王 亮

(廣東省防汛搶險(xiǎn)技術(shù)保障中心,廣東 廣州 510635)

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廣東省三防信息應(yīng)急接收保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王 亮

(廣東省防汛搶險(xiǎn)技術(shù)保障中心,廣東 廣州 510635)

針對(duì)廣東省基層三防部門處理三防應(yīng)急事件能力不足,以及辦事效率偏低等問(wèn)題。廣東省三防辦建立了覆蓋省、市、縣、鎮(zhèn)四級(jí)的三防信息應(yīng)急接收保障系統(tǒng),系統(tǒng)采用軟件視頻會(huì)議技術(shù),包含視頻會(huì)商、預(yù)警信息發(fā)布和視頻連線抽查等功能。系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)一步提升了全省防汛防風(fēng)抗旱和應(yīng)急指揮調(diào)度能力。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用,可為類似需求的單位提供借鑒。

三防信息；應(yīng)急接收保障系統(tǒng)；軟件視頻會(huì)議；預(yù)警信息；發(fā)布平臺(tái)；視頻連線

近幾年,隨著廣東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,特別是建設(shè)幸福廣東政策進(jìn)一步實(shí)施,對(duì)做好三防工作的要求也越來(lái)越高。廣東地處亞熱帶、濱臨南海,是目前全國(guó)受臺(tái)風(fēng)影響最多、災(zāi)害最重的省份,平均每年登陸廣東的臺(tái)風(fēng)有3.7個(gè),其中最多年份高達(dá)7個(gè)[1]。廣東也是全國(guó)降水量最豐富的省區(qū)之一,暴雨大暴雨等極端天氣多發(fā)頻發(fā),突發(fā)的水風(fēng)災(zāi)害給廣東省造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失,也給防汛防旱防風(fēng)工作帶來(lái)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。由于水旱風(fēng)災(zāi)害多發(fā)生在基層，因此，基層三防部門的三防能力強(qiáng)不強(qiáng)起著決定性作用。當(dāng)水旱風(fēng)災(zāi)害預(yù)計(jì)將會(huì)發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生時(shí),如何確保省三防辦能第一時(shí)間了解基層預(yù)防或受災(zāi)情況,盡快研究部署相關(guān)應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)方案,是最大限度降低人員及財(cái)產(chǎn)損失的關(guān)鍵因素。

在廣東水利工作會(huì)議上，省委省政府曾明確指出要有效利用信息化技術(shù)，提升廣東省基層三防的防御災(zāi)害能力和辦公效率,要求廣東省繼續(xù)加大對(duì)三防信息化建設(shè)的投入,盡快建立覆蓋省、市、縣、鎮(zhèn)四級(jí)的三防信息系統(tǒng),進(jìn)一步提高全省防汛防風(fēng)抗旱會(huì)商和指揮調(diào)度能力。在此背景下,省三防辦建立了以軟件視頻會(huì)議技術(shù)為核心的三防信息應(yīng)急接收保障系統(tǒng)[2-3],實(shí)現(xiàn)省、市、縣、鎮(zhèn)四級(jí)的視頻會(huì)商、預(yù)警信息發(fā)布、視頻連線等主要功能,及時(shí)了解受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的水情、雨情、工情、災(zāi)情以及救災(zāi)布置等工作進(jìn)展情況,據(jù)此可迅速形成決策方案并通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)布到相關(guān)防汛部門,有效將受災(zāi)前線和后方指揮形成一個(gè)有機(jī)整體,對(duì)全省的防汛搶險(xiǎn)救災(zāi)起到十分重要的作用。

1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和設(shè)計(jì)原則

1.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和功能

系統(tǒng)要求覆蓋省、市、縣、鎮(zhèn)四級(jí)水利部門和全省重要三防成員單位共2 000多個(gè)會(huì)場(chǎng)。能實(shí)現(xiàn)全省各級(jí)三防部門的視頻會(huì)商、督導(dǎo)檢查和預(yù)報(bào)、預(yù)警、部署信息實(shí)時(shí)發(fā)布接收,在抗擊洪水、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害中發(fā)揮重要的支撐保障作用。系統(tǒng)應(yīng)具備以下主要功能：

