應用虛擬化技術提高三峽通航監管指揮工作效率淺探

周引平,侯國佼,楊佐夫

摘 要：三峽河段作為長江黃金水道的“白金水道”，水上交通運輸繁忙，交通狀況非常復雜，安全監管和調度組織管理等工作要求極高，其中，作為航運管理中樞的三峽通航指揮中心，是轄區船舶調度指揮、安全監管的首腦和核心，其工作要求更高，如何提高通航指揮中心信息化水平、改善工作環境，提高工作效率和質量，進而更好地服務內河航運管理，提高航運安全和效益成為一個重要的研究課題。本文結合實際，開展了運用虛擬化技術改善長江三峽通航指揮中心工作臺環境，提高工作效率的有關實踐和探索，總結了技術改造中解決的實際問題，就如何實現綠色高效的指揮中心信息化工作臺提供了經驗和解決技術方案。

關鍵詞：虛擬化;三峽通航;監管指揮;效率

中圖分類號：U641.6 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2019）12-0038-02

近10年來，長江沿線建設了十多個船舶交通管理系統（VTS），覆蓋了長江沿江大部分重要水域和港口，相繼建設了近數十個用于安全監管和調度指揮的海事、航道指揮中心，大量應用了視頻監控（CCTV）、雷達、船名自動識別（AIS）、北斗、甚高頻無線通信（VHF）、大屏等多種先進信息化技術和調度系統（TTS）、信息系統（MIS）、GPS遠程申報系統（GPS）等多種業務系統，大批計算機、服務器、網絡交換機、顯示大屏等信息化設備密集地安裝在指揮中心，這些設備24小時不間斷運行產生的噪音和輻射較一般工作場所高很多，會直接作用于現場工作人員，進而間接影響其安全監管和通航指揮工作狀態和效率。三峽通航指揮中心是負責三峽河段內河航運安全管理、通航調度指揮的核心部門，擔負著確保三峽通航高效、暢通和安全的重任，如何有效降低工作環境的噪音、輻射，給指揮中心24小時工作的人員一個良好的工作環境，從而能保持較好的工作狀態，高效服務航運管理，成為指揮中心信息化建設的一個重要課題。

1三峽通航指揮中心信息化設備應用現狀分析

三峽航運監管調度系統的多樣性、高可靠性、運行不間斷性對三峽通航指揮中心的設備系統提出了更高要求，作為管理中樞的通航指揮中心是進行航運管理的核心，這里運行和使用著所有與三峽通航有關的安全監管和調度組織應用系統。根據工作所需，在三峽指揮中心大廳需配置值班長、計劃編排、通航調度、信號控制、海事執法、安全監管、錨地管理等共計14個操作臺，根據業務需要，每個控制臺需要訪問VTS、CCTV、AIS、VHF、 TTS 、MIS 、GPS以及錨地業務等系統，此外，還有內網、外網等辦公系統，每個操作臺就是一個功能全面、系統多樣的小應用中心，至少需要配備8套電腦或者工作站安裝常用業務系統并兼顧辦公系統，從而使得設備使用和維修的效率受到了一定的影響。

（1）工作環境差，使用效率低。整個指揮中心大廳需要密集安裝100多臺電腦終端，這些電腦終端緊靠在工作人員身邊24小時不間斷運行，長期的噪音和輻射將會影響指揮中心職工的身心健康，導致記憶力衰退、應急反應速度降低從而降低工作效率。此外，操作臺上設備數量多，鍵盤、鼠標多，操作人員需要頻繁更換設備，導致工作效率低下。

（2）設備運行環境不良，運行效率低。電腦終端與工作人員在同一環境，設備運行溫度條件得不到保障，密封條件不夠，從而導致設備故障增多。

（3）設備多、線路多，維護檢修效率低。設備數量多，由于每臺終端必須配備顯示器及其足夠的電源線、信號線、網線，使得每個操作臺至少需敷設50余根不同的線纜，由此導致故障點多，查找檢修效率低。

2提高三峽指揮中心工作效率的技術、設備應用分析

要降低環境的輻射和噪音，要提高效率，一個有效的解決方法就是要實現機屏分離，將指揮中心大廳密集安裝的百臺工作站主機和服務器、網絡交換機等設備安裝在信息化機房中，保障可靠的密封、供電、溫度、濕度條件，與此同時，減少大量設備運行產生的噪音和輻射，可以有效保障指揮中心人員的工作環境。 目前，常用的機屏分離技術有數字KVM、虛擬桌面等。

