數字防汛搶險指揮系統集成研究與應用

劉紅波（咸陽市水利工作隊陜西咸陽712000）

數字防汛搶險指揮系統集成研究與應用

劉紅波
（咸陽市水利工作隊陜西咸陽712000）

為了解決防汛調度指揮與搶險救災現場數據、語音與視頻信息通信一體化、防汛、氣象、水文等信息高度融合與共享應用應用移動互聯網、寬帶光纖通信網絡的有機融合及設備的集成創新實現了數字防汛搶險指揮系統。采用POWERBUILDER架構和ipad中控系統開發管理平臺。通過系統集成、管理平臺的應用，實現了指揮調度搶險的可視化，為科學救援提供有效指導。該系統是“互聯網”+防汛搶險的成功案例。

數字防汛；管理平臺；融合；“互聯網”+防汛搶險

咸陽地處陜西關中平原腹地，受制于上游來水和下泄能力的突出矛盾，以及季風氣候的影響，因此當發生較長時間的連陰雨、大范圍暴雨時，極易造成嚴重的洪水災害。而目前咸陽市防汛搶險信息化建設還處于初級階段，尚存在很多問題，如沒有與省、市防汛專網互聯，無法共享降雨量、水位、危險區域、實時視頻等防汛預警信息；沒有視頻會議系統，不能與各級防汛部門進行視頻會商；缺乏有效的防汛搶險現場信息采集與傳輸手段等問題。因此相對滯后的信息化系統很難滿足當前日益嚴峻的防汛搶險工作需求，迫切需要加強數字防汛搶險信息化建設工作。

1　防汛指揮系統集成

系統包含三個子系統：信息共享系統、視頻會商系統、搶險實時通信系統。

1.1信息共享系統

通過建設數字防汛搶險指揮系統，連接至咸陽市防汛指揮中心專網，對多種防汛信息進行整合，形成一套能夠共享咸陽市防汛辦所有授權信息的信息共享平臺。平臺從功能上可分為以下三個部分。

（1）信息融合

防汛預警信息來自咸陽市防汛預警指揮系統，包括氣象、水文、視頻監控、上級防汛部門下發的汛情信息等。通過防汛專網，訪問市防汛預警平臺，共享氣象、水文、汛情等信息，并將已建成的山洪災害防治非工程措施項目中的視頻監控站集成到本系統平臺中，可實現視頻監控信息共享。應急搶險現場實施通信系統，可通過視頻會商系統雙流功能，上傳到市防汛辦視頻會商主會場，實現現場視頻信息的實時共享。

信息共享系統的融合分為近期和遠期兩部分實現，近期融合是在咸陽市防汛指揮部市級共享系統建成前，通過聯通防汛專網，在本地通過工作終端，分別訪問各個子系統，取得相關信息；遠期融合是在市級信息共享系統建成后，直接連接市防汛預警指揮中心信息平臺，取得所有信息。

（2）網絡架構

融合聯通、電信專線，搭建了一套高性能的網絡系統，整體提升了搶險機動隊的網絡性能，形成一套集綜合辦公、水情業務信息收集發送、信息發布、遠程視頻會商為一體的綜合網絡指揮系統。網絡架構如圖1所示。（3）設備配置

信息共享平臺配置硬件設備：高性能的核心交換機、防火墻、VPN網關、移動維護計算機、應用計算機等設備，完全與咸陽市防汛辦防汛專網設備兼容。

1.2視頻會商系統

（1）視頻會議系統

依據陜西省防總和咸陽市防汛辦視頻會議系統配置情況，綜合考慮技術先進性與建設成本等因素，系統配置一臺高清視頻會議終端、一臺高清視頻會議攝像機和一個全向麥克風，通過一條電信專線連接咸陽市防汛辦主會場。實現了由咸陽市防辦主持的市、縣、鄉以及機關單位的視頻會議，并能與省市兩級防汛視頻會商系統連接。該視頻會議系統是咸陽市防汛指揮視頻會商系統的一個分會場，市防辦能夠迅速的將命令及任務下達至搶險機動隊，使搶險機動隊能做出快速的、準確的行動。

（2）大屏顯示系統

大屏顯示系統包括拼接單元組合墻體、屏幕控制管理軟件、中央控制系統、多屏拼接處理器、接口設備等部分。該系統提供了一個信息展示平臺，各類圖形、報表、視頻監控、視頻會商等信息均必須通過指揮中心顯示系統呈現。指揮中心顯示系統是一個以系統工程、信息工程、自動化控制等理論為指導，能夠很好地與其它系統連接集成，形成一套功能完善、技術先進的交互式信息顯示及管理平臺。

