張 馳

(1．北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 應(yīng)急信息平臺(tái)概述

應(yīng)急信息平臺(tái)主要負(fù)責(zé)語音、視頻、數(shù)據(jù)等資源的整合，應(yīng)急指揮體系由國家應(yīng)急信息平臺(tái)、省級(jí)應(yīng)急信息平臺(tái)、市級(jí)應(yīng)急信息平臺(tái)、縣級(jí)應(yīng)急信息平臺(tái)以及依托城市輻射覆蓋到城鄉(xiāng)基層的面向公眾的緊急信息接報(bào)平臺(tái)等組成，如圖1所示。

圖1 應(yīng)急平臺(tái)體系圖Fig.1 Emergency platform system diagram

應(yīng)急信息平臺(tái)應(yīng)用軟件系統(tǒng)可根據(jù)應(yīng)用需求，全面規(guī)劃和統(tǒng)一配置“一個(gè)數(shù)據(jù)中心、兩個(gè)應(yīng)用支撐平臺(tái)、十個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)”的建設(shè)；“一個(gè)數(shù)據(jù)中心”即應(yīng)急數(shù)據(jù)中心，“兩個(gè)應(yīng)用支撐平臺(tái)”即地理信息平臺(tái)和綜合應(yīng)用平臺(tái)，“十個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)”即基礎(chǔ)地圖系統(tǒng)、應(yīng)急資源系統(tǒng)、地圖標(biāo)繪系統(tǒng)、應(yīng)急處置系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)、智能輔助、指揮調(diào)度、應(yīng)急保障、模擬演練和視頻監(jiān)控。

2 應(yīng)急信息平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 技術(shù)路線

系統(tǒng)架構(gòu)采用數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層3層模式，該模式具備很高的穩(wěn)定性、延展性和執(zhí)行效率；3層模式可以將服務(wù)集中在一起管理，統(tǒng)一服務(wù)于客戶端，從而具備良好的容錯(cuò)能力和負(fù)載平衡能力。

2.2 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

應(yīng)急指揮平臺(tái)應(yīng)用軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)遵循平臺(tái)化、組件化的設(shè)計(jì)思想，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的安全保障?？傮w技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

應(yīng)急信息平臺(tái)建設(shè)符合國家應(yīng)急平臺(tái)體系建設(shè)要求，應(yīng)用基于多層架構(gòu)模型和Model-View-Controller，MVC模式。多層架構(gòu)可以搭建松散耦合、易于復(fù)用、可擴(kuò)展性強(qiáng)的應(yīng)用，除了方便軟件開發(fā)的組織和實(shí)施外，亦便于日后系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展。而MVC模式中，模型組件封裝了內(nèi)核數(shù)據(jù)和功能，從而使核心的功能獨(dú)立于輸出表示和輸入方式；視圖組件從模型獲得信息并向用戶展示；控制器組件與唯一的一個(gè)視圖組件連接，接受用戶的輸入。通過模型、視圖和控制器的相互分離，應(yīng)用框架設(shè)計(jì)的應(yīng)急信息平臺(tái)可以十分靈活地適應(yīng)用戶多變的功能界面要求。

1）基礎(chǔ)設(shè)施層包括固定指揮場(chǎng)所的建設(shè)和移動(dòng)指揮場(chǎng)所的建設(shè)。

圖2 總體架構(gòu)圖Fig.2 Overall architecture diagram

2）基礎(chǔ)支撐層通過調(diào)度通信系統(tǒng)、圖像接入系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)來為應(yīng)急相關(guān)的數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。

