基于融合通信的應急指揮系統(tǒng)設計

基于融合通信的應急指揮系統(tǒng)設計

0提升綜合指揮能力隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，鑒于社會不穩(wěn)定因素的多樣性、犯罪的高增長和安全事件頻發(fā)，政府當局保持穩(wěn)定，打擊犯罪和預防事故的難度不斷增加。傳統(tǒng)指揮系統(tǒng)往往存在以下弊端。a）前端通信設備與后端指揮中心之間缺乏緊密結合、指揮效率低，沒有形成集約高效的綜合指揮體系，已不能滿足新形勢下一體化、扁平化、實戰(zhàn)化指揮的實際需要，且通信設備之間孤軍作戰(zhàn)、分散使用，未能形成整體戰(zhàn)斗合成力量。b）傳輸網(wǎng)絡需要安全性能高，傳送的數(shù)據(jù)要進行每層加密及控制，前端數(shù)據(jù)來源和方式不同，需建設符合要求的共享型網(wǎng)絡系統(tǒng)。c）缺乏多種通信設備及多種方式融合的綜合應急指揮能力，無法滿足第一現(xiàn)場和指揮中心領導團隊之間的視頻、語音、圖像等多種方式融合的實時通信需求。針對以上問題，需要建立高效化、智能化、多元化協(xié)調的融合通信應急指揮體系來推動應急指揮決策機制變革，為“科技強警”注入新的重要內涵。本文設計的基于融合通信的應急指揮系統(tǒng)融合語音、視頻、圖像、數(shù)據(jù)等多種通信手段，在實際指揮調度工作中，能夠使警情獲悉、警令下達、指揮調度、警衛(wèi)安保等任務的順利執(zhí)行得到充分保障。1多渠道系統(tǒng)接入基于融合通信的應急指揮系統(tǒng)包括語音業(yè)務融合、視頻業(yè)務融合、對講業(yè)務融合等，因此系統(tǒng)的建設需要充分考慮語音、IP話機、集群終端、視頻會議、視頻監(jiān)控、執(zhí)法記錄儀、無人機航拍視頻等多渠道多終端的接入，滿足多級應急指揮的需求。1.1重大應急指揮調度融合互通基于融合通信的應急指揮系統(tǒng)總體架構如圖1所示。本文設計的基于融合通信的應急指揮系統(tǒng)整合基礎平臺，對上與應用系統(tǒng)對接，對下連接各類終端，實現(xiàn)多渠道信息接入并有效支撐融合。系統(tǒng)通過豐富的開放接口支持多語音網(wǎng)絡、多終端語音、多視頻系統(tǒng)的全連接，實現(xiàn)固定電話、移動電話、各種集群終端、會議終端、視頻終端等不同終端設備之間的互聯(lián)互通。通過多種網(wǎng)絡融合的語音、視頻通信有效支撐重大應急事件處理，實現(xiàn)統(tǒng)一接報、統(tǒng)一指揮、聯(lián)合行動，為重大應急事件提供緊急救援服務及強有力的指揮保障，最終形成對特殊、突發(fā)和重要事件的有序、快速、高效的應急處理機制。系統(tǒng)服務器支持提供SDK（軟件開發(fā)工具包）接口，供第三方應用調用相關接口同系統(tǒng)互通，提升相關IT（互聯(lián)網(wǎng)技術）系統(tǒng)的業(yè)務處置能力?；谌诤贤ㄐ诺膽敝笓]系統(tǒng)在設計中將充分利用原有終端，并結合新建終端建立融合通信體系，完成對視頻會商、即時通信、集群對講、傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡、傳統(tǒng)視頻會議等系統(tǒng)的融合打通，充分實現(xiàn)應急指揮業(yè)務需求。系統(tǒng)全面接入集群對講語音、傳統(tǒng)電話語音、視頻監(jiān)控、視頻會議和移動無線傳輸?shù)榷喾N類型終端，通過即時通信功能實現(xiàn)群組內的高效溝通，打造一個隨時隨地高清可見、各種音視頻通信系統(tǒng)全融合的新型應急指揮系統(tǒng)。1.2系統(tǒng)總體架構的設計1）采用跨網(wǎng)融合通信技術突發(fā)事件的應急救援往往涉及不同區(qū)域多個部門的聯(lián)動協(xié)調指揮，融合通信系統(tǒng)的建設需要充分考慮網(wǎng)絡、圖像、通信、地理信息等多種資源的融合要求，跨網(wǎng)融合通信技術就非常重要。a）網(wǎng)絡層融合：有線/無線融合、專網(wǎng)/公網(wǎng)融合、集群網(wǎng)/數(shù)據(jù)網(wǎng)/語音網(wǎng)融合、窄帶/寬帶融合。b）多媒體融合：語音/短信/傳真/廣播/會議融合、圖片/視頻融合、錄音/錄像融合。