基于IPv6的新一代應急聯(lián)動系統(tǒng)

應急聯(lián)動系統(tǒng)對一個城市的安全和穩(wěn)定有著重要的作用，是“城市的生命線”。隨著我國城市化進程的加快、城市人口密度與流動性加大，突發(fā)事件(如自然災害事件、事故災難事件、公共衛(wèi)生事件、社會安全事件等)的影響面越來越大，這些都為對應急聯(lián)動系統(tǒng)的功能和性能提出了更高的要求。

新一代應急聯(lián)動系統(tǒng)的需求

現(xiàn)有的應急聯(lián)動系統(tǒng)是一個典型的內部強耦合的分布式復雜智能系統(tǒng)。要使這樣一個系統(tǒng)協(xié)調有序地運行，必須建立高效的通信網絡系統(tǒng)，以實現(xiàn)系統(tǒng)內部繁重而緊密的通信聯(lián)系。應急聯(lián)動系統(tǒng)不僅涉及到大量的交通、安全、消防等監(jiān)控設備、以及各類人員通信終端和和車輛設備等，另外，還涉及到各種政府部門、交管部門、公安部門、公交調度部門等。這些通信實體涉及的信息點眾多，類型復雜。而現(xiàn)有的應急聯(lián)動系統(tǒng)大多是基于專網和各自獨立的IPv4 Intranet方式構成，通常使用各自使用的內部地址，通過NAT轉換實現(xiàn)互聯(lián)，因而難以實現(xiàn)信息點之間高效地端到端通信。

另外，傳統(tǒng)的IPv4網絡只能提供“盡力而為”的傳輸服務，而應急聯(lián)動系統(tǒng)經常需要在網絡上快速傳輸大量實時數(shù)據，尤其是多媒體數(shù)據，這些需求對數(shù)據傳輸?shù)耐掏侣�、幀間傳輸時延、誤碼率均提出較高的QoS要求，是IPv4網絡難以承受的。而IPv6網的三層交換普遍支持區(qū)分服務，可以對各類不同信息劃分不同類型和優(yōu)先級，借助Diffserv協(xié)議和流式交換降低時延敏感信包在路由器上的交換延遲，提高端到端的傳輸服務質量。更為重要的是，隨著信息技術的發(fā)展，應急聯(lián)動系統(tǒng)中將越來越多的增加各類車輛、手持設備、移動監(jiān)控設備等移動節(jié)點，這些通過無線和移動網絡的信息對于基于IPv4的網絡是難以實現(xiàn)的。

上述端到端的特點、多媒體信息的需求、以及移動的特點都使得基于IPv4的網絡協(xié)議難以滿足新一代應急聯(lián)動系統(tǒng)的要求，而與此同時，IPv6其本身的特點正好滿足了上述需求，IPv6針對IPv4的缺點不是簡單的升級，而是具有全新技術性能和應用概念的新設計。

基于IPv6的新一代應急聯(lián)動系統(tǒng)是由應急聯(lián)動指揮中心、應急聯(lián)動單位/部門和災害現(xiàn)場的移動指揮中心組成。應急聯(lián)動中心與各聯(lián)動單位/部門之間通過自主研發(fā)的通信平臺相連，通過自主研發(fā)的異構數(shù)據的信息交換平臺實現(xiàn)各應急聯(lián)動單位/部門間異構系統(tǒng)的應用集成與流程整合。應急聯(lián)動中心將涉及語音、數(shù)據和視頻處理。應急聯(lián)動單位/部門僅涉及數(shù)據的處理。應急聯(lián)動單位/部門將涉及公安、交通、消防、衛(wèi)生等主要單位/部門，災害現(xiàn)場的數(shù)據、語音和視頻信息通過CNGI試驗網傳送到應急聯(lián)動中心，來保證應急聯(lián)動指揮中心和災害現(xiàn)場之間的通信。

實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測、分析和預警

作為溝通客觀物理世界和主觀感知世界的載體與橋梁，無線傳感器網絡是信息獲取領域的一場技術革命，其最大優(yōu)勢在于能夠通過一組大冗余、低成本、簡單高效傳感器的協(xié)同工作，可以更直接、更精確的方式近距離地對環(huán)境信息進行全面監(jiān)測，進而實現(xiàn)對某一復雜環(huán)境或事件的精確信息感知能力。無線傳感器這種自組網的能力使其與傳統(tǒng)網絡相比，具有高可靠性、高抗毀性、隨需而設、即設即用等特點，尤其適合無法部署固定線路的突發(fā)公共安全事件場合，比如高速公路化學品泄漏、河流污染、礦山安全、地鐵、廣場等人群密集區(qū)域的火險及地震等突發(fā)災難事件需要網絡快速、靈活快速部署的場合。

圖1 基于無線傳感器網絡的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測、分析、預警系統(tǒng)

