一種基于瘦客戶機的多路信息展示系統

肖 健 鄭 超 郭 冰 林巖釗

（福建省地震局,福建 福州 350003）

我國是世界上災害最為嚴重的國家之一,突發事件易發多發,面對嚴竣復雜的自然災害和安全生產形勢,建設應急指揮信息系統迫在眉睫。

應急指揮系信息系統是以現代信息通信技術為支撐,軟、硬件相結合的突發公共事件應急保障技術系統,具備日常管理、風險分析、監測監控、預測預警、動態決策、綜合協調、應急聯動與總結評估等多方面功能,是實施應急預案、實現應急指揮決策的載體。建設應急平臺可為提高政府處置突發事件的能力、增強決策的科學性,具有重要意義[1]。

經過多年的努力,我國地震、防洪、消防、民防、公安、市政、海上搜救、森林火災、礦山和化學等專業領域都建立了各自的應急信息管理和應急通訊系統,在各領域的應急救援工作中發揮了重要作用[2-3]。

1 現狀

福建省地震局信息中心建立7*24 小時值班制度,日常值班人員需要對主要的技術系統運行狀態進行監控,系統一旦發生故障,需要第一時間排查,查清故障原因后及時聯系相關業務部門運維人員。

當前,值班室配置了一套由6 臺(兩行三列) 威創L-PH4209 工業級專業顯示器組成的屏幕墻,如圖1 所示。

2 信號源

值班室需要在屏幕墻展示的信號包括：臺網狀態監控系統、地震預警處理界面、地震預警發布界面、地震預警客戶端、城市烈度界面和震動圖界面。其中：

臺網狀態監控系統主要是監控設定臺網范圍內的各個狀態,包括臺站的實時波形,臺站當前運行質量：有無斷記,運行是否正常,有無卡擺等異常。斷記臺站會在界面上方滾動顯示,同時界面下方會有記錄。同時每個臺站的運行情況都有記錄,點擊可以查看臺站異常時的波形和PSD 圖。

地震預警處理界面主要功能為實時接收并顯示地震預警系統的發布結果,主要包括：接收到預警發布信息時,地圖區域會顯示每一報的地震的信息,P、S 走時圈；預警目標區表格部分會動態顯示主要城市、生命線工程等預警目標區的預警時間；右邊波形會按照觸發臺的順序依次向下排列；下方地震動信息列表和發布信息列表會顯示發布的每一報的前幾臺的處理信息,包括臺站的地震動峰值加速度PGA、地震動峰值速度PGV、地震動峰值位移PGD 等。該界面主要是動態和詳細的顯示地震預警系統的每個處理過程。

地震預警發布界面的主要功能為實時接收并顯示地震預警系統的發布結果,同時包括歷史地震預警發布結果的回放功能；左邊樹形結構為地震事件列表,最新的地震排在最上方。選中某個事件,會在右邊顯示此次事件的發布結果,包括地震三要素信息,各預警目標區的預警時間,發布對象等級等。

地震預警客戶端主要針對設定的某個城市進行預警。接收到預警系統處理結果后,客戶端會顯示并動態更新此次地震事件的三要素信息,設定城市的預警時間和預測烈度。

城市烈度界面為烈度速報系統顯示界面,主要功能為實時接收并顯示烈度速報系統處理結果。左邊部分顯示各個臺站的實測烈度,右邊列表顯示此次地震信息和每個城市及其對應的烈度值。

震動圖界面主要是接受烈度速報系統的處理結果,主要為一秒一秒顯示地震動的分布情況, 可以動態看出地震動的傳播過程。

3 需求分析

受限于值班室空間,無法在操作臺上部署6 路實時監控系統（考慮到實時信號處理的復雜性和顯示的流暢性,至少需要3 臺高性能圖形工作站,并且每臺圖形工作站使用雙視頻輸出）。并且6 路實時監控系統均為C/S 軟件架構,數據源為監測流服務器,監測業務處理軟件系統從流服務器上實時接收監測數據,在業務服務器上處理之后通過客戶端軟件展示出來。業務處理實時性強,需消耗大量物理CPU 資源,顯示客戶端對GPU 資源占用大,否則會出現波形顯示延時,并且隨顯示時間增加而延時越來越長,最后出現波形重疊,在顯示屏幕上根本無法看清波形。

亟需一種可以通過單臺計算機遠程控制多路（6 路以上）信號展示的方法,同時解決波形重疊等技術問題。

4 技術方案

根據前述6 套業務系統的特點,各業務系統的地震波數據圖表同時通過云桌面顯示可能出現延時問題,為防止延時及花屏等現象的發生,主要采取如下措施：

4.1 為dell PowerEdge R720 服務器配置2 顆Intel Xeon 十核處理器E5-2680V2（2.8Ghz,25M高速緩存）,8GB*8 內存,2 塊600G 15k rpm 3.5 英寸SAS 熱插拔硬盤,保證10 套虛擬桌面同時開啟時,CPU,內存及硬盤轉速資源足夠支撐監測業務軟件的運行需要；

4.2 利用NVIDIA GRID K2 GPU 顯卡（包含4 顆高端Kepler GPU 和8GB 顯存,3072 個CUDA 核心）虛擬化技術,保證各虛擬桌面的顯示處理能力。

