城区防汛指挥系统的设计与实现

2014-12-07陈希平虞建峰

中国科技纵横 2014年3期

关键词：防汛防台指挥系统会商

陈希平虞建峰

(1. 杭州市市区河道监管中心,浙江杭州 310008;2.杭州科技职业技术学院,浙江杭州 311402)

城区防汛指挥系统的设计与实现

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(1. 杭州市市区河道监管中心,浙江杭州 310008;2.杭州科技职业技术学院,浙江杭州 311402)

杭州市城区防汛防台指挥部和市级有关部门、各城区防汛部门借助城区防汛指挥系统进行即时沟通、准确调度、及时决策,有效提高防汛指挥决策能力,最大限度地减轻可能造成的损失,保障人民生命财产安全。本文在介绍该系统主要功能的同时,深入分析了系统的设计思路、系统架构及规划蓝图,希望对全国各地区的防汛信息化建设起到一个抛砖引玉的作用。

城区防汛防汛指挥会商系统

浙江是台风等自然灾害多发地区，每年造成的经济损失达数百亿，因此防台防汛工作责任重大。杭州市城区防汛防台指挥部和市级有关部门、各城区防汛部门就是借助城区防汛指挥系统进行综合分析、统一指挥，并做出各种快速响应。杭州城区防汛应急指挥系统依托已建的网络平台，通过数据交换中间平台将数字城管、林水局、气象局等相关防汛单位的数据集成到防汛综合数据库中，依托基于GIS的防汛应急指挥平台，支撑上层的防汛指挥调度系统和防汛决策支持系统。在防汛防台期间，通过对城区各监测点的雨情、水情、汛情、流量、风力的实时检测及趋势分析，结合气象走势，杭州市城区防汛防台指挥部和市级有关部门、各城区防汛部门通过会商系统，统一指挥，对人员、防汛车(船)、防汛物资等进行快速有效的调度。

1 相关概念/技术

1.1 会商系统

又被称为“视频会议系统”，是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互相传送，达到即时且互动的沟通，以完成会议目的的系统设备。视频会议能够使人们像在同一房间一样交流思想、交换信息。

1.2 Web Service

Web Service技术，能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可相互交换数据或集成。依据Web Service规范实施的应用之间，无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么，都可以相互交换数据。

1.3 H.323

H.323是ITU-T制定的用于局域网上的视频会议标准协议，是一种兼顾PSTN呼叫流程和IP网特点而发展的开放标准体制。基于IP的H.323标准可以充分利用网络资源，其组成元素包括视频终端、多点控制单元、关守和网关，可以将视频引到办公桌面，利用数据实时交互功能。

2 系统分析与设计

2.1 设计原则及目标

城区防汛指挥系统是城市河道长效管理“十二五”规划的重要组成部分，是“提高水质量、确保水安全、改善水景观、管好水资源、加强信息化”工作任务的基本要求之一。因此城区防汛指挥系统的建设应该被纳入城市河道长效管理信息化工程的整体来统一规划、分步实施。

城市防汛工作关系到城市和人民生命财产安全，因台风暴雨造成的洪涝灾害更是具有来势凶猛、影响面大、破坏力强等特征，正确的防汛决策措施通常要求在很短的时间内做出并付诸实施。因此在系统建设过程中，必须保证系统高稳定性、可靠性。此外防汛决策还高度依赖各监测点雨量计、水位计、视频监控设备等实时上报的水雨情信息数据，这些数据具有数量大、实时性强、有严密报送制度等特征，因此需要确保数据传输的实时性、准确性，以及数据分析视图的多维性、全面性，辅助决策人员在很短时间内对抢险措施、人员、物资、车船调配做出快速决策。

图1

2.2 系统整体架构

城区防汛指挥系统由视频会商系统和防汛防台决策支持系统两部分组成；其中防汛会商系统是由1个中心会场、11个分会场组成的视频会议系统，主要包括承载网络子系统、视频会议子系统、音频扩声子系统、摄像子系统等；防汛防台决策系统则由防汛专题模块、汛情监控模块、防汛调度模块、防汛值班模块、防汛会议模块等组成；同时建成的还包括数据采集上报平台、城区防汛电子地图、消息通知中间介等公共应用子系统，这些公共应用子系统均提供标准远程调用接口或二次开发接口，能嵌入到其他外部程序界面或被远程调用(如图1)。

2.3 数据存储设计

防汛指挥系统需要存储的数据包括：雨量计、水位计、GPS车船上报的采集数据文件，监控及摄像视频，人员、物资、河道等基础数据，调度、值班等业务数据。防汛工作安全等级要求很高，数据量也很大，数据存储设计原则应遵守：(1)核心数据加密存储，确保安全等级。(2)支持OLAP数据分析，采用集群关系数据库。(3)尤其是视频文件，支持高速缓存，确保流畅播放。因此数据存储设计方案中，决定采用SQL Server 2005数据库集群，运行在与防汛指挥系统Web服务器同一局域网的独立主机上。原始文件采用加密格式存储在接口机上，解析后的上报数据则保存到SQL Server数据库。

3 系统开发实现

3.1 系统界面

防汛指挥系统主界面是一个高度集成的页面框架，主要包括：页面头部的应用导航栏、左侧的菜单栏、中部的内容区及右侧的信息区；其中内容区支持多标签页显示，标签页可拖放、关闭，确保人机交互友好度(如图2)。

图2

3.2 系统功能

防汛指挥系统是一个大而复杂的分布式系统，核心模块采用J2EE技术开发，构建在Spring Security、Hibernate、XFire、JQuery、Ajax/JSON、GIS等框架基础之上，其主要子系统及模块包括：

(1)防汛会商系统：选用挪威TANDBERG的高清系列产品，应用H.323、SIP协议，支持20点64K-4M视频终端接入，支持会议预约管理，支持动态双流功能。(2)城区防汛电子地图中间介：在ArcGIS的基础上进行功能定制，对外提供一套基于JavaScript的远程二次开发脚本。允许外部程序通过引入“flex/v2/EGovaAPI.js”远程调用、修改图层、标记、画线等。(3)消息通知中间介：提供基于Web Service的远程调用接口，允许外部程序调用该接口发送文本短信、语音短信等。(4)数据采集上报平台：安装在指定位置或车船上的检测设备将采集的数据发送到采集服务器，安装在采集服务器上的采集程序通过解码协议将数据进行分解、预处理及规范化，以元数据的方式上报防汛指挥系统服务器。(5)汛情监控：通过城区防汛电子地图、趋势图、视频监控等方式实时显示台风路径、各地雨情、水情、汛情、流量、风力情况。(6)防汛调度：根据汛情情况，对救灾人员、车(船)、物资等进行快速有效的调度。(7)汛情预警：根据原先设置的阈值以及历史数据对比，对汛情进行及时提醒。(8)防汛值班：全局安排各地人员进行安全值班。(9)支持多点同屏：能动态设置当前窗口的多处监管对象，实时监控各个监测点发生的灾情及告警。