基于云计算技术的城市应急平台建设方案.docx

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基于云计算技术的城市应急平台建设方案

基于云计算技术的

城市公共应急指挥综合平台

建设方案

2013年9月

目录

第1章.城市应急云建设背景3

1.1建设背景3

1.2建设规划4

1.2.1关键技术研究与应用示范项目4

1.2.2方案目标及定位5

第2章.现状与挑战6

第3章.建设依据及原则7

第4章.建设方案及关键技术9

4.1城市综合应急系统体系架构9

4.2城市公共应急总体架构图11

4.2.1基础设施层12

4.2.2综合运营平台层12

4.2.3数据层13

4.2.4应用支撑层13

4.2.5业务应用层13

4.2.6展示层13

4.3网络拓扑图14

4.4城市公共应急云综合运营平台建设15

4.4.1建设方案15

4.4.2数据库建设16

4.5计算资源池建设18

4.5.1建设方案18

4.5.2城市公共应急云综合应用系统21

4.6存储系统建设24

4.7云资源管理平台25

4.8基于云安全管理平台建设26

4.9公共应急系统灾备中心建设27

第5章.方案价值28

第1章.城市应急云建设背景

1.1建设背景

目前，我国正面临经济和社会发展的重要机遇期，同时也是实施我国现代化建设第三步战略部署的关键时期，保持长期和谐稳定的社会环境与安定团结的局面是我国面临的重要任务之一。

国务院非常重视应对突发公共事件的预防和处理能力，把自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全事件一并列为突发公共事件。

我国每年因突发公共事件造成的人员伤亡逾百万，综合经济损失高达数千亿元。

我国是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，我国有70%以上的大城市、半数以上的人口、75%以上的工农业生产值，分布在气象、海洋、洪水、地震等灾害严重的沿海及东部地区。

党的十六届六中全会通过的《中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定》明确提出，“要按照预防与应急并重、常态与非常态结合的原则，建立统一高效的应急信息平台”；《国务院关于全面加强应急管理工作的意见》（国发〔2006〕24号）明确，“加快国务院应急平台建设，完善有关专业应急平台功能，推进地方人民政府综合应急平台建设，形成连接各地区和各专业应急指挥机构、统一高效的应急平台体系”。

《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》、《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》和《国家突发公共事件总体应急预案》以及《“十一五”期间国家突发公共事件应急体系建设规划》（国办发〔2006〕106号）也都对应急平台体系建设作出了相应部署。

1.2建设规划

为落实《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家突发公共事件总体应急预案》，2006年国家编制完成了《“十一五”期间国家突发公共事件应急体系建设规划》。

规划中明确了应急体系建设的指导思想、建设原则、建设目标、主要建设任务和政策导向，对全国各地区、行业、企业和社会层面突发公共事件应急体系建设进行统一部署和统筹规划。

规划中提出了十大建设项目，涉及预测预警、应急平台体系、应急队伍、物资保障、紧急运输、通信保障、科技支撑、培训与演练、应急管理示范等方面。

其中国家应急平台体系建设项目在十大项目中起着全局性和指导性的作用，能够将其他项目贯穿并为其他项目提供保障。

1.2.1关键技术研究与应用示范项目

围绕国家突发公共事件应急体系建设，2006年下半年，国家启动了《国家应急平台体系关键技术研究与应用示范》项目。

项目通过开展科技攻关，充分利用现有应急资源，完成国务院应急平台和国家应急平台体系关键技术研发，建立应急技术标准体系，研发应急平台的基础支撑系统、综合应用系统、移动应急平台和安全保障体系，从技术上实现与应急管理工作流程相一致的各项功能，完成部门和省级应急平台的技术示范。

1.2.2方案目标及定位

城市公共应急指挥系统建设主要包括应急指挥场所建设、应急指挥基础支撑系统建设、突发事件现场采集系统建设、应急综合应用系统建设、移动指挥平台建设、城市公共应急综合运营平台和综合应急数据库系统建设等内容，城市公共应急指挥系统是一项复杂系统，建设完成完整的应急指挥平台能够满足同时处置多起特别重大突发公共事件的需要。

其主要功能包括信息采集、风险隐患监测防控、预测预警、智能方案、指挥调度、应急资源信息管理、综合业务管理。

应急平台平时满足应急值守需要，与各级关部门应急平台保持24小时联络畅通；可实时接报特别重大和重大突发公共事件信息、特别重大突发公共事件预测预警信息、现场图片、音视频、数据等多媒体信息；利用空间地理信息系统进行快速定位，在大屏幕上显示叠加人口分布、救援力量等事件相关信息的电子地图，以及现场实时图像；通过利用数据库系统进行智能检索，利用预测预警系统进行综合研判，生成形势分析报告报送有关领导同志，并对事态发展进行持续跟踪，及时传达市领导同志的批示、指示，并进行督办。

