城區防汛指揮系統的設計與實現

陳希平 虞建峰

(1. 杭州市市區河道監管中心,浙江杭州 310008;2.杭州科技職業技術學院,浙江杭州 311402)

城區防汛指揮系統的設計與實現

陳希平1虞建峰2

(1. 杭州市市區河道監管中心,浙江杭州 310008;2.杭州科技職業技術學院,浙江杭州 311402)

杭州市城區防汛防臺指揮部和市級有關部門、各城區防汛部門借助城區防汛指揮系統進行即時溝通、準確調度、及時決策,有效提高防汛指揮決策能力,最大限度地減輕可能造成的損失,保障人民生命財產安全。本文在介紹該系統主要功能的同時,深入分析了系統的設計思路、系統架構及規劃藍圖,希望對全國各地區的防汛信息化建設起到一個拋磚引玉的作用。

城區防汛 防汛指揮 會商系統

浙江是臺風等自然災害多發地區，每年造成的經濟損失達數百億，因此防臺防汛工作責任重大。杭州市城區防汛防臺指揮部和市級有關部門、各城區防汛部門就是借助城區防汛指揮系統進行綜合分析、統一指揮，并做出各種快速響應。杭州城區防汛應急指揮系統依托已建的網絡平臺，通過數據交換中間平臺將數字城管、林水局、氣象局等相關防汛單位的數據集成到防汛綜合數據庫中，依托基于GIS的防汛應急指揮平臺，支撐上層的防汛指揮調度系統和防汛決策支持系統。在防汛防臺期間，通過對城區各監測點的雨情、水情、汛情、流量、風力的實時檢測及趨勢分析，結合氣象走勢，杭州市城區防汛防臺指揮部和市級有關部門、各城區防汛部門通過會商系統，統一指揮，對人員、防汛車(船)、防汛物資等進行快速有效的調度。

1 相關概念/技術

1.1 會商系統

又被稱為“視頻會議系統”，是指兩個或兩個以上不同地方的個人或群體，通過傳輸線路及多媒體設備，將聲音、影像及文件資料互相傳送，達到即時且互動的溝通，以完成會議目的的系統設備。視頻會議能夠使人們像在同一房間一樣交流思想、交換信息。

1.2 Web Service

Web Service技術，能使得運行在不同機器上的不同應用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件， 就可相互交換數據或集成。依據Web Service規范實施的應用之間， 無論它們所使用的語言、平臺或內部協議是什么，都可以相互交換數據。

1.3 H.323

H.323是ITU-T制定的用于局域網上的視頻會議標準協議，是一種兼顧PSTN呼叫流程和IP網特點而發展的開放標準體制。基于IP的H.323標準可以充分利用網絡資源，其組成元素包括視頻終端、多點控制單元、關守和網關，可以將視頻引到辦公桌面，利用數據實時交互功能。

2 系統分析與設計

2.1 設計原則及目標

城區防汛指揮系統是城市河道長效管理“十二五”規劃的重要組成部分，是“提高水質量、確保水安全、改善水景觀、管好水資源、加強信息化”工作任務的基本要求之一。 因此城區防汛指揮系統的建設應該被納入城市河道長效管理信息化工程的整體來統一規劃、分步實施。

城市防汛工作關系到城市和人民生命財產安全，因臺風暴雨造成的洪澇災害更是具有來勢兇猛、影響面大、破壞力強等特征，正確的防汛決策措施通常要求在很短的時間內做出并付諸實施。因此在系統建設過程中，必須保證系統高穩定性、可靠性。此外防汛決策還高度依賴各監測點雨量計、水位計、視頻監控設備等實時上報的水雨情信息數據，這些數據具有數量大、實時性強、有嚴密報送制度等特征，因此需要確保數據傳輸的實時性、準確性，以及數據分析視圖的多維性、全面性，輔助決策人員在很短時間內對搶險措施、人員、物資、車船調配做出快速決策。