1) 三防視頻會(huì)商

各級(jí)三防部門利用本系統(tǒng)可獨(dú)立召開視頻會(huì)商會(huì)議,及時(shí)部署防御工作。本系統(tǒng)還要與原三防(硬件)視頻會(huì)商會(huì)議系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)音視頻信號(hào)相互轉(zhuǎn)播。

2) 值班抽查

上級(jí)三防部門通過(guò)本系統(tǒng)可直接與所轄區(qū)域內(nèi)各級(jí)三防值班室點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻對(duì)話,檢查各級(jí)三防值班室的值班在崗情況,及時(shí)掌握災(zāi)情和工作進(jìn)展,能保留值班檢查記錄并形成各類匯總報(bào)表。

3) 信息傳輸和數(shù)據(jù)共享

實(shí)現(xiàn)三防信息快速傳輸和共享電子文件。如果終端暫時(shí)不在線,能通過(guò)后臺(tái)守候功能喚醒客戶端軟件,如果終端暫時(shí)沒開機(jī),系統(tǒng)要發(fā)送短信到系統(tǒng)責(zé)任人的手機(jī)上提醒其開啟終端及時(shí)接收應(yīng)急三防信息。

4) 具備較強(qiáng)的拓展能力

根據(jù)省政府關(guān)于做好全省防災(zāi)救災(zāi)工作的會(huì)議要求,三防預(yù)警信息接收系統(tǒng)需在3 a內(nèi)延伸到全省30 000個(gè)村一級(jí)機(jī)構(gòu),以有效提高全省防災(zāi)救災(zāi)應(yīng)急指揮效率,最大程度降低災(zāi)害損失。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)在功能、界面、內(nèi)容上必須高度統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化,同時(shí)具備技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、性能優(yōu)越、擴(kuò)展靈活等特點(diǎn),保證系統(tǒng)在建成后一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)因技術(shù)落后而大規(guī)模調(diào)整,并能夠通過(guò)平滑升級(jí)保持系統(tǒng)的先進(jìn)性,延長(zhǎng)其生命周期。同時(shí)系統(tǒng)具備多種多層次的冗余備份技術(shù)，確保平臺(tái)提供不間斷的服務(wù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)整體技術(shù)構(gòu)架

目前，國(guó)際上實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)商功能主要有硬件視頻會(huì)議和軟件視頻會(huì)議2種技術(shù)方式,由于硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)需要在每個(gè)會(huì)場(chǎng)部署多點(diǎn)控制單元(MCU)、網(wǎng)關(guān)、會(huì)議室終端等多種硬件設(shè)備,系統(tǒng)部署及擴(kuò)展不夠靈活,且音視頻傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求比較高,一般需要384 kb/s以上的獨(dú)立線路或?qū)＞W(wǎng),系統(tǒng)操作、維護(hù)難度較大,不適應(yīng)于在網(wǎng)絡(luò)帶寬和人員計(jì)算機(jī)水平不足的基層單位部署。而軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高,適用于從56 kb/s的撥號(hào)、ADSL等網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境,每個(gè)會(huì)場(chǎng)僅需1臺(tái)PC機(jī)和相關(guān)會(huì)議室終端設(shè)備就可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)接入會(huì)議,且系統(tǒng)操作、維護(hù)難度都比硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)容易很多,非常適應(yīng)于在鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的基層單位部署[4]。因此,廣東省三防信息應(yīng)急接收保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇基于PC架構(gòu)的軟件視頻會(huì)議為核心技術(shù)方案,系統(tǒng)整體技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 廣東省三防信息應(yīng)急接收保障系統(tǒng)架構(gòu)示意

