海河下游管理局成立于1980年10月，目前主要管辖海河下游地区的西河闸枢纽、屈家店枢纽、独流减河进洪闸、海河防潮闸、独流减河防潮闸5座水闸枢纽；海河河口、独流减河河口和杨柳青水文站、独流减河进洪闸水文站2个国家级重点水文站，对保障海河下游地区特别是天津市、北京市、河北省的防洪抗旱、挡潮、供水安全发挥着重要作用。

近年来，随着防汛抗旱、水文水资源和安全生产等各项业务工作的需要，海河下游管理局先后建成网络交换、语音通信、水情查询、工程视频、视频会议等网络和应用系统。由于水利行业的工作特点，各系统地理分散、功能独立，在现有条件下，研究如何将它们整合利用起来，最大限度地为防汛指挥服务颇具代表性。

式中:⊗表示向量之间的哈达玛积,σ(·)表示sigmoid函数:σ(x)=1/(1+e-x),W**表示任意两个单元之间的权值矩阵,b*表示某一单元的偏置。

（1）对PM2.5检测传感器进行调试，对其实际响应声光提示进行记录，烟雾采集数据、声光提示记录如表1所示。

1 防汛演习组织过程分析

防汛演习模型是一个分层清楚、分工明确的过程模型，如图1所示。

现代教育强调的是对于学生“核心素养”的培育，对于小学科学学科而言，通过激发学生的学习热情能够对这一目标的实现起到很好的助推作用，而科学学科要想显著提高学生学习兴趣，只能是推进教学与学生生活的融合。因此，小学科学教师一定要彻底改变以往照本宣经的教学方式，通过调整教学内容、创设生活情境以及布置生活化课后作业等多种手段，推进小学科学课程教学生活化的进程，从根本上培育学生的动手实践应用能力以及团队协作能力等，教师要引导和帮助学生主动将课堂内容运用到实践中，这样才能进一步推进学生课外活动生活化进程，助推学生核心素养培育。

其中，分析层主要从气象、工情、雨水情等专业角度采集基础数据，对照专业内容要求，做出相应的专项专业建议；中枢层主要结合实际情况综合各方面意见，根据权限流程发出调度指挥命令，并监督指令执行情况；执行层主要根据运行操作规程，严格执行调度运用命令，并及时反馈操作运行情况。这其中层级之间的关系一般是一对多和多对多的关系，也就是多场景、多指令、多结果的执行过程，而这整个过程始终离不开信息传输保障环境。

在会商进行中，主会场主持人根据演习脚本全程把控演习进程，播放演习脚本PPT，提示场景向导，起到整场演习统一时钟和推进器的作用。业务展示终端的操作人员，根据演习进程调出演习所需业务应用运行画面，并从各自专业角度做相应汇报讲解，以供综合决策参考。而会议中控系统的切换操作人员则根据演习内容，操纵AV矩阵和视频混合矩阵将相应的音视频源投送到本地显示屏或视频会议的双流远端，供主会场和分会场全体与会人员观看。

  

图1 防汛演习组织过程

多媒体会议控制系统由音频处理器、会议主机、视频信号源、投影系统、扩声系统、中央控制系统及多类型切换矩阵组成，实现各种信号源的灵活转换及投送控制。海河下游管理局多媒体会议控制系统（如图6所示）建成于2010年，配合视频会议系统一并运行，作为防汛视频会商的主控端。

2 防汛演习信息应用需求

防汛演习或指挥过程中的应用需求需要根据具体演习的任务和要求来确定。对信息系统的总体需求是准确、直观、高效、便捷、及时、安全，同时还要方便集中展示和共享推送。从目前较为广泛的应用出发，系统所具备的基本功能涵盖以下几个方面。

2.1 气象服务

基于WebGIS技术，将气象监测、分析、预报、预警等专业功能与基础地理空间信息结合起来以B/S 3层架构构建服务平台，并结合互联网技术实现在线可视化的气象信息服务。一般可通过公共气象服务或订制服务获得，如图2所示。

  

图2 中央气象台气象服务界面

2.2 水情查询

结合WebGIS技术，采用B/S架构，授权用户在不同软硬件环境下，对水雨情数据库进行远程访问，及时、准确地了解水雨情信息，为防汛防旱决策提供数据依据。其数据采集可以来自遥测、发报、人工导入及其它可信源输入。海河下游管理局水情查询系统（如图3所示）初建于2008年，2015年完成升级。

  

