劉紅波（咸陽(yáng)市水利工作隊(duì)陜西咸陽(yáng)712000）

數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)集成研究與應(yīng)用

劉紅波
（咸陽(yáng)市水利工作隊(duì)陜西咸陽(yáng)712000）

為了解決防汛調(diào)度指揮與搶險(xiǎn)救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音與視頻信息通信一體化、防汛、氣象、水文等信息高度融合與共享應(yīng)用應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合及設(shè)備的集成創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)。采用POWERBUILDER架構(gòu)和ipad中控系統(tǒng)開發(fā)管理平臺(tái)。通過(guò)系統(tǒng)集成、管理平臺(tái)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了指揮調(diào)度搶險(xiǎn)的可視化，為科學(xué)救援提供有效指導(dǎo)。該系統(tǒng)是“互聯(lián)網(wǎng)”+防汛搶險(xiǎn)的成功案例。

數(shù)字防汛；管理平臺(tái)；融合；“互聯(lián)網(wǎng)”+防汛搶險(xiǎn)

咸陽(yáng)地處陜西關(guān)中平原腹地，受制于上游來(lái)水和下泄能力的突出矛盾，以及季風(fēng)氣候的影響，因此當(dāng)發(fā)生較長(zhǎng)時(shí)間的連陰雨、大范圍暴雨時(shí)，極易造成嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。而目前咸陽(yáng)市防汛搶險(xiǎn)信息化建設(shè)還處于初級(jí)階段，尚存在很多問(wèn)題，如沒有與省、市防汛專網(wǎng)互聯(lián)，無(wú)法共享降雨量、水位、危險(xiǎn)區(qū)域、實(shí)時(shí)視頻等防汛預(yù)警信息；沒有視頻會(huì)議系統(tǒng)，不能與各級(jí)防汛部門進(jìn)行視頻會(huì)商；缺乏有效的防汛搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息采集與傳輸手段等問(wèn)題。因此相對(duì)滯后的信息化系統(tǒng)很難滿足當(dāng)前日益嚴(yán)峻的防汛搶險(xiǎn)工作需求，迫切需要加強(qiáng)數(shù)字防汛搶險(xiǎn)信息化建設(shè)工作。

1　防汛指揮系統(tǒng)集成

系統(tǒng)包含三個(gè)子系統(tǒng)：信息共享系統(tǒng)、視頻會(huì)商系統(tǒng)、搶險(xiǎn)實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)。

1.1信息共享系統(tǒng)

通過(guò)建設(shè)數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)，連接至咸陽(yáng)市防汛指揮中心專網(wǎng)，對(duì)多種防汛信息進(jìn)行整合，形成一套能夠共享咸陽(yáng)市防汛辦所有授權(quán)信息的信息共享平臺(tái)。平臺(tái)從功能上可分為以下三個(gè)部分。

（1）信息融合

防汛預(yù)警信息來(lái)自咸陽(yáng)市防汛預(yù)警指揮系統(tǒng)，包括氣象、水文、視頻監(jiān)控、上級(jí)防汛部門下發(fā)的汛情信息等。通過(guò)防汛專網(wǎng)，訪問(wèn)市防汛預(yù)警平臺(tái)，共享氣象、水文、汛情等信息，并將已建成的山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目中的視頻監(jiān)控站集成到本系統(tǒng)平臺(tái)中，可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控信息共享。應(yīng)急搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施通信系統(tǒng)，可通過(guò)視頻會(huì)商系統(tǒng)雙流功能，上傳到市防汛辦視頻會(huì)商主會(huì)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻信息的實(shí)時(shí)共享。

信息共享系統(tǒng)的融合分為近期和遠(yuǎn)期兩部分實(shí)現(xiàn)，近期融合是在咸陽(yáng)市防汛指揮部市級(jí)共享系統(tǒng)建成前，通過(guò)聯(lián)通防汛專網(wǎng)，在本地通過(guò)工作終端，分別訪問(wèn)各個(gè)子系統(tǒng)，取得相關(guān)信息；遠(yuǎn)期融合是在市級(jí)信息共享系統(tǒng)建成后，直接連接市防汛預(yù)警指揮中心信息平臺(tái)，取得所有信息。

（2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

融合聯(lián)通、電信專線，搭建了一套高性能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，整體提升了搶險(xiǎn)機(jī)動(dòng)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)性能，形成一套集綜合辦公、水情業(yè)務(wù)信息收集發(fā)送、信息發(fā)布、遠(yuǎn)程視頻會(huì)商為一體的綜合網(wǎng)絡(luò)指揮系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。（3）設(shè)備配置

