基于IPv6的新一代应急联动系统

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应急联动系统对一个城市的安全和稳定有着重要的作用，是“城市的生命线”。随着我国城市化进程的加快、城市人口密度与流动性加大，突发事件(如自然灾害事件、事故灾难事件、公共卫生事件、社会安全事件等)的影响面越来越大，这些都为对应急联动系统的功能和性能提出了更高的要求。       新一代应急联动系统的需求
　　现有的应急联动系统是一个典型的内部强耦合的分布式复杂智能系统。要使这样一个系统协调有序地运行，必须建立高效的通信网络系统，以实现系统内部繁重而紧密的通信联系。应急联动系统不仅涉及到大量的交通、安全、消防等监控设备、以及各类人员通信终端和和车辆设备等，另外，还涉及到各种政府部门、交管部门、公安部门、公交调度部门等。这些通信实体涉及的信息点众多，类型复杂。而现有的应急联动系统大多是基于专网和各自独立的IPv4 Intranet方式构成，通常使用各自使用的内部地址，通过NAT转换实现互联，因而难以实现信息点之间高效地端到端通信。
　　另外，传统的IPv4网络只能提供“尽力而为”的传输服务，而应急联动系统经常需要在网络上快速传输大量实时数据，尤其是多媒体数据，这些需求对数据传输的吞吐率、帧间传输时延、误码率均提出较高的QoS要求，是IPv4网络难以承受的。而IPv6网的三层交换普遍支持区分服务，可以对各类不同信息划分不同类型和优先级，借助Diffserv协议和流式交换降低时延敏感信包在路由器上的交换延迟，提高端到端的传输服务质量。更为重要的是，随着信息技术的发展，应急联动系统中将越来越多的增加各类车辆、手持设备、移动监控设备等移动节点，这些通过无线和移动网络的信息对于基于IPv4的网络是难以实现的。
　　上述端到端的特点、多媒体信息的需求、以及移动的特点都使得基于IPv4的网络协议难以满足新一代应急联动系统的要求，而与此同时，IPv6其本身的特点正好满足了上述需求，IPv6针对IPv4的缺点不是简单的升级，而是具有全新技术性能和应用概念的新设计。
　　基于IPv6的新一代应急联动系统是由应急联动指挥中心、应急联动单位/部门和灾害现场的移动指挥中心组成。应急联动中心与各联动单位/部门之间通过自主研发的通信平台相连，通过自主研发的异构数据的信息交换平台实现各应急联动单位/部门间异构系统的应用集成与流程整合。应急联动中心将涉及语音、数据和视频处理。应急联动单位/部门仅涉及数据的处理。应急联动单位/部门将涉及公安、交通、消防、卫生等主要单位/部门，灾害现场的数据、语音和视频信息通过CNGI试验网传送到应急联动中心，来保证应急联动指挥中心和灾害现场之间的通信。
　　实现现场环境监测、分析和预警
　　作为沟通客观物理世界和主观感知世界的载体与桥梁，无线传感器网络是信息获取领域的一场技术革命，其最大优势在于能够通过一组大冗余、低成本、简单高效传感器的协同工作，可以更直接、更精确的方式近距离地对环境信息进行全面监测，进而实现对某一复杂环境或事件的精确信息感知能力。无线传感器这种自组网的能力使其与传统网络相比，具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即设即用等特点，尤其适合无法部署固定线路的突发公共安全事件场合，比如高速公路化学品泄漏、河流污染、矿山安全、地铁、广场等人群密集区域的火险及地震等突发灾难事件需要网络快速、灵活快速部署的场合。

图1  基于无线传感器网络的现场环境监测、分析、预警系统

　　基于CNGI平台的IPv6无线传感器网络是应急联动系统密不可分的基础信息采集环境。通过无线传感器网络对复杂环境和突发事件的精确信息感知能力，建设基于无线传感器网络的信息采集、分析和预警体系，一方面可以实现对突发灾难性环境，如高速公路化学品泄漏、河流污染、矿山安全、地铁、广场等人群密集区域的火险及地震等灾难事件的精确监测；另一方面，可以将现场动态信息与应急联动综合数据库和模型库的各类信息融合，形成较为完备的事件态势图，对突发性危机公共安全的事件发展趋势进行动态预测，进而为辅助决策提供科学依据，提高应急联动系统保障公共安全和处置突发公共事件的能力，最大程度地预防和减少突发公共事件及其造成的损害。
整合与集成千变万化的信息
　　应急联动是一个具有工作移动性、突发性、紧急性强的行业，一线部门需要实时和数据中心交换信息，对人员、资源、预案等信息进行及时、迅速的查询，特别是图片和视频的传输应用，能够极大地提高灾害事件的处置效率。
　　为了能够实现应急联动部门间异构系统的应用集成和流程整合，本项目采用的关键技术是DS异构数据的信息交换平台，该平台用于构建分布式应用的框架，面向应急管理及社会公共安全行业大型用户及中小型系统集成商，以加速行业系统构建、提升行业系统质量为主要目标。异构系统集成中间件是一套完整的用于建立无线数据应用的集成化基础架构软件和开发平台，产品采用业界先进的技术和开放的标准，可以运行在各种主流的系统和平台之上，具有高性能和良好的扩展性能。通过先进的分布式应用架构，能够十分方便地集成各种现有信息系统的现有资源，包括不同的系统平台、数据库、应用程序、服务、访问设备等，快速地开发出建立在GPRS、CDMA、CDPD、短消息各种移动新型服务和应用之上优质应用系统。
应急联动系统部署与实施
　　基于CNGI网络的社会应急联动系统已经推广应用于上海市、新疆乌鲁木齐市、安徽合肥市、江苏昆山市等城市。其系统基本结构主要包括8个子系统：电话接处警系统、计算机辅助决策系统、无线通信调度系统、实时图像监控系统、大屏幕显示系统、电子记录存储系统、视频音响保障系统、信息网络传输系统等子系统。
　　接处警应用系统是应急联动中心的核心部分，系统在保证“先进、实用、可靠”的前提下，与全市应急联动单位实现互联互通、信息共享；把接处警系统与GPS、有无线通信、视频监控、预案指挥等技术系统有机的结合在一起，形成“以计算机网络为基础，以有线、无线通信为纽带，以接处警信息传递、处理为核心，以资源共享和计算机辅助决策为载体的综合性系统工程”，从而提高应急联动中心的指挥调度、辅助决策等综合处置能力，满足在复杂条件下指挥、调度、协调、处置城市不同种类和等级的突发事件的实战需要。

图2 应急联动指挥调度系统部署与实施

巨大的市场空间
　　近年来突发事件频繁，各级政府和相关行业部门都已将建设城市应急联动与社会综合服务系统提上了议事日程，这也为该项目带来了巨大的市场发展空间。随着 CNGI的建设步伐，基于CNGI的应急联动系统的建设也将从实验室走出，各地城市应急联动系统将逐步基于IPv6网络进行建设，总的来说市场前景和应用前景是广阔的。
　　探索基于IPv6的新一代应急联动系统，将不仅有助于改进政府对重大突发事件的快速反应能力和科学决策水平，而且有助于带动国际国家标准的制定，进而带动民族产业的高速发展，以加强我国在应急联动国际领域的标准权和引导力。