应用虚拟化技术提高三峡通航监管指挥工作效率浅探

周引平,侯国佼,杨佐夫

摘 要：三峡河段作为长江黄金水道的“白金水道”，水上交通运输繁忙，交通状况非常复杂，安全监管和调度组织管理等工作要求极高，其中，作为航运管理中枢的三峡通航指挥中心，是辖区船舶调度指挥、安全监管的首脑和核心，其工作要求更高，如何提高通航指挥中心信息化水平、改善工作环境，提高工作效率和质量，进而更好地服务内河航运管理，提高航运安全和效益成为一个重要的研究课题。本文结合实际，开展了运用虚拟化技术改善长江三峡通航指挥中心工作台环境，提高工作效率的有关实践和探索，总结了技术改造中解决的实际问题，就如何实现绿色高效的指挥中心信息化工作台提供了经验和解决技术方案。

关键词：虚拟化;三峡通航;监管指挥;效率

中图分类号：U641.6            文献标识码：A            文章編号：1006—7973（2019）12-0038-02

近10年来，长江沿线建设了十多个船舶交通管理系统（VTS），覆盖了长江沿江大部分重要水域和港口，相继建设了近数十个用于安全监管和调度指挥的海事、航道指挥中心，大量应用了视频监控（CCTV）、雷达、船名自动识别（AIS）、北斗、甚高频无线通信（VHF）、大屏等多种先进信息化技术和调度系统（TTS）、信息系统（MIS）、GPS远程申报系统（GPS）等多种业务系统，大批计算机、服务器、网络交换机、显示大屏等信息化设备密集地安装在指挥中心，这些设备24小时不间断运行产生的噪音和辐射较一般工作场所高很多，会直接作用于现场工作人员，进而间接影响其安全监管和通航指挥工作状态和效率。三峡通航指挥中心是负责三峡河段内河航运安全管理、通航调度指挥的核心部门，担负着确保三峡通航高效、畅通和安全的重任，如何有效降低工作环境的噪音、辐射，给指挥中心24小时工作的人员一个良好的工作环境，从而能保持较好的工作状态，高效服务航运管理，成为指挥中心信息化建设的一个重要课题。

1三峡通航指挥中心信息化设备应用现状分析

三峡航运监管调度系统的多样性、高可靠性、运行不间断性对三峡通航指挥中心的设备系统提出了更高要求，作为管理中枢的通航指挥中心是进行航运管理的核心，这里运行和使用着所有与三峡通航有关的安全监管和调度组织应用系统。根据工作所需，在三峡指挥中心大厅需配置值班长、计划编排、通航调度、信号控制、海事执法、安全监管、锚地管理等共计14个操作台，根据业务需要，每个控制台需要访问VTS、CCTV、AIS、VHF、 TTS 、MIS 、GPS以及锚地业务等系统，此外，还有内网、外网等办公系统，每个操作台就是一个功能全面、系统多样的小应用中心，至少需要配备8套电脑或者工作站安装常用业务系统并兼顾办公系统，从而使得设备使用和维修的效率受到了一定的影响。

（1）工作环境差，使用效率低。整个指挥中心大厅需要密集安装100多台电脑终端，这些电脑终端紧靠在工作人员身边24小时不间断运行，长期的噪音和辐射将会影响指挥中心职工的身心健康，导致记忆力衰退、应急反应速度降低从而降低工作效率。此外，操作台上设备数量多，键盘、鼠标多，操作人员需要频繁更换设备，导致工作效率低下。

（2）设备运行环境不良，运行效率低。电脑终端与工作人员在同一环境，设备运行温度条件得不到保障，密封条件不够，从而导致设备故障增多。

（3）设备多、线路多，维护检修效率低。设备数量多，由于每台终端必须配备显示器及其足够的电源线、信号线、网线，使得每个操作台至少需敷设50余根不同的线缆，由此导致故障点多，查找检修效率低。

2提高三峡指挥中心工作效率的技术、设备应用分析

要降低环境的辐射和噪音，要提高效率，一个有效的解决方法就是要实现机屏分离，将指挥中心大厅密集安装的百台工作站主机和服务器、网络交换机等设备安装在信息化机房中，保障可靠的密封、供电、温度、湿度条件，与此同时，减少大量设备运行产生的噪音和辐射，可以有效保障指挥中心人员的工作环境。 目前，常用的机屏分离技术有数字KVM、虚拟桌面等。