c）多業(yè)務融合：內部通信融合、公眾通信融合、應急通信融合、GIS（地理信息系統(tǒng)）融合、應急系統(tǒng)融合、應用系統(tǒng)融合，實現(xiàn)以業(yè)務流程管理為核心、以動態(tài)實時的通信溝通為依托、以相關業(yè)務系統(tǒng)應用集成為支撐、以地理信息平臺為展現(xiàn)的智能化一體化的融合通信應急指揮系統(tǒng)。2）結合分布式技術分布式技術是一種計算機處理技術，能夠極大提升系統(tǒng)處理速度和性能。本系統(tǒng)結合分布式并行處理技術，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理效能。分布式存儲系統(tǒng)提供無限存儲能力，能夠很好適應業(yè)務數(shù)據(jù)的快速增長，而且支持存儲多種非結構化格式數(shù)據(jù)，并提供高冗余的存儲能力，提高數(shù)據(jù)安全及訪問能力。3）運用云計算技術系統(tǒng)運用云計算技術，在原有通信系統(tǒng)基礎上，針對存在的缺陷、隱患和不足，提出新一代基于NGN（下一代網(wǎng)絡）平臺的高速分組交換、云計算技術及多種無線技術融合的系統(tǒng)。系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的封閉交換結構在靈活組網(wǎng)過程中遇到的缺陷，采用完全不同的橫向組合模式，并實現(xiàn)無縫對接兼容?；凇霸啤钡娜诤贤ㄐ畔到y(tǒng)，對外呈現(xiàn)統(tǒng)一的入口，調度員、管理者獲取權限以后均通過此入口使用云端的資源。所有的調度業(yè)務、錄音、數(shù)據(jù)庫、視頻等，用戶經(jīng)由入口的統(tǒng)一門戶可以使用“云”中的各類服務，不同用戶的定制配置（如：調度臺界面設置、用戶權限信息、分組信息等）存儲在云系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，用戶登錄可以全網(wǎng)“漫游”，即用戶登錄系統(tǒng)不會由于地理位置的改變而造成操作上的變化。4）使用虛擬機技術基于融合通信的系統(tǒng)使用虛擬機技術實現(xiàn)對硬件的抽象，完成系統(tǒng)資源分配、調度及管理。系統(tǒng)軟交換平臺支持虛擬分區(qū)，將物理資源轉化為邏輯上可用作管理的資源。虛擬分區(qū)可以融合的其他應用系統(tǒng)提供的服務以及共享物理設備提供的基礎資源，無需重復建設，并且對外呈現(xiàn)友好統(tǒng)一界面，有利于進行集中維護管理。5）利用SOA架構和分布式部署采用SOA（面向服務的架構）支持將業(yè)務作為鏈接服務或可重復業(yè)務任務進行集成，同時發(fā)布各類應用支持分布式部署模式，系統(tǒng)應用支撐擴展和負載均衡。遵循國家應急指揮平臺標準，結合本項目的實際情況，以SOA技術架構為基準，制定出系統(tǒng)總體技術架構。6）基于組件化開發(fā)基于組件化開發(fā)的融合通信應急指揮系統(tǒng)具備更好的獨立性和復用性，組件作為統(tǒng)一處理復雜邏輯的應用單元大大提升了系統(tǒng)的效率，也使系統(tǒng)軟件質量得到很大提升，同時也提高了融合通信應急指揮系統(tǒng)的可靠性。2技術應用架構基于對融合通信應急指揮實際需求的分析，打造適合應急指揮要求的縱向橫向互通的融合通信應急指揮系統(tǒng)是一個融合多種通信資源的系統(tǒng)，系統(tǒng)技術架構的重點是多層次實時通信。系統(tǒng)結合當前物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等熱點技術，再運用計算機網(wǎng)絡、通信、音視頻圖像、GIS等多個方面的成果和經(jīng)驗，根據(jù)實際需求，突破信息孤島的壁壘，構建一個以融合通信為核心的綜合性應急指揮系統(tǒng)。系統(tǒng)在技術開發(fā)上將結合J2EE(Java2平臺企業(yè)版）規(guī)范，應用B/S（瀏覽器和服務器結構）與C/S（客戶機/服務器）相結合的模式，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，構造出具有高可用性、高可靠性的綜合應用。