系統(tǒng)是由部署在電信機(jī)房的省三防云平臺(tái)、部署在客戶側(cè)的會(huì)議終端和網(wǎng)絡(luò)三部分組成。省三防云平臺(tái)主要由部署在省電信機(jī)房的中心主節(jié)點(diǎn)和各地市電信機(jī)房的分節(jié)點(diǎn)組成,中心主節(jié)點(diǎn)主要包括管理服務(wù)器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等平臺(tái)控制管理設(shè)備,每臺(tái)服務(wù)器以1 000 Mbps的帶寬接入電信的骨干通信網(wǎng)。其中管理服務(wù)器主要完成用戶注冊(cè)、銷戶、認(rèn)證、統(tǒng)計(jì)和管理,文件和短信收發(fā),會(huì)議配置管理,流媒體服務(wù)器配置、分組和管理等功能。Web服務(wù)器主要提供網(wǎng)頁(yè)接入會(huì)議服務(wù)。平臺(tái)服務(wù)器采用熱備和冷備雙重保障技術(shù),平臺(tái)的硬件資源可根據(jù)負(fù)載情況即時(shí)擴(kuò)展,當(dāng)?shù)讓佑布l(fā)生故障時(shí),將會(huì)自動(dòng)遷移到正常的硬件主機(jī)上繼續(xù)運(yùn)行,從而確保提供高效穩(wěn)定的服務(wù)。

會(huì)議終端部署在省、市、縣、鎮(zhèn)四級(jí)三防部門的三防會(huì)商室或者值班會(huì)議室,主要負(fù)責(zé)會(huì)場(chǎng)本地的音視頻和數(shù)據(jù)的采集、編解碼工作,并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入省三防云平臺(tái)。系統(tǒng)的視頻編解碼采用業(yè)界主流的H.264協(xié)議,支持最高可達(dá)到1 080P高清視頻會(huì)議。所有會(huì)場(chǎng)只要滿足互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬上傳≥512 Kbps和下載≥2 Mbps的條件,即可實(shí)現(xiàn)標(biāo)清視頻圖像的三防視頻會(huì)商、在線值班抽查、信息傳輸?shù)雀黜?xiàng)功能。

2.2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)

2.2.1 系統(tǒng)負(fù)載自動(dòng)均衡

省三防云平臺(tái)前期需保證超過(guò)2 000臺(tái)終端同時(shí)開會(huì),后期需要進(jìn)一步擴(kuò)展到30 000臺(tái)以上,如何保證在如此多的終端接入會(huì)議后穩(wěn)定運(yùn)行,是系統(tǒng)需要解決的核心問(wèn)題。為了保持云平臺(tái)7×24 h穩(wěn)定地運(yùn)行,系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和部署充分利用“雙機(jī)熱備、冷備”、“平衡負(fù)載”等技術(shù),系統(tǒng)云平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)云平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意

省三防云平臺(tái)采用了多種多層次的冗余備份技術(shù),確保平臺(tái)提供不間斷的服務(wù)。中心主節(jié)點(diǎn)的核心管理服務(wù)器采用雙機(jī)熱備和冷備的技術(shù),當(dāng)備用管理服務(wù)器自動(dòng)檢測(cè)到主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí),會(huì)快速啟動(dòng)備機(jī)的相關(guān)服務(wù),完成雙機(jī)熱備的切換,當(dāng)熱備的雙機(jī)都出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)在10 min之內(nèi)啟動(dòng)冷備系統(tǒng)[5]。流媒體服務(wù)器的互為備份在軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)層實(shí)現(xiàn),當(dāng)某臺(tái)流媒體服務(wù)器故障時(shí),各客戶端會(huì)在數(shù)秒內(nèi)自動(dòng)重連到與自己連接速度最快的服務(wù)器。

