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基于宽带集群的分布式 可视化指挥调度系统研究应用

2019年05月15日 来源 :中国人民防空杂志

 人防“三位一体”指挥通信平台日趋完善,但仍存在通信方式不健全、资源共享不对称、可视化调度不均衡等问题,很大程度上制约了机动指挥所的指挥调度能力。通过建立基于宽带集群的分布式可视化指挥调度系统,实现机动指挥所与固定指挥所的网络无缝衔接,提升资源调度水平,提高机动组织指挥效能。

完善的指挥平台、健全的通信网络、高度的资源融合、快捷的调度方式、安全的保密措施是发挥人防信息化系统履行“战时防空、平时服务、应急支援”使命任务的关键。近年来,人防信息化建设得到了长足发展,各级人防“三位一体”指挥通信平台基本建成,县级“三位一体”指挥所也列入全省人防信息化建设“十三五”发展规划,为实现全省人防指挥通信平台省市县三级联网奠定了基础。

机动指挥所现状分析

由于历史规划、技术体制、标准规范等原因,机动指挥所与固定指挥所在通信网络方面还不健全,还停留在传统的点对点音视频联通,存在带宽窄、信号少、互动差等突出问题。机动指挥所在进行跨区拉练、装备展示、训练演练及应急保障过程中,主要发挥了将现场信息回传固定指挥所的通信功能,而在现场调取固定指挥所资源的能力却很有限,无法有效发挥机动指挥所的组织指挥效能。

通信方式不健全。机动指挥所与固定指挥所之间的通信方式主要包括微波、超短波、短波、北斗、卫星、3G/4G等,通信方式尚不健全,调度功能未能充分发挥。其中,短波、超短波、北斗由于带宽过窄,只能传输音频、短报文或数字文件等;微波、卫星、3G/4G属于点对点的音视频传输,无法实现快速组网和灵活的集群调度。

资源共享不对称。在“三位一体”指挥平台中,基本指挥所和地面应急指挥中心功能完善,网络健全,彼此间资源共享较为充分。在指挥体系中,机动指挥所成了固定指挥所的“信息采集车”,主要用于将现场信息回传到固定指挥所,单向传输功能较为突出,而从固定指挥所可调取的资源相对较少。

组网调度不灵活。机动指挥所与固定指挥所在通信过程中,无论是通过微波、4G还是卫星,都是点对点通信,或是利用MCU进行组网,组网能力弱,无法满足各系统之间互联互通需求,且均需要通信双方相互配合,进行音视频资源的调度与切换。这种传统模式,无法满足在应急指挥通信保障中的自适应组网、集群调度、自主调取和灵活指挥需求。

建设分布式网络

机动指挥所要自由调度固定指挥所信息资源,有效发挥机动指挥所在指挥现场的组织指挥能力,在固定指挥所建设全网络、纯数字、扁平化的分布式网络是基础。分布式网络是人防信息化网络建设的重要方向,已在很多行业领域普及推广,在实际应用中具备网络延伸快、传输距离远、信号类型多、资源共享高等特点。

通过建设分布式网络,指挥所内部所有音视频资源通过IP或编码器都可实现数字化网络传输,任意数据源(包括网络监控、会议终端、图传、电台、操作PC、会议话筒、调音台、音频处理器等)可以在网络的任意位置获取,数据信息也可在任意位置展示(大屏显示、声音监听、数据发送)。所有数据信息在分布式网络中形成一个资源池,池中的资源位置是透明的,网络延伸到哪里,资源就共享到哪里,根据不同的用户权限可自由调取特定资源,与调用本地资源完全相同。

建设宽带集群通信

宽带多媒体集群通信LTE是近年来刚刚应用于人防信息传输系统的无线通信网络,是“一网”中的新生力量。对进一步完善人防通信网络,提升应急指挥现场的快速组网和集群指挥调度能力,实现固定与机动指挥所的网络无缝衔接起到了重要作用。宽带集群具有速率高、带宽大、传输远、终端多、易扩展、自适应、安全可靠等技术特点。

固定指挥所和机动指挥所是两个相对独立的资源池,以往资源共享程度较低,仅限于点对点的音视频数据联通,不适应资源共建、信息共享原则,没有实现资源汇聚和一体化调度。宽带多媒体集群具有较强的跨网接入能力,利用各种交换设备,如红网交换机,公网网关(由国家永乐国际统一配备),又可利用纯IP的方式扁平化的与各种专用/公用网络平滑对接,最大限度满足各系统之间互联互通。通过建设宽带集群,两个资源池有效融为一体,将固定指挥所的分布式网络跨越式延伸到机动指挥所,使“三位体”指挥平台高效整合,实现统一网络、统一资源、统一调度。

传统的无线通信网络,带宽窄,组网能力弱,只能实现点对点通信业务,无法满足各系统之间互联互通的需求。宽带多媒体集群网络为点对多点通信方式,带宽可达60M,最大能支持1500部终端同时在线,且接入业务类型丰富,包括高清视频、集群音视频、数据传输、短信、图片等,可同时传输多路高清视频图像。同时,宽带集群具有自组网、自适应特点,只要是在基站覆盖范围内,室外型CPE、手持终端、图传单兵等设备均可自行入网,带宽高,时效性强,满足指挥现场的灵活组网和指挥调度需求。

应用可视化指挥调度系统

可视化指挥调度系统采取B/S架构,基于人防分布式网络构建,是一套集音频业务、视频业务、数据业务、图形业务为一体的应急可视化调度系统,实现人防“三位一体”指挥平台上下联动、左右联通,满足战时人防指挥和平时防灾应急处置需要。该系统具有低耦合、高稳定、易扩容的特点,做到了网络互通、显示互联,具有资源的横向扩张性、融合性,为后期信息化业务发展提供基础。

可视化调度系统,具有灵活方便的信号窗口管理能力,丰富多样的显示模式,可同时同屏展示多路不同会场、不同网络、不同类型的信号源,实现点对多点的灵活组网,增强各资源间的协同作业和联合指挥能力。信号源的管理、漫游、切换等操作直观灵活,可方便地进行预案编制、保存、修改和删除,设置不同的预案,适应不同的现场保障需求,有效提高应对突发事件的应急处置时效。

提升机动组织指挥效能

通过建设基于宽带集群的分布式通信网络,可实现跨网络、跨区域、跨级别,将“三位一体”指挥平台的要素有机融为一个资源池。采用可视化指挥高度系统,可将人防指挥中心要素信息网络汇聚、远程推送,不需要远端人员协助配合,实现在人防通信网络的任意端点方便灵活的调用资源池中的各种信息资源,为科学准确的组织指挥提供基础和依据。

今年,通过建设多处固定基站和补盲基站,泰安市将全面建成覆盖全市范围的宽带集群通信网络。由于分布式网络的易扩展性,可将分布在每一个角落的独立式网络融为一体,汇聚成一个庞大的分布式网络系统。机动指挥所只要是在网络覆盖范围内,可随时随地调度各类指挥资源,极大丰富了调度资源,有效提高了机动指挥所现场的组织指挥能力,为全面履行“战时防空、平时服务、应急支援”使命任务奠定坚实基础。

(作者:牛继来   山东省泰安市人防信息保障中心)