陳希平 虞建峰

(1. 杭州市市區(qū)河道監(jiān)管中心,浙江杭州 310008;2.杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江杭州 311402)

城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳希平1虞建峰2

(1. 杭州市市區(qū)河道監(jiān)管中心,浙江杭州 310008;2.杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江杭州 311402)

杭州市城區(qū)防汛防臺(tái)指揮部和市級(jí)有關(guān)部門(mén)、各城區(qū)防汛部門(mén)借助城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)進(jìn)行即時(shí)溝通、準(zhǔn)確調(diào)度、及時(shí)決策,有效提高防汛指揮決策能力,最大限度地減輕可能造成的損失,保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文在介紹該系統(tǒng)主要功能的同時(shí),深入分析了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)架構(gòu)及規(guī)劃藍(lán)圖,希望對(duì)全國(guó)各地區(qū)的防汛信息化建設(shè)起到一個(gè)拋磚引玉的作用。

城區(qū)防汛 防汛指揮 會(huì)商系統(tǒng)

浙江是臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億，因此防臺(tái)防汛工作責(zé)任重大。杭州市城區(qū)防汛防臺(tái)指揮部和市級(jí)有關(guān)部門(mén)、各城區(qū)防汛部門(mén)就是借助城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析、統(tǒng)一指揮，并做出各種快速響應(yīng)。杭州城區(qū)防汛應(yīng)急指揮系統(tǒng)依托已建的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)交換中間平臺(tái)將數(shù)字城管、林水局、氣象局等相關(guān)防汛單位的數(shù)據(jù)集成到防汛綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中，依托基于GIS的防汛應(yīng)急指揮平臺(tái)，支撐上層的防汛指揮調(diào)度系統(tǒng)和防汛決策支持系統(tǒng)。在防汛防臺(tái)期間，通過(guò)對(duì)城區(qū)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的雨情、水情、汛情、流量、風(fēng)力的實(shí)時(shí)檢測(cè)及趨勢(shì)分析，結(jié)合氣象走勢(shì)，杭州市城區(qū)防汛防臺(tái)指揮部和市級(jí)有關(guān)部門(mén)、各城區(qū)防汛部門(mén)通過(guò)會(huì)商系統(tǒng)，統(tǒng)一指揮，對(duì)人員、防汛車(chē)(船)、防汛物資等進(jìn)行快速有效的調(diào)度。

1 相關(guān)概念/技術(shù)

1.1 會(huì)商系統(tǒng)

又被稱為“視頻會(huì)議系統(tǒng)”，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上不同地方的個(gè)人或群體，通過(guò)傳輸線路及多媒體設(shè)備，將聲音、影像及文件資料互相傳送，達(dá)到即時(shí)且互動(dòng)的溝通，以完成會(huì)議目的的系統(tǒng)設(shè)備。視頻會(huì)議能夠使人們像在同一房間一樣交流思想、交換信息。

1.2 Web Service

Web Service技術(shù)，能使得運(yùn)行在不同機(jī)器上的不同應(yīng)用無(wú)須借助附加的、專門(mén)的第三方軟件或硬件， 就可相互交換數(shù)據(jù)或集成。依據(jù)Web Service規(guī)范實(shí)施的應(yīng)用之間， 無(wú)論它們所使用的語(yǔ)言、平臺(tái)或內(nèi)部協(xié)議是什么，都可以相互交換數(shù)據(jù)。

1.3 H.323

H.323是ITU-T制定的用于局域網(wǎng)上的視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，是一種兼顧PSTN呼叫流程和IP網(wǎng)特點(diǎn)而發(fā)展的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)體制?；贗P的H.323標(biāo)準(zhǔn)可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，其組成元素包括視頻終端、多點(diǎn)控制單元、關(guān)守和網(wǎng)關(guān)，可以將視頻引到辦公桌面，利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互功能。

2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則及目標(biāo)

城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)是城市河道長(zhǎng)效管理“十二五”規(guī)劃的重要組成部分，是“提高水質(zhì)量、確保水安全、改善水景觀、管好水資源、加強(qiáng)信息化”工作任務(wù)的基本要求之一。 因此城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)該被納入城市河道長(zhǎng)效管理信息化工程的整體來(lái)統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施。

城市防汛工作關(guān)系到城市和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，因臺(tái)風(fēng)暴雨造成的洪澇災(zāi)害更是具有來(lái)勢(shì)兇猛、影響面大、破壞力強(qiáng)等特征，正確的防汛決策措施通常要求在很短的時(shí)間內(nèi)做出并付諸實(shí)施。因此在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，必須保證系統(tǒng)高穩(wěn)定性、可靠性。此外防汛決策還高度依賴各監(jiān)測(cè)點(diǎn)雨量計(jì)、水位計(jì)、視頻監(jiān)控設(shè)備等實(shí)時(shí)上報(bào)的水雨情信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有數(shù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、有嚴(yán)密報(bào)送制度等特征，因此需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，以及數(shù)據(jù)分析視圖的多維性、全面性，輔助決策人員在很短時(shí)間內(nèi)對(duì)搶險(xiǎn)措施、人員、物資、車(chē)船調(diào)配做出快速?zèng)Q策。

圖1

2.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)