3）數(shù)據(jù)支撐層建立八大數(shù)據(jù)庫來保障業(yè)務(wù)應(yīng)用正常運(yùn)行并提供數(shù)據(jù)，支持系統(tǒng)決策及運(yùn)行。數(shù)據(jù)支撐層承擔(dān)突發(fā)事件及相關(guān)信息收集、處理、分析、發(fā)布和應(yīng)急反應(yīng)工作，是以數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。

a.基礎(chǔ)信息庫

基礎(chǔ)信息庫包括應(yīng)急信息平臺(tái)應(yīng)急常用的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，提供應(yīng)急資源信息、危險(xiǎn)源信息、防護(hù)目標(biāo)信息以及專題信息等。應(yīng)急資源信息包括應(yīng)急指揮管理機(jī)構(gòu)、應(yīng)急人力、應(yīng)急財(cái)力、應(yīng)急物資、應(yīng)急通信、應(yīng)急運(yùn)輸、應(yīng)急醫(yī)療等；重大危險(xiǎn)源信息包括危險(xiǎn)源名稱、危險(xiǎn)源描述、危險(xiǎn)品類別、危險(xiǎn)等級(jí)、所在位置、所屬單位、影響范圍、可能災(zāi)害形式等；重點(diǎn)防護(hù)目標(biāo)包括骨干管網(wǎng)、核設(shè)施、航天基地、戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備基地、機(jī)場(chǎng)、港口等；專題信息包括人口統(tǒng)計(jì)信息、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)信息、安全分區(qū)信息、地震地質(zhì)信息、氣象水文信息、土地信息、主要森林草場(chǎng)信息等。

b.地理信息庫

地理信息庫包括DLG數(shù)據(jù)、DRG數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)、主要路網(wǎng)管網(wǎng)、避難場(chǎng)所分布圖和風(fēng)險(xiǎn)圖等內(nèi)容，并在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫內(nèi)保存。

c.事件信息庫

事件信息庫包括突發(fā)公共事件信息、預(yù)測(cè)預(yù)警信息、監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息以及應(yīng)急指揮過程信息等內(nèi)容的事件信息數(shù)據(jù)庫。

事件接報(bào)信息需包括事件標(biāo)題、事件地點(diǎn)、事發(fā)時(shí)間、報(bào)送單位、事件描述、影響程度等。

預(yù)測(cè)預(yù)警接報(bào)信息需包括預(yù)警標(biāo)題、報(bào)送單位、預(yù)警級(jí)別、事件類型、預(yù)警內(nèi)容、影響時(shí)間、影響范圍、防范措施等。

指揮調(diào)度信息需包括標(biāo)題、研判結(jié)果、領(lǐng)導(dǎo)批示、調(diào)度記錄、會(huì)商記錄以及處置記錄等。

監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息需包括風(fēng)險(xiǎn)隱患監(jiān)測(cè)信息和事件現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息等。

信息發(fā)布需包括發(fā)布標(biāo)題、類型、對(duì)象、內(nèi)容、范圍、時(shí)間和發(fā)布渠道等。

d.預(yù)案庫

預(yù)案庫包括省級(jí)總體應(yīng)急預(yù)案、市級(jí)總體應(yīng)急預(yù)案、各部門專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案、大型活動(dòng)應(yīng)急預(yù)案、大型企事業(yè)單位應(yīng)急預(yù)案等。

e.知識(shí)庫

知識(shí)庫包括有關(guān)法律法規(guī)、應(yīng)對(duì)各類突發(fā)公共事件的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)規(guī)范、專家經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容。根據(jù)權(quán)限管理，向各級(jí)應(yīng)急平臺(tái)提供相關(guān)的知識(shí)庫共享服務(wù)。

f.案例庫

案例庫包括突發(fā)公共事件典型案例。根據(jù)權(quán)限管理，向各級(jí)應(yīng)急平臺(tái)提供相關(guān)的案例庫共享服務(wù)。

g.文檔數(shù)據(jù)

需包括應(yīng)急工作中所產(chǎn)生的有關(guān)文檔，包括文本、圖片、音視頻等。

h.指標(biāo)模型庫

需建立有效的指標(biāo)模型體系，將抽象的應(yīng)急數(shù)據(jù)與實(shí)際的應(yīng)急工作相關(guān)聯(lián)，通過應(yīng)急指標(biāo)模型評(píng)分及模型提高建議，提高政府應(yīng)急能力。