信息共享平臺(tái)配置硬件設(shè)備：高性能的核心交換機(jī)、防火墻、VPN網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)維護(hù)計(jì)算機(jī)、應(yīng)用計(jì)算機(jī)等設(shè)備，完全與咸陽(yáng)市防汛辦防汛專網(wǎng)設(shè)備兼容。

1.2視頻會(huì)商系統(tǒng)

（1）視頻會(huì)議系統(tǒng)

依據(jù)陜西省防總和咸陽(yáng)市防汛辦視頻會(huì)議系統(tǒng)配置情況，綜合考慮技術(shù)先進(jìn)性與建設(shè)成本等因素，系統(tǒng)配置一臺(tái)高清視頻會(huì)議終端、一臺(tái)高清視頻會(huì)議攝像機(jī)和一個(gè)全向麥克風(fēng)，通過(guò)一條電信專線連接咸陽(yáng)市防汛辦主會(huì)場(chǎng)。實(shí)現(xiàn)了由咸陽(yáng)市防辦主持的市、縣、鄉(xiāng)以及機(jī)關(guān)單位的視頻會(huì)議，并能與省市兩級(jí)防汛視頻會(huì)商系統(tǒng)連接。該視頻會(huì)議系統(tǒng)是咸陽(yáng)市防汛指揮視頻會(huì)商系統(tǒng)的一個(gè)分會(huì)場(chǎng)，市防辦能夠迅速的將命令及任務(wù)下達(dá)至搶險(xiǎn)機(jī)動(dòng)隊(duì)，使搶險(xiǎn)機(jī)動(dòng)隊(duì)能做出快速的、準(zhǔn)確的行動(dòng)。

（2）大屏顯示系統(tǒng)

大屏顯示系統(tǒng)包括拼接單元組合墻體、屏幕控制管理軟件、中央控制系統(tǒng)、多屏拼接處理器、接口設(shè)備等部分。該系統(tǒng)提供了一個(gè)信息展示平臺(tái)，各類圖形、報(bào)表、視頻監(jiān)控、視頻會(huì)商等信息均必須通過(guò)指揮中心顯示系統(tǒng)呈現(xiàn)。指揮中心顯示系統(tǒng)是一個(gè)以系統(tǒng)工程、信息工程、自動(dòng)化控制等理論為指導(dǎo)，能夠很好地與其它系統(tǒng)連接集成，形成一套功能完善、技術(shù)先進(jìn)的交互式信息顯示及管理平臺(tái)。

1.3應(yīng)急搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)

系統(tǒng)分為前端采集設(shè)備、后端中心平臺(tái)，以及中間傳輸網(wǎng)絡(luò)。采集設(shè)備滿足視音頻、圖片的采集需求，并能與后臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)，滿足一定的業(yè)務(wù)功能需求。后端平臺(tái)滿足設(shè)備的管理及后視音頻的預(yù)覽等需求。中間網(wǎng)絡(luò)使用運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

（1）系統(tǒng)架構(gòu)

整套系統(tǒng)采用前端分散采集、監(jiān)控，后臺(tái)集中管理的方式，通過(guò)可插拔的TF卡將取證資料存儲(chǔ)在本地，并利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將資料上傳到監(jiān)控中心，同時(shí)也可通過(guò)移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，已經(jīng)建成的視頻監(jiān)控站，通過(guò)防汛專網(wǎng)接入系統(tǒng)中。系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。

（2）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

電信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)公司通過(guò)對(duì)渭河與涇河部分區(qū)域信號(hào)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為前端多反映區(qū)域都為郊區(qū)，基站DO配置都為單載波，無(wú)線信號(hào)復(fù)雜無(wú)法滿足使用3G傳輸視頻。聯(lián)通移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)公司通過(guò)對(duì)渭河與涇河部分區(qū)域信號(hào)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為前端多反映區(qū)域都為郊區(qū)，測(cè)試點(diǎn)上傳速率均在2M左右，可以滿足河道網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。通過(guò)對(duì)電信、聯(lián)通移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，依據(jù)電信、聯(lián)通移動(dòng)信號(hào)覆蓋、測(cè)試報(bào)告。結(jié)合該系統(tǒng)的實(shí)際需求，選擇聯(lián)通移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