4.3 顯示云桌面升騰C30 云終端配置AMD Fusion平臺處理器,集成AMD 的GPU 技術,配合Hudson-M1南橋芯片,支持Citrix、VMware、Microsoft 虛擬化方案,提供高性能的多媒體、圖形處理能力,保證快捷的業務處理速度。

4.4 網絡保證10M以上的傳輸速率,對C30 云終端在軟件安裝完成后開啟寫保護,對網絡交換設備開啟防ARP 欺騙,啟用病毒防范ACL 等措施,防止病毒感染造成網絡堵塞而引起顯示延遲。

4.5 對虛擬桌面系統中開啟Directx 及openGL 支持。瘦客戶機(thin client)是使用專業嵌入式處理器、小型本地DOM電子盤、精簡版操作系統的基于PC 工業標準設計的小型行業專用商用PC。配置包含專業的低功耗、高運算功能的嵌入式處理器。瘦客戶機是一種新型無盤工作站,由于瘦客戶機沒有可移除的部件（本地系統內存、網絡適配器、顯卡和其它外設的標配輸入/輸出部件）,既可以完成高水平的任務,并且兼容性與最新型的軟件和病毒防護保持著同步發展,也可以提供比普通PC更加安全可靠的使用環境,以及更低的功耗,更高的安全性。

在dell PowerEdge R720 上部署升騰資訊CT Vision[4]軟件系統（桌面虛擬化操作系統+顯示優化組件）,部署10 個虛擬桌面,6 個虛擬桌面對應6 臺瘦客戶機,剩余4 個用于智能手機等移動終端遠程連接。同時6 臺瘦客戶機與6 塊威創L-PH4209 工業級專業顯示器連接,進行系統展示,整個系統結構如圖2 所示。

系統的邏輯拓撲圖如圖3 所示。CT Vision 可從一個集中管理界面輕松管理數萬個終端用戶。因CT Vision授權方式為并發用戶的許可證模式,因此可以10 個用戶同時遠程連接進云桌面。

升騰CT Vision-Powered by VMware Horizon View是全新的國產化桌面云軟件平臺,可為終端用戶提供自由的IT 使用體驗,同時充分滿足IT 管理和控制的需求。CT Vision 完全基于VMware Horizon View,具備其所有國際領先的虛擬化技術,并融入了更適合中國用戶使用需求的桌面解決方案領先技術。其不僅能使用戶自由使用軟件與硬件資源（包括所有傳統的應用程序與外設設備）,更使IT 能夠簡化和自動執行成千上萬個桌面的管理,并以桌面服務的形式從數據中心安全地向用戶交付桌面,達到傳統PC 無法企及的安全性、可用性和可靠性。通過根據用戶需要隨時隨地為任何設備提供對應用程序和數據的安全訪問,CT Vision 可為終端用戶提供最高級別的流動性和靈活性。

5 實際運行情況

5.1 安裝虛擬機

通過網絡規劃,利用VMware vSphere Client 配置相應的虛擬機,并安裝相應的操作系統,如圖4 所示。

圖5 為安裝CentOS 虛擬機的示意圖,與傳統的安裝步驟相同,也可以采用模板進行安裝,這里不再贅述。

5.2 使用虛擬機

待全部虛擬機安裝完畢后,再安裝相應的業務軟件,最后可通過VMware Horizon Client 軟件查看虛擬機列表,如圖6 所示,6 臺虛擬機分別部署對應6 套業務系統,并且與屏幕墻一一對應,達到設計的需求。

雙擊一個虛擬機即可以打開一個虛擬機桌面,如圖7 所示,其IP 地址為：10.35.208.4。

運行相應的業務系統后,就可以實現信息展示,為減少篇幅,這里以臺站監控系統為例,如圖8 所示,系統主要分為三個部分,標題的信息提示（給出相應的斷記臺站以及相應的分量）,左側的地圖展示全省臺站運行情況（以不同的色標對不同類型的臺站進行標注）,右側實時動態顯示波形（實時顯示各個臺站各個分量的實時波形）。

5.3 最終效果

值班室屏幕墻顯示6 路信息系統如圖9 所示。值班人員通過一臺計算機登錄VMware Horizon Client 軟件,對屏幕墻的6 路信息進行調度,實現基于瘦客戶機的多路信息展示。

6 結論

本文面向福建省地震局信息中心當前的實際需求,利用CT Vision 軟件部署6 個虛擬桌面,6 個虛擬桌面對應6 臺升騰C30 瘦客戶機與業務系統一一對應,并將6個瘦客戶機的視頻輸出信號通過DVI 數據線連接到屏幕墻,實現基于瘦客戶機的多路信息展示系統,解決地震波圖像7*24 小時大屏幕掛墻高清顯示,方便決策人員隨到隨看和使用移動終端查看數據,實時掌握地震預警和監測狀況。CT Vision 為國內客戶提供了完整的國產化桌面虛擬化解決方案,利用瘦客戶機降低成本、豐富管理手段、簡化管理流程,提高最終用戶滿意度、帶來完美用戶體驗。