河南省山洪災(zāi)害防治鄉(xiāng)級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)實(shí)施方案探討

□吳 星 □任建勛（河南省防汛通信總站）

1.引言

河南省氣候?qū)倌媳狈綒夂虻倪^(guò)渡地帶，季風(fēng)氣候明顯。夏季冷暖氣團(tuán)經(jīng)常在河南省推移擺動(dòng)，構(gòu)成惡劣天氣，極易產(chǎn)生暴雨洪水。且山區(qū)向平原過(guò)渡地帶短，特殊的地理位置和地形地貌決定了河南省是山洪災(zāi)害發(fā)生比較頻繁的地區(qū)。山洪災(zāi)害不僅對(duì)山區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施造成毀滅性破壞，而且對(duì)人民群眾的生命安全構(gòu)成極大的損害和威脅，已成為河南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的不和諧因素。山洪災(zāi)害具有突發(fā)、能量集中、沖擊力強(qiáng)、破壞性大、危害嚴(yán)重等特點(diǎn)，常常造成人員傷亡，房屋田地被毀，交通通信中斷，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)遭受巨大損失。通過(guò)河南省國(guó)家山洪災(zāi)害防治非工程措施的實(shí)施，河南省79個(gè)縣先后建成了山洪災(zāi)害防治縣級(jí)預(yù)警平臺(tái)，在近2年的山災(zāi)害防治工作中發(fā)揮了巨大作用。

2.建設(shè)內(nèi)容

鄉(xiāng)級(jí)山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)主要由兩部門(mén)組成：防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和異地防汛視頻會(huì)商系統(tǒng)。

2.1 充分考慮系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，以成熟的互聯(lián)網(wǎng)資源為依托，建設(shè)鄉(xiāng)級(jí)防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的接收和發(fā)布。

2.2 利用先進(jìn)通信技術(shù)，采用不同于市、縣的視頻標(biāo)準(zhǔn)混網(wǎng)建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)異地防汛會(huì)商視頻會(huì)議系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)省、市、縣、鄉(xiāng)四級(jí)視頻會(huì)商系統(tǒng)的互聯(lián)互控。

3.主要功能與性能

3.1 支持信息的可靠傳輸。把鄉(xiāng)級(jí)山洪災(zāi)害防治有關(guān)信息及相關(guān)綜合業(yè)務(wù)信息，以數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多媒體形式，在整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行可靠傳輸。

3.2 采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全手段，以可靠的密匙方式保障網(wǎng)絡(luò)通信安全。選用高可靠的產(chǎn)品和技術(shù)，充分考慮系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全與可靠。

3.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用符合ISO及國(guó)家防汛指揮系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如：IEEE、ITUT、ANSI等制定的協(xié)議。采用遵從國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，滿足互聯(lián)互通。

3.4 實(shí)現(xiàn)省、市、縣、鄉(xiāng)各級(jí)防汛指揮部門(mén)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的可視指揮，并能實(shí)時(shí)的傳送各會(huì)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控圖像。

4.技術(shù)實(shí)現(xiàn)

4.1 防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

防訊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鄉(xiāng)級(jí)防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖

4.1.2 信道選擇

鄉(xiāng)級(jí)單位信息傳輸量小，對(duì)傳輸通道的質(zhì)量要求不高，從建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和可行性考慮，不再采用縣級(jí)專線模式建設(shè)。互聯(lián)網(wǎng)在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)已基本普及，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)配備一臺(tái)專用防汛計(jì)算機(jī)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)線路利用縣級(jí)建設(shè)的VPN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以合法的密匙方式登錄縣級(jí)山洪災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)與河南省水利系統(tǒng)內(nèi)部計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立可信的安全連接，并保證防汛信息數(shù)據(jù)的安全傳輸，完成信息上報(bào)與查詢。

4.1.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

VPN即虛擬專用網(wǎng)，通過(guò)一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)（通常是因特網(wǎng)）建立一個(gè)臨時(shí)的、安全的鏈接，是一條穿過(guò)混亂公用網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定的隧道。在該網(wǎng)中的主機(jī)將不再感覺(jué)到公共網(wǎng)絡(luò)的存在，仿佛所有的主機(jī)都處于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中。VPN可以替代傳統(tǒng)租用線來(lái)連接計(jì)算機(jī)或局域網(wǎng)等，而任何VPN業(yè)務(wù)都是基于隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，隧道機(jī)制是VPN實(shí)施的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)通過(guò)安全的“加密管道”在公共網(wǎng)絡(luò)中傳播，只要連接上本地的公眾信息網(wǎng)，各地的機(jī)構(gòu)才可以互相傳遞信息；同時(shí)，還可以利用公眾信息網(wǎng)的撥號(hào)接入設(shè)備，讓自己的用戶撥號(hào)到公眾信息網(wǎng)上，就可以連接進(jìn)入防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。使用VPN有節(jié)省成本、提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)、擴(kuò)展性強(qiáng)、便于管理和實(shí)現(xiàn)全面控制等好處。VPN主要通過(guò)加密協(xié)議、加密隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程用戶的授權(quán)認(rèn)證鑒別。

