辛 笛，邵明敏（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210019）

1 概述

國(guó)家應(yīng)急管理部成立后，對(duì)信息化建設(shè)高度重視，圍繞“以信息化推動(dòng)應(yīng)急管理能力現(xiàn)代化”的總體目標(biāo)，提出加快現(xiàn)代信息技術(shù)與應(yīng)急管理業(yè)務(wù)深度融合，全面支撐現(xiàn)代應(yīng)急管理體系建設(shè)。應(yīng)急指揮中心作為應(yīng)急管理、指揮調(diào)度、救災(zāi)救援指揮的樞紐，具有保障公共安全和處置突發(fā)公共事件的能力，可以在很大程度上預(yù)防和減少突發(fā)公共事件，從而降低突發(fā)公共事件造成的損害，保障公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展［1］。

融合通信系統(tǒng)是應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)的核心部件，該系統(tǒng)由融合通信平臺(tái)組成，同時(shí)配合應(yīng)急調(diào)度平臺(tái)使用，通過不同的接入網(wǎng)關(guān)連接到不同制式的終端設(shè)備所組成的通信系統(tǒng)。在應(yīng)急指揮領(lǐng)域，融合通信系統(tǒng)的作用主要有音頻調(diào)度、視頻調(diào)度、數(shù)據(jù)調(diào)度、GIS地圖調(diào)度、音視頻會(huì)議、即時(shí)消息、集群對(duì)講、應(yīng)急預(yù)案等。

融合通信系統(tǒng)能夠整合固定電話、無(wú)線對(duì)講、手機(jī)、廣播、衛(wèi)星電話等語(yǔ)音系統(tǒng)，使各個(gè)語(yǔ)音系統(tǒng)能夠互通，打破通信體制壁壘，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮、協(xié)同聯(lián)動(dòng)；能夠融合音頻、視頻、定位三大基礎(chǔ)要素系統(tǒng)，提供多系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一操作平臺(tái)［2］，當(dāng)發(fā)生緊急事故時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警—定位—視頻監(jiān)控—語(yǔ)音呼叫—大屏展示，信息傳遞高效準(zhǔn)確，為后方指揮決策提供及時(shí)可靠的信息；同時(shí)引入案件管理庫(kù)，將事件發(fā)生過程中指揮調(diào)度涉及的音頻、視頻及位置信息進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以時(shí)間軸方式記錄，后臺(tái)自動(dòng)存儲(chǔ)，便于事后分析，為未來云平臺(tái)做大數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)［3］。

2 融合通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

應(yīng)急通信網(wǎng)中存在多種通信系統(tǒng)，在多種系統(tǒng)共存的情況下必然會(huì)在設(shè)備、接口、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方面存在差異，且各個(gè)系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，無(wú)法互聯(lián)互通，造成資源重復(fù)建設(shè)且得不到充分利用。針對(duì)存在的問題，本文提出了建設(shè)融合通信系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，從而讓系統(tǒng)使用者實(shí)現(xiàn)綜合指揮、統(tǒng)一調(diào)度［4］。

2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮技術(shù)完整性、可擴(kuò)充性，以便系統(tǒng)運(yùn)行和后期管理維護(hù)。從高穩(wěn)定性、高可用性、高擴(kuò)展性的原則出發(fā)，主要應(yīng)用采用C/S 架構(gòu)方式搭建，系統(tǒng)整體采用軟交換分層架構(gòu)設(shè)計(jì)（軟交換平臺(tái)是目前業(yè)界運(yùn)用最廣泛的平臺(tái)），系統(tǒng)以呼叫連接和業(yè)務(wù)提供相互分離的設(shè)計(jì)思想，可以提供現(xiàn)有電路交換所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力，具備多媒體擴(kuò)展性。本設(shè)計(jì)方案通過在應(yīng)急通信網(wǎng)中引入當(dāng)前主流的軟交換技術(shù)，不僅可以在技術(shù)上起到承上啟下的作用；同時(shí)，也在應(yīng)急領(lǐng)域的信息化演進(jìn)過程中產(chǎn)生多方面的積極作用［5］。具體系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