图3 水情查询系统界面

2.3 工程视频

8月份以来，我国部分省份发生非洲猪瘟疫情，各地畜牧兽医部门全力做好防控工作，强化关键措施落实，已发生的疫情均得到有效处置。但在疫情防控工作中，也存在个别畜牧兽医工作人员不依法履职甚至严重失职、渎职的现象，造成疫情处置不及时、跨区域传播等严重后果。为进一步严明纪律，切实做好非洲猪瘟疫情防控工作，日前，农业农村部制定了《非洲猪瘟疫情防控八条禁令》（以下简称“八条禁令”）。

  

图4 工程视频系统界面

2.4 视频会议

视频会议系统（如图5所示）是在实现双向高速通信网络的基础上，实现视频、音频和数据传输合一的综合网。该系统以其快速、高效的特点，实现多级视频会议会商和远程培训功能。海河下游管理局视频会商系统建成于2008年，覆盖局属五闸管理处和局机关并上接海委和水利部。

  

图5 视频会议系统结构

2.5 多媒体会议控制

为保证演习有的放矢[1]，在演习的准备过程中需要提出明确的演习任务和演习方案，并根据任务设定雨水情、工情等客观条件，制定详细的演习脚本（包括人员、内容、时长、分屏展示画面等）以及配套的演习场景向导，并进行必要的模拟演练，以达到各业务系统协调配合、步调一致的目的。

  

图6 多媒体会议控制系统结构

2.6 电传对讲

适应业务需要，将局处两级计算机外网网络分为广域网互联和局域网交换2个层次，统一规划地址资源、统一区分网络边界、统一互联网出口。同时，根据网络级别类型、应用重要程度、终端访问控制和网管安全需求，划分为不同功能区域（如图7所示），配备防火墙、网管系统、入侵检测、抗拒绝报务、漏洞扫描、网络行为、综合审计等安全设备，根据需要配置通信路由和安全策略，加强重要信息系统的安全防护措施。

2.7 网络和网管安全

电传对讲系统包括电话、传真和对讲机。其中，电话和传真系统所用语音交换机改造于2008年，支持TCP/IP协议，借助局域网独立组网；传真系统也适应防汛值守值班需要进行了改造，具备电子传真存档、群发传真和通知短信等功能。

目前主流工程视频均支持NVR技术和Onvif协议，系统前端摄像机完成视频信号采集，经编码器数字化压缩，以IPC网络摄像机身份入网交换，由NVR硬盘录像机汇集，向上再接入集中管理平台，实现跨网络大规模互联和级联。海河下游管理局工程视频系统（如图4所示）分2期集成，完成于2012年，经后期续建现有信息采集点约90余处，覆盖局属工程绝大部分区域。

  

图7 组网分区拓扑图

3 构建信息支持体系模型

以现有网络交换系统为主干，对各单位管理网络进行合理规划、区分边界，将工程视频、视频会议、语音通信、水情查询等系统按照相应技术要求分别部署在各自区域，各系统在平时使用独立地址编码，独立运行，互不干扰。

在构建防汛会商信息支撑体系（如图8所示）过程中，以视频会议系统为平台，通过视频会议多点控制单元（MCU）呼叫各分会场，组建会议，利用其具有的双视频功能（H.239）可将任意会场的终端显示画面（VGA）传送至会议画面进行共享。各分会场也可根据需要选择观看主视频和双流双拼画面或单双流画面。

  

图8 信息支持体系示意

想到这里张大娘躺不住了，起身穿戴整齐，从橱柜的篓子里摸出一个鸡蛋握在手上，仿佛将举行一场神秘的仪式，她走到田野上——接着就听见外面响起了张大娘的声音：

3.1.3 种子处理及播种 播种前晒种4～6 h，用10%的健植素1号水溶液浸泡30 min，或用0.1%高锰酸钾浸泡20～30 min，然后捞出用清水冲洗两三次，捞去秕籽，再用温水浸泡4～6 h后催芽。催芽温度控制在20～28℃，早晚用温水冲洗一遍，60%种子露白时即可播种。

当指挥调度指令拟成后，一般由2种方式发出，一种为会议系统画面传送，但这仅是会议进程提示并不作为正式指令下达；另一种为纸质电传，经由语音传真系统正式收发，用后归档。分会场接到指令后会第一时间完成指令流转处理，并根据指令要求组织现场运行人员开始工程运用操作，其间现场指挥调度通信需采用对讲机。而此时，主会场就要调出部署在工程周边的工程视频系统画面，直播工程运行实况，并通过双流转发给其它分会场，直至操作完成进入下一设计场景。