应急平台以“平战结合”为建设理念，平时可以满足应急管理工作的需要，包括日常办公、预案推演、物资管理、会议召开等，战时可以满足各类数据的汇总与显示、智能辅助分析、决策指挥调度、队伍与物资部署等，实现突发事件应急指挥的工作需要。

城市公共应急指挥综合运营平台重点围绕城市公共应急现场采集系统、应急综合应用系统、应急指挥综合数据库、移动指挥平台建设等提供整体的运营支撑。

城市公共应急指挥综合运营平台作为城市公共应急指挥系统重要基础平台，在整个应急指挥系统建设中占有重要的作用。

根据多年在基础平台建设的经验，重点研究如何提供开放、主流、标准的综合支撑运营平台，为专业的城市公共应急指挥系统提供良好的运营环境。

随着信息化技术的不断发展，人们越来越考虑如何构建高效的、综合的支撑平台，使得整个系统运行效率更高，资源更加有效利用等成为未来系统建设重点因素。

云计算技术的发展为上述问题提供了有力的解决办法，它将高效的整合数据中心的软硬件资源，通过集中的建设和管理手段达到良好的建设效果。

作为云计算领域的领导者，在云计算项目的建设具有丰富的建设和运营经验及深刻的技术积累，将充分利用技术和经验，为城市应急指挥提供高效、标准、开放的综合支撑平台。

第2章.现状与挑战

目前，我国正面临经济和社会发展的重要机遇期，同时也是实施我国现代化建设第三步战略部署的关键时期，保持长期和谐稳定的社会环境与安定团结的局面是我国面临的重要任务之一。

国务院非常重视应对突发公共事件的预防和处理能力，把自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全事件一并列为突发公共事件。

我国每年因突发公共事件造成的人员伤亡逾百万，综合经济损失高达数千亿元。

总结起来，我国的突发公共事件有如下几个特点：

第一，灾害种类多、发生频度高、分布广、损失严重。

我国是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，我国有70%以上的大城市、半数以上的人口、75%以上的工农业生产值，分布在气象、海洋、洪水、地震等灾害严重的沿海及东部地区。

第二，重大、特大事故时有发生。

近几年，全国每年发生的各类事故造成十多万人死亡，数十万人受伤，直接和间接经济损失在千亿元以上。

第三，多种传染病尚未得到有效遏制。

据统计，全球新发现的30余种传染病已有半数在我国发现，有些还造成了严重后果，如非典和高致病性禽流感疫情等。

第四，影响国家安全和社会稳定的因素依然存在。

在一些地方，恶性刑事案件时有发生；由人民内部矛盾引发的群体性事件也明显增多。

在今后的五到十年，是我国社会经济发展的关键时期，也是各种矛盾的凸显期。

各种自然的、社会的和技术的安全风险将交织并存，公共安全面临着更加严峻的形势与挑战。

突发公共事件给人民生命和财产带来重大损失，制约国民经济全面协调可持续发展。

毋庸置疑，强大的突发公共事件应急处置能力是减小损失、创造良好社会环境的关键。

第3章.建设依据及原则

●《中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定》（中发（2006）19号）

●《中华人民共和国突发事件应对法》（2007年8月30日第十届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过）

●《国务院关于实施国家突发公共事件总体应急预案的决定》（国发（2005）11号）

●《国务院关于全面加强应急管理工作的意见》（国发（2006）24号）

●《"十一五"期间国家突发公共事件应急体系建设规划》（国办发（2006）106号）

●《关于加强信息资源开发利用工作的若干意见》（中办发（2004）34号）

●《国务院办公厅关于"十一五"期间国家突发公共事件应急体系建设规划的实施意见》（国办函（2007）68号）

●《国家应急平台体系建设技术要求（试行）》（国务院应急办函（2007）98号）

●《关于印发"国家应急平台体系建设指导意见（试行）的通知"》（国务院应急办函（2007）108号）

●《广东省突发公共事件总体应急预案》

●《广东省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》

●《突发公共事件总体应急预案》

●关于印发《广东省各市（行署）政府应急平台建设指导意见》的通知（黑政应急函[2011]3号）

第4章.建设方案及关键技术

4.1城市综合应急系统体系架构

国家应急平台体系包括国务院、省级和部门应急平台，以及依托中心城市辐射覆盖到城乡基层的面向公众紧急信息接报平台和信息发布平台。

国家应急平台体系结构示意图如下：

图：

国家应急平台体系结构示意图

1．国务院应急平台平时满足国务院值守应急需要，与各地区、各有关部门应急平台保持联络畅通；可实时接报特别重大、重大突发公共事件信息和现场图像，以及特别重大突发公共事件预测预警信息。