基于CNGI平臺的IPv6無線傳感器網絡是應急聯(lián)動系統(tǒng)密不可分的基礎信息采集環(huán)境。通過無線傳感器網絡對復雜環(huán)境和突發(fā)事件的精確信息感知能力，建設基于無線傳感器網絡的信息采集、分析和預警體系，一方面可以實現(xiàn)對突發(fā)災難性環(huán)境，如高速公路化學品泄漏、河流污染、礦山安全、地鐵、廣場等人群密集區(qū)域的火險及地震等災難事件的精確監(jiān)測；另一方面，可以將現(xiàn)場動態(tài)信息與應急聯(lián)動綜合數(shù)據庫和模型庫的各類信息融合，形成較為完備的事件態(tài)勢圖，對突發(fā)性危機公共安全的事件發(fā)展趨勢進行動態(tài)預測，進而為輔助決策提供科學依據，提高應急聯(lián)動系統(tǒng)保障公共安全和處置突發(fā)公共事件的能力，最大程度地預防和減少突發(fā)公共事件及其造成的損害。

整合與集成千變萬化的信息

應急聯(lián)動是一個具有工作移動性、突發(fā)性、緊急性強的行業(yè)，一線部門需要實時和數(shù)據中心交換信息，對人員、資源、預案等信息進行及時、迅速的查詢，特別是圖片和視頻的傳輸應用，能夠極大地提高災害事件的處置效率。

為了能夠實現(xiàn)應急聯(lián)動部門間異構系統(tǒng)的應用集成和流程整合，本項目采用的關鍵技術是DS異構數(shù)據的信息交換平臺，該平臺用于構建分布式應用的框架，面向應急管理及社會公共安全行業(yè)大型用戶及中小型系統(tǒng)集成商，以加速行業(yè)系統(tǒng)構建、提升行業(yè)系統(tǒng)質量為主要目標。異構系統(tǒng)集成中間件是一套完整的用于建立無線數(shù)據應用的集成化基礎架構軟件和開發(fā)平臺，產品采用業(yè)界先進的技術和開放的標準，可以運行在各種主流的系統(tǒng)和平臺之上，具有高性能和良好的擴展性能。通過先進的分布式應用架構，能夠十分方便地集成各種現(xiàn)有信息系統(tǒng)的現(xiàn)有資源，包括不同的系統(tǒng)平臺、數(shù)據庫、應用程序、服務、訪問設備等，快速地開發(fā)出建立在GPRS、CDMA、CDPD、短消息各種移動新型服務和應用之上優(yōu)質應用系統(tǒng)。

應急聯(lián)動系統(tǒng)部署與實施

基于CNGI網絡的社會應急聯(lián)動系統(tǒng)已經推廣應用于上海市、新疆烏魯木齊市、安徽合肥市、江蘇昆山市等城市。其系統(tǒng)基本結構主要包括8個子系統(tǒng)：電話接處警系統(tǒng)、計算機輔助決策系統(tǒng)、無線通信調度系統(tǒng)、實時圖像監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、電子記錄存儲系統(tǒng)、視頻音響保障系統(tǒng)、信息網絡傳輸系統(tǒng)等子系統(tǒng)。

接處警應用系統(tǒng)是應急聯(lián)動中心的核心部分，系統(tǒng)在保證“先進、實用、可靠”的前提下，與全市應急聯(lián)動單位實現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享；把接處警系統(tǒng)與GPS、有無線通信、視頻監(jiān)控、預案指揮等技術系統(tǒng)有機的結合在一起，形成“以計算機網絡為基礎，以有線、無線通信為紐帶，以接處警信息傳遞、處理為核心，以資源共享和計算機輔助決策為載體的綜合性系統(tǒng)工程”，從而提高應急聯(lián)動中心的指揮調度、輔助決策等綜合處置能力，滿足在復雜條件下指揮、調度、協(xié)調、處置城市不同種類和等級的突發(fā)事件的實戰(zhàn)需要。

圖2 應急聯(lián)動指揮調度系統(tǒng)部署與實施

巨大的市場空間

近年來突發(fā)事件頻繁，各級政府和相關行業(yè)部門都已將建設城市應急聯(lián)動與社會綜合服務系統(tǒng)提上了議事日程，這也為該項目帶來了巨大的市場發(fā)展空間。隨著 CNGI的建設步伐，基于CNGI的應急聯(lián)動系統(tǒng)的建設也將從實驗室走出，各地城市應急聯(lián)動系統(tǒng)將逐步基于IPv6網絡進行建設，總的來說市場前景和應用前景是廣闊的。

探索基于IPv6的新一代應急聯(lián)動系統(tǒng)，將不僅有助于改進政府對重大突發(fā)事件的快速反應能力和科學決策水平，而且有助于帶動國際國家標準的制定，進而帶動民族產業(yè)的高速發(fā)展，以加強我國在應急聯(lián)動國際領域的標準權和引導力。

作者：陳山枝 謝東亮 李晉 來源：中國教育和科研計算機網