技術(shù)架構(gòu)說明如下。

a）表現(xiàn)層：系統(tǒng)可以為使用者提供多種表現(xiàn)方式，如觸摸屏一體機(jī)、普通PC 機(jī)、一機(jī)多屏PC、便攜式平板等PC 應(yīng)用終端，桌面指揮終端以及智能手機(jī)、單兵系統(tǒng)（又稱單兵無(wú)線集群系統(tǒng)，是指利用4G/5G 與Wi-Fi 技術(shù)進(jìn)行無(wú)線圖像傳輸?shù)膯伪鵁o(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)）等手持移動(dòng)應(yīng)用終端。

b）應(yīng)用層：包括普通電話功能模塊、強(qiáng)插/強(qiáng)拆模塊、監(jiān)聽模塊、會(huì)議模塊、選呼模塊、代接/轉(zhuǎn)接模塊、群答模塊、熱線模塊、錄音模塊、傳真模塊、短信模塊、視頻調(diào)度模塊、GIS 調(diào)度模塊、組呼通知模塊、組管理模塊、呼叫隊(duì)列模塊、用戶管理模塊、分級(jí)管理模塊等，主要完成本系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能的邏輯應(yīng)用［6］。

c）服務(wù)層：包括媒體流交換控制服務(wù)模塊、放音資源管理服務(wù)模塊、錄音資源管理服務(wù)模塊、語(yǔ)音會(huì)議資源管理服務(wù)模塊、用戶終端管理服務(wù)模塊、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)模塊、系統(tǒng)日志服務(wù)模塊、調(diào)度接入服務(wù)模塊等，本層模塊通過調(diào)度業(yè)務(wù)總線為應(yīng)用層模塊提供各類業(yè)務(wù)的后臺(tái)服務(wù)支撐［7］。

d）基礎(chǔ)支撐層：主要由主機(jī)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)關(guān)及其他硬件設(shè)備、Linux操作系統(tǒng)、后臺(tái)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、Web應(yīng)用服務(wù)器中間件、系統(tǒng)冗余備份中間件等組成。其總體作用是為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐［8］。

2.3 組網(wǎng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)將音頻、視頻、圖形、數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和聯(lián)動(dòng)，形成一體化的“平時(shí)起到協(xié)作管理作用，戰(zhàn)時(shí)起到應(yīng)急指揮作用”的融合通信系統(tǒng)，從而提高統(tǒng)一指揮、綜合調(diào)度能力［9］。系統(tǒng)組網(wǎng)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)組網(wǎng)圖

2.4 服務(wù)器及網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

融合通信系統(tǒng)服務(wù)器提供各類接口模塊（如數(shù)字/環(huán)路中繼模塊、短波/超短波接入模塊、短信服務(wù)模塊、音頻接入模塊、廣播接入模塊、用戶接入模塊），實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與各類語(yǔ)音終端的互聯(lián)互通；同時(shí)服務(wù)器內(nèi)置系統(tǒng)資源模塊，完成IP 網(wǎng)絡(luò)交換功能和VoIP 的處理功能，內(nèi)置會(huì)議業(yè)務(wù)功能［10］。

融合通信系統(tǒng)服務(wù)器通過數(shù)字錄音處理單元提供錄音業(yè)務(wù)功能，支持錄音文件搜索、回放功能、查詢、下載等操作；通過傳真服務(wù)處理單元，提供傳真業(yè)務(wù)功能，在調(diào)度界面可實(shí)現(xiàn)傳真群發(fā)、接收等功能，支持WORD、PDF、JPG 等文件格式。系統(tǒng)服務(wù)器通過數(shù)字中繼/環(huán)路中繼模塊，提供E1 數(shù)字中繼接口/FXO 環(huán)路中繼接口，實(shí)現(xiàn)和運(yùn)營(yíng)商PSTN 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)通信終端和外線用戶的出入局；通過電話用戶接入模塊，提供FXS用戶接口，實(shí)現(xiàn)模擬話機(jī)的接入，從而將模擬話機(jī)作為系統(tǒng)內(nèi)通信及調(diào)度終端使用；通過音頻接入模塊，提供音頻接口，支持音頻矩陣、調(diào)音臺(tái)等接入。融合通信系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)和數(shù)字會(huì)議及音響擴(kuò)聲系統(tǒng)對(duì)接，總指揮通過數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)麥克風(fēng)即可對(duì)相關(guān)人員下達(dá)指揮調(diào)度指令，不需要關(guān)心對(duì)方的通信手段［11］。