（3）系統(tǒng)硬件配置與軟件應(yīng)用

系統(tǒng)中硬件配置水利單兵裝備、磁盤陣列、服務(wù)器，軟件應(yīng)用管理平臺(tái)軟件。

圖1　網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖2　系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2　管理平臺(tái)

數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)依賴數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻信息、管理平臺(tái)、辦公軟件等。急需通過(guò)多機(jī)通信方式進(jìn)行管理，便于管理人員操作。開發(fā)數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)集成管理平臺(tái)，處理與多機(jī)通信，對(duì)于打開、調(diào)用等操作均提供了相應(yīng)的菜單或者圖標(biāo)。

圖3　管理平臺(tái)架構(gòu)圖

2.1管理平臺(tái)架構(gòu)

管理平臺(tái)采用POWERBUILDER架構(gòu)如圖3所示。

2.2管理平臺(tái)功能

數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)集成管理平臺(tái)，包括辦公系統(tǒng)、單兵系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)和共享系統(tǒng)等子系統(tǒng)。四個(gè)子系統(tǒng)在各自的服務(wù)器上工作，各個(gè)分支系統(tǒng)通過(guò)服務(wù)器系統(tǒng)服務(wù)模塊，以多機(jī)通信的方式，向服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻庫(kù)傳送、增加、修改、刪除內(nèi)容。該管理系統(tǒng)可以訪問(wèn)氣象信息數(shù)據(jù)庫(kù)、水文信息數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻會(huì)商系統(tǒng)、實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)，也可以調(diào)用辦公軟件，方便管理員操作。四個(gè)子系統(tǒng)先進(jìn)實(shí)用、高效可靠，能全面提升防汛搶險(xiǎn)機(jī)動(dòng)隊(duì)的防汛救援工作效率；在防汛搶險(xiǎn)過(guò)程中，能夠準(zhǔn)確、快速地做出預(yù)測(cè)以及救援，為防洪抗災(zāi)調(diào)度決策和指揮搶險(xiǎn)救災(zāi)提供有力的技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。

2.3系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)已經(jīng)在咸陽(yáng)市防汛搶險(xiǎn)機(jī)動(dòng)隊(duì)實(shí)地應(yīng)用一年多時(shí)間，提高了防汛隊(duì)伍現(xiàn)代化管理、指揮水平和防汛信息的共享度，實(shí)現(xiàn)了指揮調(diào)度搶險(xiǎn)的可視化。在防汛搶險(xiǎn)中，能有效應(yīng)對(duì)突發(fā)汛情、險(xiǎn)情，將洪災(zāi)損失減小到最低程度，且能最大程度的保障救援人員的人身安全和受災(zāi)區(qū)域人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。系統(tǒng)操作界面提供了菜單操作和工具欄圖標(biāo)操作，對(duì)于打開、調(diào)用等操作均提供了相應(yīng)的菜單或者圖標(biāo)，操作簡(jiǎn)單，十分容易掌握使用。

3　結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)集成涵蓋面廣，面向防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急決策、指揮調(diào)度工作的實(shí)際需求，以地理信息為基礎(chǔ)，結(jié)合共享服務(wù)平臺(tái)全空間一體化表達(dá)、分析功能，有效管理水雨情、汛情等基礎(chǔ)信息和專題數(shù)據(jù)；及時(shí)查詢氣象信息、雨情信息、河流蓄水信息等情況，直接采集搶險(xiǎn)或受災(zāi)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)信息數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)通訊、傳輸，為水利防汛搶險(xiǎn)單位提供信息化及可視化的應(yīng)急指揮調(diào)度平臺(tái)，便于指揮人員在室內(nèi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援行為進(jìn)行指揮，增加決策的科學(xué)性和實(shí)效性，能有效提高災(zāi)害應(yīng)急效率。系統(tǒng)融合了各級(jí)水利系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)接口和系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)信息共享，使各級(jí)水利系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體，最終形成“數(shù)字水利”、“互聯(lián)網(wǎng)+”防汛搶險(xiǎn)。系統(tǒng)通過(guò)將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合實(shí)現(xiàn)視頻可視、數(shù)據(jù)共享，從而節(jié)約系統(tǒng)建設(shè)成本。通過(guò)集成的防汛搶險(xiǎn)穿戴設(shè)備，實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度的可視化，為科學(xué)救援提供有效指導(dǎo)。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)潔、方便，為管理人員管理數(shù)字防汛搶險(xiǎn)指揮系統(tǒng)集成提供了高效管理方法。陜西水利

（責(zé)任編輯：李蕊）

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