4）業(yè)務(wù)應(yīng)用層中則是用戶具體業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，用來處理應(yīng)急業(yè)務(wù)流程及相關(guān)算法計(jì)算，完成數(shù)據(jù)處理流轉(zhuǎn)等。業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要由綜合應(yīng)用平臺(tái)和地理信息平臺(tái)組成。

a.綜合應(yīng)用平臺(tái)

綜合應(yīng)用系統(tǒng)基于3層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用基于B/S為主，C/S為輔的混合模式及組件化技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建。應(yīng)用系統(tǒng)支持主流操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，應(yīng)急指揮平臺(tái)支持TB級(jí)數(shù)據(jù)的管理，地理信息系統(tǒng)支持基于Web的海量空間數(shù)據(jù)組織和管理、多源數(shù)據(jù)集成、二次開發(fā)、跨平臺(tái)能力。綜合應(yīng)用系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)管理、應(yīng)急保障、指揮調(diào)度、應(yīng)急指標(biāo)、模擬演練、通信調(diào)度及圖像接入等功能。

b.地理信息平臺(tái)

在應(yīng)急管理中要涉及到多個(gè)部門的信息資源，這些資源來源各異，但由于專業(yè)領(lǐng)域和地方條件的不同，這些資源和數(shù)據(jù)存在的形式和位置各不相同，建立在面向空間信息-分布式服務(wù)體系模式下的地理信息平臺(tái)。

c.信息發(fā)布與展示層是用戶可具體看到的界面，如綜合應(yīng)用平臺(tái)展示頁、地理信息平臺(tái)展示頁、圖像展示頁及調(diào)度功能展示頁等，可查看圖像，調(diào)度資源及完成相關(guān)應(yīng)急處置等相關(guān)實(shí)際操作。

2.3 應(yīng)用流程

應(yīng)急指揮流程總體流程設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 總體應(yīng)用流程圖Fig.3 Overall application flow diagram

當(dāng)值班過程中遇到應(yīng)急事件時(shí)，可通過綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)將事件信息保存至事件信息庫，進(jìn)一步核實(shí)事件真實(shí)性后，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，啟動(dòng)預(yù)案后，通過智能輔助系統(tǒng)、地理信息平臺(tái)及應(yīng)急保障系統(tǒng)分析事發(fā)地周圍相關(guān)情況，生成方案。經(jīng)指揮調(diào)度系統(tǒng)將方案下發(fā)至各相關(guān)單位及應(yīng)急隊(duì)伍?，F(xiàn)場(chǎng)情況可通過移動(dòng)圖像采集設(shè)備及圖像接入系統(tǒng)查看事發(fā)地現(xiàn)場(chǎng)情況。

3 信息資源整合

3.1 應(yīng)急信息平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

應(yīng)急信息平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。

3.2 調(diào)度子系統(tǒng)的接入

調(diào)度子系統(tǒng)是應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的窗口。通過業(yè)務(wù)開發(fā)接口來實(shí)現(xiàn)個(gè)部門的語音調(diào)度在信息平臺(tái)側(cè)的對(duì)接，業(yè)務(wù)開發(fā)接口，即中間件，是位于平臺(tái)(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。應(yīng)急通信調(diào)度系統(tǒng)需具備業(yè)務(wù)開發(fā)接口，具備以下功能特點(diǎn)。

1）屏蔽底層信息：業(yè)務(wù)不需要知道底層資源的硬件分布情況，使用統(tǒng)一的接口直接調(diào)用。

2）事務(wù)編輯接口：提供事務(wù)編輯接口，使業(yè)務(wù)開發(fā)更加靈活。開發(fā)者可以編輯一個(gè)事務(wù)（控制流），直接調(diào)用一系列資源，只關(guān)心事務(wù)的處理結(jié)果，不用關(guān)心事務(wù)的處理過程，提高了業(yè)務(wù)的處理能力。