城區(qū)防汛指揮系統(tǒng)由視頻會(huì)商系統(tǒng)和防汛防臺(tái)決策支持系統(tǒng)兩部分組成；其中防汛會(huì)商系統(tǒng)是由1個(gè)中心會(huì)場(chǎng)、11個(gè)分會(huì)場(chǎng)組成的視頻會(huì)議系統(tǒng)，主要包括承載網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、視頻會(huì)議子系統(tǒng)、音頻擴(kuò)聲子系統(tǒng)、攝像子系統(tǒng)等；防汛防臺(tái)決策系統(tǒng)則由防汛專題模塊、汛情監(jiān)控模塊、防汛調(diào)度模塊、防汛值班模塊、防汛會(huì)議模塊等組成；同時(shí)建成的還包括數(shù)據(jù)采集上報(bào)平臺(tái)、城區(qū)防汛電子地圖、消息通知中間介等公共應(yīng)用子系統(tǒng)，這些公共應(yīng)用子系統(tǒng)均提供標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程調(diào)用接口或二次開(kāi)發(fā)接口，能嵌入到其他外部程序界面或被遠(yuǎn)程調(diào)用(如圖1)。

2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

防汛指揮系統(tǒng)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括：雨量計(jì)、水位計(jì)、GPS車(chē)船上報(bào)的采集數(shù)據(jù)文件，監(jiān)控及攝像視頻，人員、物資、河道等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，調(diào)度、值班等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。防汛工作安全等級(jí)要求很高，數(shù)據(jù)量也很大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵守：(1)核心數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)，確保安全等級(jí)。(2)支持OLAP數(shù)據(jù)分析，采用集群關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。(3)尤其是視頻文件，支持高速緩存，確保流暢播放。因此數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方案中，決定采用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)集群，運(yùn)行在與防汛指揮系統(tǒng)Web服務(wù)器同一局域網(wǎng)的獨(dú)立主機(jī)上。原始文件采用加密格式存儲(chǔ)在接口機(jī)上，解析后的上報(bào)數(shù)據(jù)則保存到SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。

3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)界面

防汛指揮系統(tǒng)主界面是一個(gè)高度集成的頁(yè)面框架，主要包括：頁(yè)面頭部的應(yīng)用導(dǎo)航欄、左側(cè)的菜單欄、中部的內(nèi)容區(qū)及右側(cè)的信息區(qū)；其中內(nèi)容區(qū)支持多標(biāo)簽頁(yè)顯示，標(biāo)簽頁(yè)可拖放、關(guān)閉，確保人機(jī)交互友好度(如圖2)。

圖2

3.2 系統(tǒng)功能

防汛指揮系統(tǒng)是一個(gè)大而復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，核心模塊采用J2EE技術(shù)開(kāi)發(fā)，構(gòu)建在Spring Security、Hibernate、XFire、JQuery、Ajax/JSON、GIS等框架基礎(chǔ)之上，其主要子系統(tǒng)及模塊包括：

(1)防汛會(huì)商系統(tǒng)：選用挪威TANDBERG的高清系列產(chǎn)品，應(yīng)用H.323、SIP協(xié)議，支持20點(diǎn)64K-4M視頻終端接入，支持會(huì)議預(yù)約管理，支持動(dòng)態(tài)雙流功能。(2)城區(qū)防汛電子地圖中間介：在ArcGIS的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能定制，對(duì)外提供一套基于JavaScript的遠(yuǎn)程二次開(kāi)發(fā)腳本。允許外部程序通過(guò)引入“flex/v2/EGovaAPI.js”遠(yuǎn)程調(diào)用、修改圖層、標(biāo)記、畫(huà)線等。(3)消息通知中間介：提供基于Web Service的遠(yuǎn)程調(diào)用接口，允許外部程序調(diào)用該接口發(fā)送文本短信、語(yǔ)音短信等。(4)數(shù)據(jù)采集上報(bào)平臺(tái)：安裝在指定位置或車(chē)船上的檢測(cè)設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到采集服務(wù)器，安裝在采集服務(wù)器上的采集程序通過(guò)解碼協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、預(yù)處理及規(guī)范化，以元數(shù)據(jù)的方式上報(bào)防汛指揮系統(tǒng)服務(wù)器。(5)汛情監(jiān)控：通過(guò)城區(qū)防汛電子地圖、趨勢(shì)圖、視頻監(jiān)控等方式實(shí)時(shí)顯示臺(tái)風(fēng)路徑、各地雨情、水情、汛情、流量、風(fēng)力情況。(6)防汛調(diào)度：根據(jù)汛情情況，對(duì)救災(zāi)人員、車(chē)(船)、物資等進(jìn)行快速有效的調(diào)度。(7)汛情預(yù)警：根據(jù)原先設(shè)置的閾值以及歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)汛情進(jìn)行及時(shí)提醒。(8)防汛值班：全局安排各地人員進(jìn)行安全值班。(9)支持多點(diǎn)同屏：能動(dòng)態(tài)設(shè)置當(dāng)前窗口的多處監(jiān)管對(duì)象，實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生的災(zāi)情及告警。

4 結(jié)論及效果

(1)在汛情、災(zāi)情發(fā)生期間，防汛防臺(tái)指揮部及相關(guān)部門(mén)通過(guò)會(huì)商系統(tǒng)召開(kāi)視頻會(huì)議，共享決策支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)及界面。(2)根據(jù)以上原則設(shè)計(jì)的防汛電子地圖、消息通知等公共應(yīng)用系統(tǒng)，后來(lái)被辦公、動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)、GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)管等系統(tǒng)所廣泛調(diào)用。

陳希平(1982.01),男,本科,工程師,研究方向:信息化管理。

虞建峰(1981-),男,本科,工程師,研究方向:計(jì)算機(jī)信息管理。