4.2 視頻會(huì)商系統(tǒng)系統(tǒng)

4.2.1 信道選擇

鄉(xiāng)級(jí)聯(lián)網(wǎng)單位數(shù)量較多，視頻會(huì)商質(zhì)量要求不高，如按縣級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)成本太大，因此，在通信信道選擇上應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性、可行性。目前河南省聯(lián)通公司的公網(wǎng)資源已覆蓋到全省所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，MPLS-VPN技術(shù)發(fā)展成熟，鄉(xiāng)級(jí)采用通過(guò)電話線以ADSL方式接入縣聯(lián)通公司，再通過(guò)20MMPLS-VPN光纖專線匯聚到縣水利局，實(shí)現(xiàn)縣級(jí)防汛部門(mén)獨(dú)享的VPN專網(wǎng)，每個(gè)鄉(xiāng)級(jí)線路帶寬為2M,該線路剝離登錄互聯(lián)網(wǎng)功能，可保證防汛視頻會(huì)商應(yīng)用的效果。

4.2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鄉(xiāng)級(jí)視頻會(huì)商系統(tǒng)的建設(shè)需要具有配置簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、成本低廉的特性，在視頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇上不同于省到市和市到縣的H.320高可靠性專業(yè)視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，選擇設(shè)備投資價(jià)格低、組網(wǎng)靈活的H.323標(biāo)準(zhǔn)模式更為現(xiàn)實(shí)。

4.2.3 多點(diǎn)控制系統(tǒng)

為召集和控制鄉(xiāng)級(jí)視頻會(huì)商會(huì)議，在縣級(jí)中心配置H.323標(biāo)準(zhǔn)的MCU，MCU連接到縣級(jí)局域網(wǎng)交換機(jī)上，通過(guò)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)與上級(jí)市的MCU系統(tǒng)相連，并通過(guò)IP方式和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)相連。縣級(jí)MCU匯集下屬鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的視頻碼流，對(duì)這些碼流進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)發(fā)、畫(huà)面分割等，通過(guò)會(huì)議控制臺(tái)對(duì)這些碼流進(jìn)行分發(fā)、交換、會(huì)議控制。

會(huì)議控制臺(tái)負(fù)責(zé)會(huì)議的召集、管理和結(jié)束等管理控制功能。控制臺(tái)支持16組會(huì)議同時(shí)召開(kāi)，支持1080i/P、720P接入，可以提供16畫(huà)面分割、混音、網(wǎng)守等功能。

4.2.4 鄉(xiāng)級(jí)分會(huì)場(chǎng)

考慮到造價(jià)因素，鄉(xiāng)級(jí)分會(huì)場(chǎng)配備一體式視頻會(huì)商終端，其包含視頻會(huì)議主機(jī)、會(huì)議攝像機(jī)、全向麥克風(fēng)，一臺(tái)視頻終端設(shè)備、一臺(tái)電視機(jī)和一條ADSL電話線即可組成完整的視頻會(huì)商系統(tǒng)，價(jià)格低廉又便于維護(hù)，適合鄉(xiāng)、鎮(zhèn)等基礎(chǔ)防汛部門(mén)使用。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)河南省山洪災(zāi)害防治鄉(xiāng)級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)建設(shè)，進(jìn)一步完善全省的山洪災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，也是與河南省防汛抗旱指揮系統(tǒng)銜接，有力地增強(qiáng)了山洪災(zāi)害情報(bào)、預(yù)報(bào)和防治的整體實(shí)力，加快防汛決策的科技進(jìn)步，更好地為河南省社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。其效益主要是為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)防汛決策提供快速準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)，最大限度地避免山洪災(zāi)害的損失，充分發(fā)揮現(xiàn)有防洪工程和農(nóng)田水利工程作用，提高水利基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)地位，進(jìn)而給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)巨大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。