數字KVM視頻延長技術是利用KVM視頻延長設備和網線傳輸計算機輸出視頻信息，可以將計算機部署于機房內，從而避免常用視頻傳輸方式帶來的缺陷。

虛擬化桌面云系統，是通過桌面虛擬化技術將計算機的終端系統（也稱作桌面）進行虛擬化的系統，桌面虛擬化由服務器提供，所有的數據計算運行在服務器上，云桌面僅僅顯示桌面圖像，并接受鍵盤、鼠標等外設的輸入操作。

對比兩種技術（詳見表1數字KVM與虛擬桌面技術應用對比表），虛擬桌面技術在穩定性、維護性、擴展性、應用便捷性等方面都優于數字KVM技術，但是受使用方式的限制，只能是通過瀏覽器或者專用程序的業務才能采用虛擬桌面技術。

3虛擬化技術在三峽指揮中心信息化系統實踐中的解決方案

由于三峽通航指揮中心業務系統較多、集成性較高，在系統應用實際安裝調試中，還是遇到一些技術問題使得系統只得重新設置、進行完善，反復調試實踐后達到了目標效果，其中，幾個關鍵性的問題處理措施如下：

3.1瘦客戶機一機多屏實現多個軟件狗控制不同系統的問題

根據操作臺需要安裝多個系統，使用8塊顯示屏的需求。對比瘦客戶機的型號，一機六屏可以同時運行6個業務系統，并通過一套鼠標鍵盤在顯示器中進行無縫切換操作，較一機一屏或者一機兩屏的設備集成度更高、使用維護效率更高;線路和能耗更少，不足之處在于存在多個系統應用之間的干擾，特別是VTS和VHF還有軟件狗需要配套同時安裝，如何使不同系統精準識別通過不同的軟件狗順利訪問系統是要必須解決的關鍵問題。對比不同型號的瘦客戶端，通過虛擬化平臺設置虛擬機時進行USB端口的設置，使得不同的USB口安裝軟件狗應用到不同的系統。

3.2 ?CCTV 虛擬機CPU資源不足，查看視頻時卡頓問題

CCTV系統按照其他系統同樣的配置設計部署。但用戶需要在一次性查看12路以上視頻源時，出現視頻卡頓不連續問題，查看CPU資源使用率在93%-98%之間，其原因主要是視頻信號在系統展現時并不調用顯卡資源只通過CPU進行運算解碼，經過反復的計算及設置測試，在虛擬化桌面云系統平臺調整CCTV系統的虛擬主機CPU資源從4vCPU調高到8vCPU后問題解決，查看虛擬主機CPU資源使用率在30%以下。

3.3 ?VTS系統在虛擬機上無法顯示船體回波問題

VTS系統在虛擬機上部署完畢后，在雷達系統上無法看到船體回波。檢查發現虛擬機部署時顯卡資源按默認16M配置進行分配，未達到雷達系統運行要求，在虛擬平臺調高RADAR系統虛擬機顯卡資源至2G后問題解決。

3.4 ?VHF話筒PPT功能在虛擬機不能使用問題

VHF系統話筒PPT按鍵功能，在虛擬機系統中設置成功，但是按鍵無效。其原因主要是系統設置步驟的先后順序問題導致不能識別，應該按照完成VHF系統話筒COM口與瘦客戶機的連接——安裝好VHF系統話筒的驅動程序——在VHF系統中指定COM口設置——在虛擬主機上進行COM橋接——最后進行VHF系統設置的順序，才能實現PPT按鍵正常使用。

3.5 ?虛擬化承載網網絡安全隱患問題

虛擬化云桌面系統前期業務組網設計，虛擬化服務器地址段與多個業務系統及瘦客戶機終端，均在同一個VLAN，在同一個沖突域和廣播域，容易彼此受影響，在測試中曾出現了VHF整個業務網絡癱瘓問題。通過虛擬網絡VLAN技術，對虛擬主機服務器和各個業務系統虛擬機及瘦客戶機做了VLAN及網段的劃分及隔離，每個業務系統使用一個VLAN ，從而使得系統更加安全、穩定、可靠。

4結束語

通過虛擬化桌面方式，將原三峽通航指揮中心大廳需要的100多臺電腦系統優化為沒有一臺電腦主機，使得噪音、能耗大大降低，為工作人員營造了一個較好的現場工作環境;同時讓設備、系統、數據運行更加安全可靠，從而為長江航運安全管理、通航調度指揮提供了更加可靠、安全的運行保障。