融合通信系統(tǒng)服務(wù)器通過無(wú)線接入模塊，提供無(wú)線通信接口，實(shí)現(xiàn)和集群系統(tǒng)、短波電臺(tái)、超短波車載臺(tái)的互聯(lián)互通；通過廣播接入模塊，提供廣播音頻輸出接口，實(shí)現(xiàn)各類模擬廣播終端的接入，調(diào)度人員/總指揮可直接通過系統(tǒng)內(nèi)通信終端向廣播終端發(fā)送廣播通知消息，如發(fā)生緊急事情時(shí)，可通過廣播形式進(jìn)行信息發(fā)布、疏散通知等；通過調(diào)度界面可實(shí)現(xiàn)短信群發(fā)、接收等功能，同時(shí)該模塊可作為語(yǔ)音中繼線路使用［12］。系統(tǒng)組網(wǎng)中的主要設(shè)備及接口等描述如下。

a）媒體服務(wù)器：主要負(fù)責(zé)SIP 可視話機(jī)、國(guó)標(biāo)（GB28181）監(jiān)控平臺(tái)的音視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、分發(fā)等功能，支持H.264、MPEG、MPEG-4等視頻格式。

b）視頻監(jiān)控接入管理服務(wù)器：系統(tǒng)通過視頻監(jiān)控接入管理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)視頻與音頻（需配置語(yǔ)音模塊）、GIS 地圖（需配置GIS 地圖模塊）的聯(lián)動(dòng)。

c）智能終端接入管理服務(wù)器：系統(tǒng)通過智能終端接入管理服務(wù)器，可接入單兵系統(tǒng)、手機(jī)等智能終端，實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講、數(shù)據(jù)回傳、定位跟蹤等功能，提高現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控能力。

d）互連接口：系統(tǒng)提供互連接口（即開發(fā)接口）與視頻會(huì)議、第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)接，具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用需另行開發(fā)。

e）大屏呈現(xiàn)：通過MITS 多場(chǎng)景智能呈現(xiàn)服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)調(diào)度臺(tái)的各場(chǎng)景界面同步呈現(xiàn)，同時(shí)大屏呈現(xiàn)與調(diào)度臺(tái)操作相互獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)直觀高效的調(diào)度指揮工作。

f）調(diào)度臺(tái)：平臺(tái)提供雙手柄觸摸屏調(diào)度臺(tái)和調(diào)度臺(tái)軟件，同一界面下，可調(diào)度各類有線/無(wú)線音頻資源，方便快捷，同時(shí)配合相應(yīng)模塊可提供視頻監(jiān)控模式、GIS地圖模式等調(diào)度應(yīng)用。

g）桌面指揮終端：在領(lǐng)導(dǎo)辦公室或值班室可部署捷控操作臺(tái)，作為桌面指揮終端使用。

h）第三方開發(fā)接口：系統(tǒng)可提供WebService 或SDK二次開發(fā)接口，供第三方平臺(tái)集成調(diào)用，可根據(jù)實(shí)際需要提供音頻呼叫接口、會(huì)議接口、IVR 接口、錄音接口、傳真接口、短信接口、視頻監(jiān)控接口等［13］。

2.5 安全性設(shè)計(jì)

為建立全面立體的安全防護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急融合通信系統(tǒng)多層次、全維度的安全防控，系統(tǒng)組網(wǎng)中各類軟硬件設(shè)備的選型、配置需要考慮系統(tǒng)的安全性，防止出現(xiàn)大范圍系統(tǒng)故障，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效、可靠地運(yùn)行。為了保證融合通信系統(tǒng)的安全性，對(duì)安全性要求如下。

2.5.1 用戶賬戶安全

為了保障用戶賬號(hào)安全，要求所有的外部接口都必須驗(yàn)證用戶身份，即用戶必須輸入賬戶和密碼才能訪問平臺(tái)中的數(shù)據(jù)；用戶賬戶只能由管理員在內(nèi)網(wǎng)創(chuàng)建，確保賬戶都是真實(shí)可信的；用戶的密碼全部使用Md5加密存放；用戶只能登錄某臺(tái)固定的終端設(shè)備，避免數(shù)據(jù)被盜用；用戶登錄超過30 min，無(wú)有效操作，登錄失效，需要重新登錄。

2.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)安全

為了避免數(shù)據(jù)庫(kù)誤操作，提高數(shù)據(jù)安全性，減少因程序Bug導(dǎo)致的數(shù)據(jù)庫(kù)問題，在操作數(shù)據(jù)庫(kù)方面，平臺(tái)遵循以下原則：對(duì)接數(shù)據(jù)庫(kù)采用只讀方式，避免修改該數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容；對(duì)短信數(shù)據(jù)庫(kù)，嚴(yán)格按照接口要求寫入新數(shù)據(jù)；定期對(duì)所有數(shù)據(jù)庫(kù)文件執(zhí)行異機(jī)備份，確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。為了保障程序的擴(kuò)展性，所有需要使用到上述數(shù)據(jù)庫(kù)操作的地方，都使用統(tǒng)一的接口來調(diào)用，便于后期維護(hù)。