圖1

2.2 系統整體架構

城區防汛指揮系統由視頻會商系統和防汛防臺決策支持系統兩部分組成；其中防汛會商系統是由1個中心會場、11個分會場組成的視頻會議系統，主要包括承載網絡子系統、視頻會議子系統、音頻擴聲子系統、攝像子系統等；防汛防臺決策系統則由防汛專題模塊、汛情監控模塊、防汛調度模塊、防汛值班模塊、防汛會議模塊等組成；同時建成的還包括數據采集上報平臺、城區防汛電子地圖、消息通知中間介等公共應用子系統，這些公共應用子系統均提供標準遠程調用接口或二次開發接口，能嵌入到其他外部程序界面或被遠程調用(如圖1)。

2.3 數據存儲設計

防汛指揮系統需要存儲的數據包括：雨量計、水位計、GPS車船上報的采集數據文件，監控及攝像視頻，人員、物資、河道等基礎數據，調度、值班等業務數據。防汛工作安全等級要求很高，數據量也很大，數據存儲設計原則應遵守：(1)核心數據加密存儲，確保安全等級。(2)支持OLAP數據分析，采用集群關系數據庫。(3)尤其是視頻文件，支持高速緩存，確保流暢播放。因此數據存儲設計方案中，決定采用SQL Server 2005數據庫集群，運行在與防汛指揮系統Web服務器同一局域網的獨立主機上。原始文件采用加密格式存儲在接口機上，解析后的上報數據則保存到SQL Server數據庫。

3 系統開發實現

3.1 系統界面

防汛指揮系統主界面是一個高度集成的頁面框架，主要包括：頁面頭部的應用導航欄、左側的菜單欄、中部的內容區及右側的信息區；其中內容區支持多標簽頁顯示，標簽頁可拖放、關閉，確保人機交互友好度(如圖2)。

圖2

3.2 系統功能

防汛指揮系統是一個大而復雜的分布式系統，核心模塊采用J2EE技術開發，構建在Spring Security、Hibernate、XFire、JQuery、Ajax/JSON、GIS等框架基礎之上，其主要子系統及模塊包括：

(1)防汛會商系統：選用挪威TANDBERG的高清系列產品，應用H.323、SIP協議，支持20點64K-4M視頻終端接入，支持會議預約管理，支持動態雙流功能。(2)城區防汛電子地圖中間介：在ArcGIS的基礎上進行功能定制，對外提供一套基于JavaScript的遠程二次開發腳本。允許外部程序通過引入“flex/v2/EGovaAPI.js”遠程調用、修改圖層、標記、畫線等。(3)消息通知中間介：提供基于Web Service的遠程調用接口，允許外部程序調用該接口發送文本短信、語音短信等。(4)數據采集上報平臺：安裝在指定位置或車船上的檢測設備將采集的數據發送到采集服務器，安裝在采集服務器上的采集程序通過解碼協議將數據進行分解、預處理及規范化，以元數據的方式上報防汛指揮系統服務器。(5)汛情監控：通過城區防汛電子地圖、趨勢圖、視頻監控等方式實時顯示臺風路徑、各地雨情、水情、汛情、流量、風力情況。(6)防汛調度：根據汛情情況，對救災人員、車(船)、物資等進行快速有效的調度。(7)汛情預警：根據原先設置的閾值以及歷史數據對比，對汛情進行及時提醒。(8)防汛值班：全局安排各地人員進行安全值班。(9)支持多點同屏：能動態設置當前窗口的多處監管對象，實時監控各個監測點發生的災情及告警。

4 結論及效果

(1)在汛情、災情發生期間，防汛防臺指揮部及相關部門通過會商系統召開視頻會議，共享決策支持系統數據及界面。(2)根據以上原則設計的防汛電子地圖、消息通知等公共應用系統，后來被辦公、動態養護、GPS動態監管等系統所廣泛調用。

陳希平(1982.01),男,本科,工程師,研究方向:信息化管理。

虞建峰(1981-),男,本科,工程師,研究方向:計算機信息管理。