3）提供事件通知機(jī)制： 為增加業(yè)務(wù)處理能力，如果上層業(yè)務(wù)沒有回應(yīng)則繼續(xù)先前操作，如果有上層業(yè)務(wù)控制事件到達(dá)，優(yōu)先處理上層業(yè)務(wù)控制操作。

3.3 圖像接入子系統(tǒng)的接入

圖像接入子系統(tǒng)包括省市各級(jí)系統(tǒng)中涵蓋的各個(gè)部門的視頻圖像資源。配置協(xié)議轉(zhuǎn)換器，并配置個(gè)部門單位的信息平臺(tái)地址，在協(xié)議轉(zhuǎn)換器上配置公安平臺(tái)的視頻通道列表，配置相應(yīng)市應(yīng)急中心側(cè)的通道列表，完善通道的關(guān)系建立，實(shí)現(xiàn)公安監(jiān)控資源通過對(duì)接服務(wù)器傳送至市應(yīng)急中心側(cè)。按照相應(yīng)的視頻路數(shù)通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器傳送至新建平臺(tái)計(jì)算，根據(jù)前端攝像機(jī)最大編碼帶寬計(jì)算出同時(shí)傳送至指揮中心的大屏平臺(tái)對(duì)接所需的最低帶寬，保證上大屏的效果。

3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)

應(yīng)急平臺(tái)中服務(wù)器與存儲(chǔ)系統(tǒng)為應(yīng)急數(shù)據(jù)中心、綜合應(yīng)用系統(tǒng)和信息接報(bào)發(fā)布系統(tǒng)提供服務(wù)，是應(yīng)急數(shù)據(jù)中心、綜合應(yīng)用系統(tǒng)和信息接報(bào)發(fā)布系統(tǒng)的載體，應(yīng)急數(shù)據(jù)中心、綜合應(yīng)用系統(tǒng)和信息接報(bào)發(fā)布系統(tǒng)是運(yùn)行與服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)上的軟件系統(tǒng)。

1）空間地理信息系統(tǒng)

圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.4 System structure diagram

用來存儲(chǔ)地理信息平臺(tái)數(shù)據(jù)可與基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用來存放地理信息數(shù)據(jù)及平臺(tái)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。為應(yīng)急數(shù)據(jù)中心的核心硬件支撐，其中數(shù)據(jù)存放量預(yù)估如表1所示。

表1 空間地理信息數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量估算表Tab.1 Data volume estimation of spatial geographic information

2）地理信息系統(tǒng)

配置文件存儲(chǔ)服務(wù)器在該服務(wù)器上安裝中間件服務(wù)軟件，提供訪問服務(wù)以及存儲(chǔ)系統(tǒng)產(chǎn)生的文本及其他類型文檔。地理信息系統(tǒng)服務(wù)器作為整個(gè)地理信息系統(tǒng)的核心訪問平臺(tái)，用來發(fā)布地理信息應(yīng)用和處理客戶端的相關(guān)操作。

3）綜合應(yīng)用系統(tǒng)

通過中間件來發(fā)布綜合應(yīng)用平臺(tái)的相關(guān)應(yīng)用，及存儲(chǔ)平臺(tái)運(yùn)行過程中的相關(guān)文件。中間件即為綜合應(yīng)用軟件的應(yīng)用發(fā)布平臺(tái)，用來響應(yīng)客戶端的操作請(qǐng)求，對(duì)應(yīng)程序進(jìn)行運(yùn)算，反饋給客戶端結(jié)果。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)論述了應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)中應(yīng)急信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以國家發(fā)布的五層雙翼結(jié)構(gòu)為依據(jù)，重點(diǎn)介紹了平臺(tái)的整體架構(gòu)，各支撐子系統(tǒng)的接入以及接口的二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了語音業(yè)務(wù)、視頻圖像業(yè)務(wù)以及部門的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到應(yīng)急信息平臺(tái)的接入。對(duì)其中運(yùn)用到了關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫也做了相應(yīng)的說明，該平臺(tái)設(shè)計(jì)已通過評(píng)審，目前正在運(yùn)用階段。