2.5.3 操作安全

為避免賬戶泄漏、誤操作等問題導(dǎo)致的重要設(shè)備被異常操作，平臺(tái)的重要操作采取短信驗(yàn)證方式，確保當(dāng)前操作人員為有權(quán)限的人員；同時(shí)，重要操作及操作結(jié)果保留歷史記錄，以便重要操作可追溯。

2.5.4 后臺(tái)程序安全

為避免服務(wù)器停電、異常關(guān)機(jī)等情況導(dǎo)致的系統(tǒng)異常，每臺(tái)服務(wù)器增加守護(hù)程序，實(shí)時(shí)監(jiān)控后臺(tái)程序是否正常運(yùn)行；同時(shí)增加自啟動(dòng)程序，確保服務(wù)器在異常關(guān)機(jī)、異常重啟后，后臺(tái)程序可以自動(dòng)啟動(dòng)，確保程序不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)［14］。

2.6 與周邊系統(tǒng)對(duì)接設(shè)計(jì)

2.6.1 與窄帶數(shù)字集群的對(duì)接方案

融合通信系統(tǒng)與PDT 系統(tǒng)通過PDT 互聯(lián)互通協(xié)議進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)呼、混合編組和組呼互通、聯(lián)合調(diào)度和EGIS信息上報(bào)等功能。

2.6.2 與運(yùn)營(yíng)商固話的對(duì)接方案

融合通信系統(tǒng)與固定電話系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)融合通信平臺(tái)內(nèi)其他通信系統(tǒng)語(yǔ)音終端與固定電話的互通。當(dāng)無(wú)線寬帶視頻承載網(wǎng)內(nèi)的用戶需要撥打固定電話外線或撥打移動(dòng)公網(wǎng)的手持終端時(shí)，設(shè)置相應(yīng)的號(hào)碼出局規(guī)則，可以撥打固定電話外線號(hào)碼或移動(dòng)公網(wǎng)號(hào)碼。

2.6.3 與周邊視頻監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)接方案

通過國(guó)標(biāo)28181 實(shí)現(xiàn)與周邊視頻監(jiān)控平臺(tái)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)視頻資源的雙向共享。

2.6.4 與移動(dòng)智能終端對(duì)接方案

融合通信系統(tǒng)需要與智能終端對(duì)接，實(shí)現(xiàn)專業(yè)語(yǔ)音的融合，包括點(diǎn)呼和集群組呼功能。智能終端上安裝PoC應(yīng)用系統(tǒng)，通過移動(dòng)公網(wǎng)的數(shù)據(jù)通道承載，與一體化通信指揮系統(tǒng)融合通信平臺(tái)上的PoC服務(wù)器建立IP 層的互聯(lián)互通。智能終端作為公網(wǎng)集群終端，通過VoIP 方式，實(shí)現(xiàn)與一體化通信指揮系統(tǒng)的集群終端的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音點(diǎn)呼、集群組呼功能，同時(shí)支持視頻監(jiān)控、視頻分發(fā)等功能。

2.6.5 與上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接方案

融合通信系統(tǒng)提供統(tǒng)一開放業(yè)務(wù)接口，通過封裝SDK 接口，支持多渠道接報(bào)、語(yǔ)音調(diào)度、視頻調(diào)度等業(yè)務(wù)應(yīng)用［15］。

3 結(jié)束語(yǔ)

在應(yīng)急指揮中心部署融合通信系統(tǒng)，可以解決各系統(tǒng)音視頻獨(dú)立、指揮協(xié)同效率低、無(wú)法精準(zhǔn)指揮的問題，同時(shí)達(dá)到了實(shí)時(shí)快速了解現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的目的，提升應(yīng)急管理部門在自然災(zāi)害事件、安全生產(chǎn)事故及城市安全事件中的處置效率，加快救災(zāi)保障速度，降低災(zāi)害造成的損失。

融合通信在應(yīng)急領(lǐng)域肩負(fù)著繼承和發(fā)展基礎(chǔ)通信服務(wù)、對(duì)標(biāo)互聯(lián)網(wǎng)提供全方位信息服務(wù)的重任，是各主流廠商重點(diǎn)投入、大力發(fā)展的戰(zhàn)略型業(yè)務(wù)。融合通信將隨著用戶需求和技術(shù)發(fā)展不斷演進(jìn)，從應(yīng)急領(lǐng)域向其他各行業(yè)領(lǐng)域不斷延伸。融合通信的引入除涉及關(guān)鍵技術(shù)問題外，還有數(shù)據(jù)庫(kù)、安全性、可靠性等方面的問題，需要通過不斷地實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)，提升融合通信的商用部署能力。