云平臺(tái)的管理服務(wù)器只負(fù)責(zé)配置、管理流媒體服務(wù)器等功能,會(huì)場(chǎng)的音視頻分發(fā)全部由流媒體服務(wù)器完成,因此，流媒體服務(wù)器承載著平臺(tái)主要的通信壓力。為避免全省所有會(huì)場(chǎng)的音視頻數(shù)據(jù)，送至同一地點(diǎn)的流媒體服務(wù)器群而導(dǎo)致其承載過(guò)重的通信壓力,本系統(tǒng)將流媒體服務(wù)器分布部署在各地市的電信機(jī)房,每個(gè)地市的機(jī)房由多臺(tái)流媒體服務(wù)器組成多機(jī)熱備架構(gòu),各地市流媒體服務(wù)器群正常情況下僅承載其所轄區(qū)域內(nèi)所有終端的音視頻收發(fā)。所有流服務(wù)器的接入數(shù)、CPU、內(nèi)存、帶寬等資源使用情況都實(shí)時(shí)受到管理服務(wù)器的監(jiān)控,當(dāng)有終端接入的時(shí)候,管理服務(wù)器根據(jù)配置策略自動(dòng)選擇最優(yōu)的流服務(wù)器分配給此終端連接。

2.2.2 斷線自動(dòng)重連

省三防云平臺(tái)管理系統(tǒng)具備在線偵測(cè)功能,當(dāng)會(huì)場(chǎng)終端與流媒體服務(wù)器連接成功之后,他們之間的連接就會(huì)被系統(tǒng)納入偵測(cè)中,當(dāng)有終端從會(huì)議中異常退出時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè),只要終端保持在線狀態(tài)，后臺(tái)即可實(shí)時(shí)將掉線終端自動(dòng)重連至原有會(huì)議當(dāng)中。當(dāng)會(huì)場(chǎng)終端所連接的服務(wù)器發(fā)生故障時(shí),終端會(huì)向平臺(tái)自動(dòng)發(fā)起斷線重連指令,管理平臺(tái)根據(jù)會(huì)議狀況自動(dòng)將終端與當(dāng)前狀態(tài)最佳的流媒體服務(wù)器建立連接。無(wú)論是終端故障還是所連接的流媒體服務(wù)器故障,重新連接的依然是掉線前的會(huì)議室,會(huì)議將在重連之后繼續(xù),音視頻保持流暢清晰。系統(tǒng)斷線自動(dòng)重連實(shí)現(xiàn)流程圖如圖3所示。

圖3 斷線自動(dòng)重連工作流程示意

2.2.3 系統(tǒng)在線守候功能

系統(tǒng)具有后臺(tái)在線守候功能,只要終端開機(jī),此守候程序即在后臺(tái)運(yùn)行。如果終端還未登錄客戶端,終端也會(huì)發(fā)出提示聲音提醒值班人員登錄客戶端。如果終端已經(jīng)登錄客戶端,當(dāng)接收到上級(jí)的會(huì)議通知、在崗抽查邀請(qǐng)時(shí),立即發(fā)出提示聲音提醒加入會(huì)議。值班人員只需點(diǎn)擊“接受”按鈕即可參與會(huì)議或者值班在崗抽查點(diǎn)名互動(dòng)。無(wú)論終端用戶是否登錄平臺(tái),上級(jí)三防部門都能通過(guò)在線守候程序自動(dòng)喚醒軟件系統(tǒng)、或發(fā)出警示信號(hào),提醒登錄系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)與其單獨(dú)視頻會(huì)商或者在崗檢查等需求。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

