應(yīng)急指揮通信體系中應(yīng)急信息平臺建設(shè)的研究

張 馳

(1．北京全路通信信號研究設(shè)計院集團(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)急信息平臺概述

應(yīng)急信息平臺主要負(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、省級應(yīng)急信息平臺、市級應(yīng)急信息平臺、縣級應(yīng)急信息平臺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平臺等組成，如圖1所示。

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

應(yīng)急信息平臺應(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“一個數(shù)據(jù)中心、兩個應(yīng)用支撐平臺、十個應(yīng)用子系統(tǒng)”的建設(shè)；“一個數(shù)據(jù)中心”即應(yīng)急數(shù)據(jù)中心，“兩個應(yīng)用支撐平臺”即地理信息平臺和綜合應(yīng)用平臺，“十個應(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能力和負(fù)載平衡能力。

2.2 總體架構(gòu)設(shè)計

應(yīng)急指揮平臺應(yīng)用軟件的架構(gòu)設(shè)計遵循平臺化、組件化的設(shè)計思想，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)急信息平臺建設(shè)符合國家應(yīng)急平臺體系建設(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)計的應(yīng)急信息平臺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所的建設(shè)和移動指揮場所的建設(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)、視頻會議系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(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；重大危險源信息包括危險源名稱、危險源描述、危險品類別、危險等級、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)略物資儲備基地、機(jī)場、港口等；專題信息包括人口統(tǒng)計信息、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計信息、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)、避難場所分布圖和風(fēng)險圖等內(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)測預(yù)警信息、監(jiān)測監(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。

事件接報信息需包括事件標(biāo)題、事件地點(diǎn)、事發(fā)時間、報送單位、事件描述、影響程度等。

預(yù)測預(yù)警接報信息需包括預(yù)警標(biāo)題、報送單位、預(yù)警級別、事件類型、預(yù)警內(nèi)容、影響時間、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、會商記錄以及處置記錄等。

監(jiān)測監(jiān)控信息需包括風(fēng)險隱患監(jiān)測信息和事件現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控信息等。

信息發(fā)布需包括發(fā)布標(biāo)題、類型、對象、內(nèi)容、范圍、時間和發(fā)布渠道等。

d.預(yù)案庫

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

e.知識庫

知識庫包括有關(guān)法律法規(guī)、應(yīng)對各類突發(fā)公共事件的專業(yè)知識和技術(shù)規(guī)范、專家經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容。根據(jù)權(quán)限管理，向各級應(yīng)急平臺提供相關(guān)的知識庫共享服務(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，向各級應(yīng)急平臺提供相關(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)用平臺和地理信息平臺組成。

a.綜合應(yīng)用平臺

綜合應(yīng)用系統(tǒng)基于3層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，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)急指揮平臺支持TB級數(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

在應(yīng)急管理中要涉及到多個部門的信息資源，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。

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)用平臺展示頁、地理信息平臺展示頁、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，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)，啟動應(yīng)急預(yù)案，啟動預(yù)案后，通過智能輔助系統(tǒng)、地理信息平臺及應(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)急隊伍。現(xiàn)場情況可通過移動圖像采集設(shè)備及圖像接入系統(tǒng)查看事發(fā)地現(xiàn)場情況。

3 信息資源整合

3.1 應(yīng)急信息平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

應(yīng)急信息平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖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)個部門的語音調(diào)度在信息平臺側(cè)的對接，業(yè)務(wù)開發(fā)接口，即中間件，是位于平臺(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)包括省市各級系統(tǒng)中涵蓋的各個部門的視頻圖像資源。配置協(xié)議轉(zhuǎn)換器，并配置個部門單位的信息平臺地址，在協(xié)議轉(zhuǎn)換器上配置公安平臺的視頻通道列表，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計算，根據(jù)前端攝像機(jī)最大編碼帶寬計算出同時傳送至指揮中心的大屏平臺對接所需的最低帶寬，保證上大屏的效果。

3.4 數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)

應(yīng)急平臺中服務(wù)器與存儲系統(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)和信息接報發(fā)布系統(tǒng)是運(yùn)行與服務(wù)器和存儲系統(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

用來存儲地理信息平臺數(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)器作為整個地理信息系統(tǒng)的核心訪問平臺，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)用平臺的相關(guān)應(yīng)用，及存儲平臺運(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，用來響應(yīng)客戶端的操作請求，對應(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)急信息平臺的設(shè)計與實(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)急信息平臺的接入。對其中運(yùn)用到了關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫也做了相應(yīng)的說明，該平臺設(shè)計已通過評審，目前正在運(yùn)用階段。