1.3應急搶險現場信息實時通信系統

系統分為前端采集設備、后端中心平臺，以及中間傳輸網絡。采集設備滿足視音頻、圖片的采集需求，并能與后臺進行互動，滿足一定的業務功能需求。后端平臺滿足設備的管理及后視音頻的預覽等需求。中間網絡使用運營商的移動網絡。

（1）系統架構

整套系統采用前端分散采集、監控，后臺集中管理的方式，通過可插拔的TF卡將取證資料存儲在本地，并利用移動網絡將資料上傳到監控中心，同時也可通過移動無線網絡實現遠程監控和管理，已經建成的視頻監控站，通過防汛專網接入系統中。系統拓撲如圖2所示。

（2）移動網絡

電信移動網絡公司通過對渭河與涇河部分區域信號測試，測試結果為前端多反映區域都為郊區，基站DO配置都為單載波，無線信號復雜無法滿足使用3G傳輸視頻。聯通移動網絡公司通過對渭河與涇河部分區域信號測試，測試結果為前端多反映區域都為郊區，測試點上傳速率均在2M左右，可以滿足河道網絡傳輸要求。通過對電信、聯通移動網絡信號進行現場測試，依據電信、聯通移動信號覆蓋、測試報告。結合該系統的實際需求，選擇聯通移動網絡為系統傳輸網絡。

（3）系統硬件配置與軟件應用

系統中硬件配置水利單兵裝備、磁盤陣列、服務器，軟件應用管理平臺軟件。

圖1　網絡系統拓撲圖

圖2　系統拓撲圖

2　管理平臺

數字防汛搶險指揮系統依賴數據庫、視頻信息、管理平臺、辦公軟件等。急需通過多機通信方式進行管理，便于管理人員操作。開發數字防汛搶險指揮系統集成管理平臺，處理與多機通信，對于打開、調用等操作均提供了相應的菜單或者圖標。

圖3　管理平臺架構圖

2.1管理平臺架構

管理平臺采用POWERBUILDER架構如圖3所示。

2.2管理平臺功能

數字防汛搶險指揮系統集成管理平臺，包括辦公系統、單兵系統、視頻系統和共享系統等子系統。四個子系統在各自的服務器上工作，各個分支系統通過服務器系統服務模塊，以多機通信的方式，向服務器數據庫、視頻庫傳送、增加、修改、刪除內容。該管理系統可以訪問氣象信息數據庫、水文信息數據庫、視頻會商系統、實時通信系統視頻數據，也可以調用辦公軟件，方便管理員操作。四個子系統先進實用、高效可靠，能全面提升防汛搶險機動隊的防汛救援工作效率；在防汛搶險過程中，能夠準確、快速地做出預測以及救援，為防洪抗災調度決策和指揮搶險救災提供有力的技術支持和科學依據。

2.3系統應用

該系統已經在咸陽市防汛搶險機動隊實地應用一年多時間，提高了防汛隊伍現代化管理、指揮水平和防汛信息的共享度，實現了指揮調度搶險的可視化。在防汛搶險中，能有效應對突發汛情、險情，將洪災損失減小到最低程度，且能最大程度的保障救援人員的人身安全和受災區域人民群眾的生命財產安全。系統操作界面提供了菜單操作和工具欄圖標操作，對于打開、調用等操作均提供了相應的菜單或者圖標，操作簡單，十分容易掌握使用。

3　結語

系統集成涵蓋面廣，面向防汛搶險應急決策、指揮調度工作的實際需求，以地理信息為基礎，結合共享服務平臺全空間一體化表達、分析功能，有效管理水雨情、汛情等基礎信息和專題數據；及時查詢氣象信息、雨情信息、河流蓄水信息等情況，直接采集搶險或受災區域現場信息數據，實時通訊、傳輸，為水利防汛搶險單位提供信息化及可視化的應急指揮調度平臺，便于指揮人員在室內對現場搶險救援行為進行指揮，增加決策的科學性和實效性，能有效提高災害應急效率。系統融合了各級水利系統提供的網絡接口、數據接口和系統接口，實現信息共享，使各級水利系統成為一個有機的整體，最終形成“數字水利”、“互聯網+”防汛搶險。系統通過將移動互聯網、寬帶光纖通信網絡的有機融合實現視頻可視、數據共享，從而節約系統建設成本。通過集成的防汛搶險穿戴設備，實現指揮調度的可視化，為科學救援提供有效指導。系統操作簡潔、方便，為管理人員管理數字防汛搶險指揮系統集成提供了高效管理方法。陜西水利

（責任編輯：李蕊）

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