特别重大突发公共事件发生时，领导同志可以在国务院应急指挥厅召开会议，察看事发现场情况，进行异地会商，调用地方和部门应急平台的数据和相关资料，对事态发展进行仿真模拟和分析，实施指挥调度等。

国务院应急平台是国家应急平台体系的中心，能够满足值守应急、信息汇总、综合协调等应急管理业务需要，以及同时处置多起特别重大突发公共事件的需要。

具有风险隐患监测、综合预测预警、信息接报与发布、综合研判、辅助决策、指挥调度、应急保障、应急评估、模拟演练和综合业务管理等功能。

2．部门应急平台（含专项应急指挥系统）应针对本行业或本领域突发公共事件信息的接报处理、跟踪反馈和应急处置等应急管理工作需要，建设并完善本系统专业应急平台，与相关应急平台实现互联互通，重点完成预测预警、信息报告、综合研判、指挥调度和异地会商等功能，按照国务院应急平台要求完成有关任务，提供国务院应急平台所需的专业数据和实时图像等信息。

部门应急平台针对本部门或本领域突发公共事件信息的接报处理、跟踪反馈和应急处置等应急管理需要，建设并完善本系统专业应急平台，与相关应急平台实现互联互通，重点完成预测预警、信息报告、指挥调度和异地会商等功能，并能够向国务院应急平台提供专业数据和实时图像等信息

3．省级应急平台应首先满足本地区应急管理工作需要，实现与国务院应急平台、国务院有关部门应急平台以及省级有关部门应急平台、地市级和县级应急平台互联互通，重点实现监测监控、信息报告、综合研判、指挥调度、移动应急平台和异地会商等主要功能。

按照国务院应急平台要求完成有关任务，提供国务院应急平台所需的相关数据、图像、语音和资料等。

可根据有关规定，向国务院有关部门提供相关资料。

省级应急平台在满足本地区应急管理需要的基础上，实现与国务院应急平台、部门应急平台以及省级有关部门应急平台、地市级和县级应急平台的互联互通，重点实现综合协调、监测监控、信息报告、综合研判、调度指挥、异地会商和现场图像采集等主要功能，并能够向国务院应急平台提供数据、图像、资料等。

4．地市级、县级应急平台是国家应急平台体系的基础，要结合实际，重点实现监测监控、信息报告、综合研判、指挥调度等功能。

特别要采取多种方式和途径，获取现场图像信息并及时上报，提供上级应急平台所需的相关数据、图像、语音和资料等。

特别重大突发公共事件发生时，可以直接向国务院应急平台和省级应急平台报送现场图像等有关信息。

具体由各地区规划投资建设。

根据需要，国务院、省级（含市地）和部门应急平台等可与同级军队（武警）应急平台互联，国务院和部门应急平台可与国际应急机构联接。

国家应急平台体系还应与《“十一五”期间国家突发公共事件应急体系建设规划》的其他建设项目进行衔接。

其中，“国家突发公共安全事件预警信息发布系统”和“国家公用应急卫星通信网络”的建设成果将直接被国家应急平台体系集成或使用，其它需要与国家应急平台体系互联互通的国家应急资源基地包括：

8个国家陆地搜寻与救护基地、国家核生化应急求援基地、国家应急物资保障系统、12个国家空中紧急运输服务基地、2-3个国家应急管理人员培训基地。

4.2城市公共应急总体架构图

与国家应急平台体系中各级应急平台的组成类似，主要由基础设施层、数据层、应用支撑层、业务应用层、访问层、安全保障体系和法规与标准规范体系等组成。

应急平台组成如下图所示：

图：

总体架构图

4.2.1基础设施层

基础设施层的建设内容包括：

应急指挥场所、移动应急平台（利用现有资源）、基础支撑系统。

4.2.2综合运营平台层

城市公共应急指挥综合运营平台层是在云基础设施的基础上，为了实现动态资源池的构建，通过虚拟化技术对基础设施（网络、服务器和存储设备等）进行资源池化，通过自主可控的云计算操作系统，实现云计算中心的服务管理及业务管理的统一管理，提高运维及运营的效率。