系統(tǒng)中應急業(yè)務管理系統(tǒng)采用B/S架構，采用組件開發(fā)技術和SOA的設計思想，便于業(yè)務功能調整與擴展，方便布署和維護。B/S多層體系結構是一種層次化系統(tǒng)體系，對各層重點進行松耦合分治管理。業(yè)務應用系統(tǒng)采用B/S多層體系結構具有易實現(xiàn)、安全可靠和分布式操作等一系列優(yōu)點。將各層功能嚴格分離開、分別進行設計，如果其中某一層發(fā)生變化，只需在該層修改即可不影響其他層，設計更加方便快捷，同時也確保了數(shù)據(jù)訪問安全。系統(tǒng)同時支持C/S和B/S架構的界面呈現(xiàn)，根據(jù)指揮中心、現(xiàn)場應急指揮部、車載等不同應用場景，提供滿足不同需求的用戶界面和承載設備，用戶根據(jù)分配到的不同調度權限以實現(xiàn)不同業(yè)務功能。專業(yè)應急救援隊伍配備專門的C/S架構應急通信系統(tǒng)軟件，可具備專用的應急指揮業(yè)務功能；常備應急人員通過在通用B/S架構平臺集成基礎的通信調度功能進行一般的應急調度業(yè)務。所有接入應急指揮通信系統(tǒng)的指揮操作終端之間，可實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)動態(tài)更新，并根據(jù)預先設置的權限，實現(xiàn)分級協(xié)同指揮調度?；谌诤贤ㄐ诺膽敝笓]系統(tǒng)技術架構如圖2所示，結合融合通信的層次結構，系統(tǒng)技術架構主要分為資源層、接入層、平臺層和應用層。1）資源層資源層包含了語音終端、視頻監(jiān)控、視頻會議終端、業(yè)務應用、單兵系統(tǒng)，以及后續(xù)基于以上系統(tǒng)擴容或新建的其他的音視頻系統(tǒng)。融合通信系統(tǒng)對于這些基礎的業(yè)務系統(tǒng)不是新建和替代，而是在利用這些資源實現(xiàn)原有業(yè)務功能的基礎上，采用基于服務的集成技術來整合集成，實現(xiàn)這些已經(jīng)建設完成的業(yè)務資源綜合調用。2）接入層資源層的各類系統(tǒng)通常涉及種類多樣，且同一類業(yè)務還可能存在不同制式、不同廠家的系統(tǒng)。接入層主要通過軟交換設備、音頻網(wǎng)關、集群網(wǎng)關、傳真服務器、編解碼器等設備，實現(xiàn)與各類系統(tǒng)的對接，以及媒體流的編解碼轉換與控制協(xié)議/信令的轉換。接入層通過SBC（會話邊界服務器）或VPN（虛擬專用網(wǎng)絡）穿透軟件實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)到政務外網(wǎng)（應急專網(wǎng)）的訪問。這些平臺可以屏蔽不同通信類型的差異，并向上層提供業(yè)務化的調用接口，封裝了對實體資源的訪問，使得上層平臺和應用調用與底層基礎資源之間形成調用依賴解耦。3）平臺層平臺層是整合融合通信應急指揮系統(tǒng)的核心，完成對通信資源的整合、綜合調用和業(yè)務控制，實現(xiàn)具體的應用業(yè)務邏輯。通過相應的綜合子系統(tǒng)業(yè)務服務模塊與接入層的軟交換設備、網(wǎng)關設備對接或直接和資源層的業(yè)務系統(tǒng)通過協(xié)議對接。平臺層一方面將接入的各類通信資源進行虛擬化，進行抽象化統(tǒng)一標識，實現(xiàn)資源的一體化融合。另外一方面，平臺層接受應用層的指令，進行操作邏輯具象化，并通過相應的綜合業(yè)務處理模塊控制接入的各類資源完成操作，如：撥打電話、調用監(jiān)控圖像、召開視頻會議等。同時，系統(tǒng)提供可視化交互模塊，為不同類型的用戶使用融合通信應急指揮系統(tǒng)提供入口，面向不同的用戶對象，提供三種用戶交互方式。a）面向指揮中心指揮調度和管理人員的指揮調度客戶端。b）面向移動應急指揮應用場景的客戶端。c）為第三方業(yè)務系統(tǒng)提供標準的API（應用程序接口），使得第三方業(yè)務系統(tǒng)在其業(yè)務使用過程中，可以方便、快捷、可靠地調用各類語音、視頻等多媒體業(yè)務。4）應用層應用層面向具體應用場景提供不同應用需求，本次項目建設主要包含4類應用。a）統(tǒng)一會控：基于“云通信錄”對接入的各類語音、監(jiān)控、會議等重點進行統(tǒng)一的業(yè)務調用和業(yè)務組合應用，滿足日常管理時的通信與信息獲取需求。