目前，廣東省三防信息應(yīng)急接收保障系統(tǒng)已在全省共2 379個(gè)三防部門中完成安裝并投入使用,省防總已利用本系統(tǒng)多次召開全省的大型會(huì)議及培訓(xùn),平臺(tái)能支撐2 000多個(gè)會(huì)場(chǎng)同時(shí)在會(huì)的會(huì)議場(chǎng)景。視頻會(huì)商功能具有豐富的顯示模式,包括1路、2路、4路、9路、16路、1路視頻+幻燈,2路視頻+幻燈等。系統(tǒng)還具有會(huì)議錄制、會(huì)場(chǎng)電子銘牌、會(huì)議投票、數(shù)據(jù)共享、文字交談、屏幕共享、會(huì)議情況統(tǒng)計(jì)等功能。系統(tǒng)還集成了郵件和短信功能,通過(guò)郵件和短信發(fā)送會(huì)議通知。文件傳輸功能，實(shí)現(xiàn)單位之間的文件收發(fā),材料共享功能，實(shí)現(xiàn)將省里或其他會(huì)商室的會(huì)議材料通過(guò)接收終端直接共享,與會(huì)各會(huì)場(chǎng)能同步觀看。

目前系統(tǒng)應(yīng)用情況,該系統(tǒng)顯著提高了基層三防部門的三防應(yīng)急事件能力和人員的辦事效率,省防總利用本系統(tǒng)可以將災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)送至全省各級(jí)三防部門,基層三防部門也可以第一時(shí)間將基層受災(zāi)情況向省防總匯報(bào),有利于省防總及時(shí)做出決策部署工作,提高了全省應(yīng)急指揮搶險(xiǎn)救災(zāi)的工作效率。汛期上級(jí)三防部門能利用本系統(tǒng)的視頻連線功能，實(shí)時(shí)抽查下級(jí)各三防部門的值班情況,有利于上級(jí)進(jìn)一步督促下級(jí)部門完成現(xiàn)場(chǎng)值班任務(wù)。系統(tǒng)的應(yīng)用效果如圖4和圖5所示。

圖4 系統(tǒng)首頁(yè)界面——顯示預(yù)警信息

圖5 系統(tǒng)召開會(huì)議界面—— 4分屏顯示效果

4 結(jié)語(yǔ)

廣東省三防信息接收應(yīng)急保障系統(tǒng)選用基于PC架構(gòu)的軟件視頻會(huì)議為核心技術(shù)方案,系統(tǒng)由統(tǒng)一平臺(tái)和統(tǒng)一終端組成,平臺(tái)前期能支撐2 000個(gè)會(huì)場(chǎng)同時(shí)在會(huì),后期根據(jù)需要可進(jìn)一步擴(kuò)展到覆蓋至全省所有村一級(jí)基層三防部門。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近1 a的使用,運(yùn)行穩(wěn)定、功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)便,易部署和擴(kuò)展,視頻會(huì)商功能不僅有效的節(jié)約了會(huì)議經(jīng)費(fèi),縮短了省防總與基層之間的溝通時(shí)間,同時(shí)也提升了全省各三防部門防御災(zāi)害的能力,有利于在有類似需求的政府部門、企事業(yè)單位推廣使用。

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(本文責(zé)任編輯 王瑞蘭)

Design and Application in the Information Receiving Emergency Support System of Guangdong Wind and Flood Control and Drought Relief Defenses

WANG Liang

(Technological Support Center of Flood Control, Guangzhou 510635, China)

Pointing at the insufficient and inefficiency of primary emergency department emergency handling capabilities. In this paper, the design of software video conference is as the core technology of 3-defenses information emergency receiving support system. The system based on video conference, also includes the warning information distributing platform and a video connection checks and other function module. Provincial flood control can through the system to send early warning information and spot checks the primary emergency department at all levels of duty, and video conversation with the primary emergency department, to keep abreast of the grass-roots disaster situation, to further enhance the province's wind and flood control and drought relief and emergency command scheduling ability.

Three-defenses information emergency receive support system; software video conference; warning information distributing platform; video link

2016-03-22;

2016-04-10

王亮(1988),男,碩士,助理工程師,從事水利信息化、通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及安全維護(hù)等工作。

TP391

A

1008-0112(2016)03-0066-04