣「荒溪型」的系統吧。

在現有的系統中,防災與救災,分別由「國家災害防救科技中心(NCDR)」以及「內政部消防署」主責。在災害發生前,民眾可以至 NCDR 所提供的「災害情資網」查詢防災資訊。一旦災害發生,進入防災階段,最新消息就會被公布在消防署所提供的「災害情報站」,這樣的不同階段的兩套系統切換,除非熟悉政府運作,對於一般使用者並不友善,無法直覺取得想要的資訊,因而需要邀集跨部會研商系統如何整合。

主責機關與 PDIS 需要共同面對的問題是,如何結合防災救災兩階段的資料,建立單一資訊查詢入口;以及如何改變系統架構,在平時使用最低資源運作,又可以在災害來臨時期自動擴充,因應大爆量的資料查詢。

前臺一致、後臺整合

在行政院科技會報辦公室的協助下召開多次會議, PDIS 、消防署與 NCDR與各單位以及廠商務實地研討後,逐漸形成確定的方向,為了達到以單一介面提供資訊的目標,消防署與NCDR雙方系統要逐步整合。整體的整合工作規劃,可分為前端「使用者介面」與後端「資料提供」兩大部分。

前端「使用者介面」,要結合原本兩系統各自的優勢,以滿足不同使用者需求:消防署「災害情報站」簡潔條列式文字呈現,並在畫面上劃分區塊,有利於快速查詢資料;NCDR「災害情資網」互動視覺化介面,利用資料與地圖互動呈現,有利於快速瞭解災害影響範圍。因而未來會從如下圖示左邊的兩個系統介面,合併為圖示右邊的系統介面,而在經費許可的前提下,逐漸朝向比較有利於互動的NCDR使用者介面來整合。

然而,NCDR 原系統設計為了擁有良好的資料查詢彈性,因此消耗較多運算資源,恐怕無法承擔汛期的使用高峰。為了可以在汛期時,特別是災害發生中,提供大量民眾快速查詢,甚至因應瞬間的爆量,NCDR與 PDIS 在技術面討論後,決定變更系統架構。採用預先將各種查詢結果儲存為檔案,以硬碟空間換取運算資源的方式,完成效能精進,同時可在高峰期橫向擴充的系統架構。

在後端「資料提供」部分,因為雙方系統需要的資料格式並不完全相同。除了共同訂定分享格式之外,亦強調需要提供可彈性擴充欄位,以確保在資料交換的過程中,不會因為資料正規化的流程,導致資料內容有所遺失。

前臺一致、後臺整合
前臺一致、後臺整合

運用雲端技術,降低成本、提升可用性

如同前面所說,防救災資訊系統是個「荒溪型」的系統,災害發生時,系統使用量會突然暴增,沒有災害時,系統幾乎沒有人用。針對這樣的特性,固然可以直接增購伺服器來建置,以便於災情發生時,能夠承受大量負載,但就必須購買非常多的運算資源。然而災害並不是常態,如果投入太多固定的資源,平常卻又處於閒置的狀態,這樣的做法並不經濟,在建置上防救災資訊系統長期就是面臨這樣進退兩難的情況。

PDIS認為業界行之有年的雲端運算技術,非常合適處理這樣的情況。正巧中華電信將推出政府專用的 HiCloud 服務(Hicloud Govcloud Region, HGR),先進行測試,預計到 2017 年 9 月正式推出,而 PDIS 剛好是測試使用者之一。因此 PDIS 就與 NCDR 同仁及廠商合作,在HGR上測試「災害情資網-大眾版」,以確保災害來臨時可以使用雲端資源;另一方面,雲端運算技術並不是中華電信所獨有,測試過程也會注意將來不會依賴於任一廠商的雲端服務。

簡言之,HGR 與常見基礎建設即服務(IaaS)供應商提供可以動態擴充或縮減的運算資源,在災害發生時運用大量資源承載民眾查詢,一般時候使用最小資源維持運作。依照實際使用量進行收費(pay-as-you-go)的方式,使得維運成本預計可以大幅降低,卻同時又可以保障高峰期的系統可用性,防救災資訊系統運用這樣的技術,相信可以符合系統需求,又可以達到成本最低,效率最高的目標。

運用雲端技術,降低成本、提升可用性
運用雲端技術,降低成本、提升可用性

結語:前後分離、因地制宜採用合適資訊技術

整體而言,防救災資訊系統是PDIS小組繼「菜價公開資訊整合平台」之後,再度與相關部會合作,對一個資料來源多元(跨部會)的大型資訊系統進行整合歸劃,同時依然要達成常態性地提供一般民眾查詢的政策目標。因而除了技術上的要求,也必須從使用者角度強化介面的易用性。但不同於「菜價資訊公開整合平台」,現行防救災資訊系統有消防署及NCDR兩個前端,分別於不同階段提供民眾查詢,所以必須先行整併。

其次,防救災資訊系統如同「菜價公開資訊整合平台」一般,需要整合來自多個不同系統的資料,此時「前後分離」就扮演得非常重要的角色——將前端資料呈現(使用者介面)與後端資料供應,兩者分開設計,如此一來可輕易達成資訊共享與交換,資料呈現介面修正與整合,並可使資訊系統保有彈性,才能因應需求改變進而增減功能。

進一步來說,像防救災資訊系統這樣的「荒溪型」的系統,在政府部門中並不罕見,「菜價公開資訊整合平台」也是如此,也就是說如果天災造成菜價波動,系統查詢需求也會短期性地大量增加。但菜價查詢只需要讀取靜態資料,所以運用CDN技術(Content Delivery Network,內容傳遞網路)就能解決流量問題。

防救災資訊系統並不相同,不管是氣象、路況還是水電等等資訊,都必須能動態快速寫入更新,才能因應當下防救災的資訊需求。傳統的方式,必須仰賴自身建置大量伺服器,但運用以「租用」代替「購買」的雲端服務模式,不但能解決此一問題,更有效降低建置維護的成本,甚且由於自行購置有可能規劃與需求產生落差,而雲端服務可以彈性擴充,更能確保服務的品質。

PDIS認為以上這些協作經驗,未來也可以協助面臨類似問題的其他政府資訊系統來改善優化。

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