b）統(tǒng)一調度：將接入的各類終端資源、業(yè)務資源利用差異化的圖標分類并關聯(lián)地理位置信息進行綜合呈現(xiàn)，提供基于地理信息的調度方式。以位置為關鍵索引，可視化地展現(xiàn)所需要調用的各類資源，為應急事件處理提供輔助決策。c）統(tǒng)一網(wǎng)管：實現(xiàn)對融合通信系統(tǒng)接入的各類資源、使用的各類網(wǎng)關、服務器進行統(tǒng)一的狀態(tài)監(jiān)控、拓撲管理、設備管理、安全管理。d）業(yè)務集成：融合通信系統(tǒng)可通過標準的API接口服務器與應急管理相關部門的相關業(yè)務系統(tǒng)集成，實現(xiàn)災情匯報、預警發(fā)布、應急監(jiān)測和指揮調度等功能。3系統(tǒng)功能賦能下的用戶互通方案本系統(tǒng)構建省、市、區(qū)（縣）三級級聯(lián)的應急指揮系統(tǒng)組網(wǎng)模式，并支持多級聯(lián)合部署。系統(tǒng)組網(wǎng)設計如圖3所示。系統(tǒng)采用逐層匯聚的方式形成一級、二級、三級多級組網(wǎng)。依托省、市、縣（區(qū)）多級應急通信網(wǎng)絡，融合通信應急指揮系統(tǒng)利用通信服務總線進行系統(tǒng)間互聯(lián)互通。第三級部署單獨系統(tǒng)，具備完整的業(yè)務功能，將音、視頻及數(shù)據(jù)上傳、匯聚到二級指揮通信系統(tǒng)，結合二級系統(tǒng)業(yè)務，形成以二級為中心的市二級/縣三級業(yè)務系統(tǒng)。二級系統(tǒng)將音視頻及數(shù)據(jù)進行上傳、匯聚到一級指揮通信系統(tǒng)，結合一級系統(tǒng)業(yè)務，形成以一級為中心的多級業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)分級分權部署、一級統(tǒng)一調度以及各區(qū)域的內部指揮調度。各級用戶根據(jù)分配到的不同調度權限以實現(xiàn)不同業(yè)務功能，不同級別的通信調度終端可以實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)動態(tài)更新，并根據(jù)預先設置的權限，實現(xiàn)分級協(xié)同指揮調度。1）上下級單位組網(wǎng)省應急指揮信息系統(tǒng)的底層支撐融合通信系統(tǒng)支持標準的SIP（會話初始化協(xié)議），可與其他上下級應急指揮通信系統(tǒng)實現(xiàn)多級組網(wǎng)（實現(xiàn)通信的互聯(lián)互通和主要調度指揮功能的透明組網(wǎng)），可實現(xiàn)有線、無線調度的同級及跨級的強插、強拆、組播、單呼等調度指揮功能，保證應急指揮指令的上傳下達、橫向貫通。在較大以上事件處置過程中應具備對其他節(jié)點的調度指揮功能、實現(xiàn)多路由迂回，保障通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和安全性。軟交換設備應支持程控與軟交換雙平面，在同一平臺中實現(xiàn)對兩套系統(tǒng)的支持（程控與軟交換），兩套系統(tǒng)間用戶的互聯(lián)互通，同時由程控系統(tǒng)向軟交換系統(tǒng)平滑升級過渡。良好的互通能力可與現(xiàn)網(wǎng)已建程控系統(tǒng)實現(xiàn)互通，增強指揮調度系統(tǒng)的健壯性，以保證調度指令的可靠傳達。2）橫向單位組網(wǎng)省應急指揮信息系統(tǒng)的底層支撐融合通信系統(tǒng)支持標準的SIP協(xié)議，支持與已有行業(yè)應急指揮通信系統(tǒng)進行融合對接、互聯(lián)互通，包括與原有安監(jiān)、應急辦、人防、消防、公安、醫(yī)療等通信平臺對接。基于標準SIP協(xié)議，通過IP直連SIP注冊的方式實現(xiàn)與不同廠家軟交換設備之間的語音互通，實現(xiàn)調度臺對固話、手機進行呼叫、編組、會議等功能。實現(xiàn)與其他部門應急指揮通信系統(tǒng)組網(wǎng)（實現(xiàn)通信的互聯(lián)互通和主要調度指揮功能的透明組網(wǎng)），可實現(xiàn)有線、無線調度的同級及跨級的強插、強拆、組播、單呼等調度指揮功能，保證