数字KVM视频延长技术是利用KVM视频延长设备和网线传输计算机输出视频信息，可以将计算机部署于机房内，从而避免常用视频传输方式带来的缺陷。

虚拟化桌面云系统，是通过桌面虚拟化技术将计算机的终端系统（也称作桌面）进行虚拟化的系统，桌面虚拟化由服务器提供，所有的数据计算运行在服务器上，云桌面仅仅显示桌面图像，并接受键盘、鼠标等外设的输入操作。

对比两种技术（详见表1数字KVM与虚拟桌面技术应用对比表），虚拟桌面技术在稳定性、维护性、扩展性、应用便捷性等方面都优于数字KVM技术，但是受使用方式的限制，只能是通过浏览器或者专用程序的业务才能采用虚拟桌面技术。

3虚拟化技术在三峡指挥中心信息化系统实践中的解决方案

由于三峡通航指挥中心业务系统较多、集成性较高，在系统应用实际安装调试中，还是遇到一些技术问题使得系统只得重新设置、进行完善，反复调试实践后达到了目标效果，其中，几个关键性的问题处理措施如下：

3.1瘦客户机一机多屏实现多个软件狗控制不同系统的问题

根据操作台需要安装多个系统，使用8块显示屏的需求。对比瘦客户机的型号，一机六屏可以同时运行6个业务系统，并通过一套鼠标键盘在显示器中进行无缝切换操作，较一机一屏或者一机两屏的设备集成度更高、使用维护效率更高;线路和能耗更少，不足之处在于存在多个系统应用之间的干扰，特别是VTS和VHF还有软件狗需要配套同时安装，如何使不同系统精准识别通过不同的软件狗顺利访问系统是要必须解决的关键问题。对比不同型号的瘦客户端，通过虚拟化平台设置虚拟机时进行USB端口的设置，使得不同的USB口安装软件狗应用到不同的系统。

3.2  CCTV 虚拟机CPU资源不足，查看视频时卡顿问题

CCTV系统按照其他系统同样的配置设计部署。但用户需要在一次性查看12路以上视频源时，出现视频卡顿不连续问题，查看CPU资源使用率在93%-98%之间，其原因主要是视频信号在系统展现时并不调用显卡资源只通过CPU进行运算解码，经过反复的计算及设置测试，在虚拟化桌面云系统平台调整CCTV系统的虚拟主机CPU资源从4vCPU调高到8vCPU后问题解决，查看虚拟主机CPU资源使用率在30%以下。

3.3  VTS系统在虚拟机上无法显示船体回波问题

VTS系统在虚拟机上部署完毕后，在雷达系统上无法看到船体回波。检查发现虚拟机部署时显卡资源按默认16M配置进行分配，未达到雷达系统运行要求，在虚拟平台调高RADAR系统虚拟机显卡资源至2G后问题解决。

3.4  VHF话筒PPT功能在虚拟机不能使用问题

VHF系统话筒PPT按键功能，在虚拟机系统中设置成功，但是按键无效。其原因主要是系统设置步骤的先后顺序问题导致不能识别，应该按照完成VHF系统话筒COM口与瘦客户机的连接——安装好VHF系统话筒的驱动程序——在VHF系统中指定COM口设置——在虚拟主机上进行COM桥接——最后进行VHF系统设置的顺序，才能实现PPT按键正常使用。

3.5  虚拟化承载网网络安全隐患问题

虚拟化云桌面系统前期业务组网设计，虚拟化服务器地址段与多个业务系统及瘦客户机终端，均在同一个VLAN，在同一个冲突域和广播域，容易彼此受影响，在测试中曾出现了VHF整个业务网络瘫痪问题。通过虚拟网络VLAN技术，对虚拟主机服务器和各个业务系统虚拟机及瘦客户机做了VLAN及网段的划分及隔离，每个业务系统使用一个VLAN ，从而使得系统更加安全、稳定、可靠。

4结束语

通过虚拟化桌面方式，将原三峡通航指挥中心大厅需要的100多台电脑系统优化为没有一台电脑主机，使得噪音、能耗大大降低，为工作人员营造了一个较好的现场工作环境;同时让设备、系统、数据运行更加安全可靠，从而为长江航运安全管理、通航调度指挥提供了更加可靠、安全的运行保障。