在整个演习过程中网络传输一直参与且担负着通信主干作用，加之为达到较好画面还原效果，视频资源传输一般又会占用较大带宽。因此，在广域网专线资源量有限的情况下，需要考虑必要的安全策略[2]，利用路由器、防火墙等技术手段，一方面屏蔽并非授源地址访问骨干设备，另一方面保障视频业务、语音通信业务和其它业务应用的优先权限，以满足防汛指挥业务需要。

江大亮进的货大都是从咱们这边进，老毛子的东西虽说货真价实，但利益不大，没什么赚头。从咱们这头进来的货那可就不同了，假冒伪劣应有尽有。江大亮真服了咱们这边造假的人了，信息特灵，那边什么走俏，咱们这边马上就跟着出来一批假冒的，以假乱真就连行家也很难分辩得清。说白了，在江大亮的店里真金白银的东西几乎没有。江大亮负责进货，那两个服务员负责卖货，卖了几年货的江大亮很聪明，柜台上摆出的货都记录得清清楚楚，每种首饰上面都贴着价格签，若想在货上做点手脚简直太难了。因此他就可以放心大胆地从布市到黑河来回穿梭。

4 不足和改进方向

目前，该信息支持模式作为重要的技术手段已经成功应用于多次综合性演习。其中，2015年参与局系统5个地域点位的预报、会商、调度、测流、抢险等共11个科目的综合演练，总用时约1.5 h，大大提高了对各现场的指挥效率。2016和2017年先后参与流域安全生产应急预案演练和水污染应急事件处置演练，作为分会场增加接收前端无人机和单兵视频采集回传画面。在演习中，为保障通信畅通、指挥有力、行动高效发挥了重要作用。但也必须看到，由于多数应用建设年代早、设计功能单一，这一体系的运用还存在一定的局限性，主要表现在以下几个方面。

（1）整体性和可扩展性不强。由于建设年代不一、技术路线各异，各应用系统之间各自为政，缺乏统一规划的WebGIS服务基础平台、兼容性高的图层属性数据库和模块化可扩展的业务服务。

（2）信息不对称。现有应用场景下，前方人员画面向主会场单向流动，音频回传须在分会场用对讲机转发，效果欠佳，影响指令响应。

（3）机动和应急能力弱。固定式视频采集设备受限于有线传输方式和安装位置，存在监控盲区，机动和应急能力弱。

针对第一个问题，应以水利信息化顶层设计[3]为遵循，将信息化涉及的各方面要素作为一个整体进行统筹考虑，以统一的基础性技术框架为平台，通过规范数据和业务应用系统模式来实现资源共享与业务协同，避免重复建设。

针对后两个问题，文献[4]讨论了“水利防汛应急指挥视频会商调度平台研究”的方案，提出了GDI信号采集、H.264二次编码和SIP协议广播分发的技术路线，突破独立系统条块限制，可融合摄像头、智能手机、PAD、PC、无人机所采集的多种音视频信息，并通过基于SIP的双向会话机制，呼入管理平台，从而实现与指挥中心或多人的同时视频对讲和视频调度，前景可期。但同时不容忽视的是随着大量视频源的涌入，如何识别、管理和运用好这些信息源，对调度者则提出了更高要求。

5 结语

防汛演习中信息支持体系的构建是在现有技术条件下，充分利用已有网络基础环境和业务应用，以视频会议系统双视频传输为平台，以多媒体视频会议控制为手段实现的，但这不是整个信息支持体系的全部。该体系之所以能够在多次实战演习中得以成功应用，发挥出准确直观、高效便捷的作用，更多的是与参加演习的业务应用功能充分实现和各层级职能人员之间的密切配合分不开的。可以说，人、知识、技术、应用、数据、网络共同耦合构建起这一信息支持体系，因此必须注重提高这一体系在技术上的可靠性、可用性和可扩展性，同时应更加注重提高演习执行人员的信息技术水平和协调配合能力。

参考文献

[1]徐向广.防汛综合演习的实践与探索[J].海河水利，2009（2）：42-43.

[2]朱跃龙，郭学俊，王志坚，等.省级防汛指挥系统模型研究[J].河海大学学报，2000（6）：70-73.

[3]艾萍，吴礼福，陈子丹.水利信息化顶层设计的基本思路与核心内容分析[J].水利信息化，2010（4）：9-12.

[4]王战友.水利防汛应急指挥视频会商调度平台研究[J].水利信息化，2013（4）：34-37.