4.2.3数据层

数据层包括应急数据库系统。

应急数据库是系统建设的重要基础成果，包括基础信息库、地理信息库、事件信息库、预案库、知识库、模型库、案例库、文档库，以支撑应急指挥为目的。

4.2.4应用支撑层

应用支撑层作为支撑业务应用系统的中间层，包括GIS展示服务、工作流服务、报表服务。

4.2.5业务应用层

业务应用层部署应急应用系统，包括：

数字化预案管理及推演系统、风险隐患监测系统、应急辅助决策系统、指挥调度系统、预测预警系统、应急保障系统、应急平台门户、值守应急与应急资源管理系统改造。

4.2.6展示层

展示层包括：

应急门户、显示屏以及移动应急设备终端。

4.3网络拓扑图

整个城市公共应急指挥综合运营平台网络体系主要包括城市公共应急指挥数据中心网络建设、公共应急指挥中心网络接入、城市公共应急系统协同部门网络接入和突发事件现场应急信息采集无线网络接入。

城市公共应急指挥中心网络接入整体采用千兆网络，由数据中心统一向指挥中心提供应急指挥系统服务输出。

城市公共应急指挥系统协同部门均为政府相关业务部门，未来保证突发事件发生时，各业务部门联动，通过电子政务网接入到全市公共应急指挥中心。

突发事件发生时，现场信息通过执法人员的信息采集终端进行一手信息的采集，采集到的信息通过2G、3G无线网络接入到公共应急数据中心。

针对城市应急指挥中心数据中心来讲，将搭建四套网络系统：

业务网、心跳网、管理网和存储网络。

其中业务网、心跳网、管理网网络带宽均为千兆，存储网络包括SAN存储网络和基于万兆以太网的非结构化数据存储网。

4.4城市公共应急云综合运营平台建设

4.4.1建设方案

随着计算机硬件技术的高速发展，x86服务器以其高性能和低廉的价格而倍受广大客户青睐，在企业级应用场合，为了追求更高的性能及可用性，大多采用计算机集群技术来实现，即将多台服务器联合起来组成集群来实现综合性能优于单个大型服务器的技术，这种技术不但能满足应用的需要，而且大幅度的节约了投资成本。

数据库集群技术与单一数据库服务器相比其优势如下：

●单一数据库服务器模式下，在业务量提高的同时，数据库的访问量和数据量快速增长，其处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担；

●单一数据库服务器模式下，若因处理能力不足而扔掉现有设备，做大量的硬件升级，势必造成现有资源的浪费，且下一次业务量提升时，又将面临再一次硬件升级的高额投入；然而，通过组建集群数据库系统，可以实现数据库的负载均衡及持续扩展，在需要更高数据库处理速度时，只要简单的增加数据库服务器就可以得到扩展；

●数据库作为信息系统的核心，起着非常重要的作用，单一设备根本无法保证系统的持续运行，若发生系统故障，将严重影响系统的正常运行，甚至带来巨大的经济损失；通过组建数据库集群，可以实现数据库的高可用，当某节点发生故障时，系统会自动检测故障并转移故障节点的应用，保证数据库的持续工作；

对于数据库的业务，云计算中心建议采用传统的物理服务器架构来进行支持。

一方面是由于物理数据库业务一般对系统和平台的限制，并非所有的数据库都可以移植到像虚拟化这样的计算平台上，另一方面，由于数据库对IO的高要求，对于虚拟化的环境并不能提供充足的IO支撑，另外，数据库系统的安全性要求很高，采用虚拟化技术虽然可以提高系统的灵活性，但是同物理设备上的其他系统会对数据库系统产生一定的影响，提高系统的安全风险。

所以综合以上三方面的原因，数据库系统在云计算中心将采用物理设备集群的方式来部署。

为了使数据库的实现高可用，满足高并发、高负载均衡的需求，数据库节点采用数据库集群搭建，本项目采用Oracle分布式集群，能够实现多结点之间负载均衡，同时多个节点共享一套存储系统，能有效防止数据库单点故障；最后，Oracle分布式集群架构具备动态添加数据库节点的功能，具有良好的扩展性。

4.4.2数据库建设

结合应急信息资源的建设现状与应用需求，从应急信息资源的获取、管理与应用的角度来规划应急信息资源，提出本市应急信息资源总体框架由八个部分组成，即基础信息库、地理信息库、事件信息库、预案库、知识库、模型库、案例库、文档库。

●基础信息库

包括市应急指挥平台应急常用的基础性数据，包括应急资源信息、危险源信息、防护目标信息以及专题信息等。

●地理信息库

包括数字地图、遥感影像、主要路网管网、避难场所分布图和风险图等内容;DLG数据:

全市1:

1万比例尺;DEM数据:

市内主要城镇和地区1:

1万比例尺。

●事件信息库

包括突发公共事件信息、预测预警信息、监测监控信息以及应急指挥过程信息等内容的事件信息数据库。

●预案库

预案库主要存储市级总体应急预案、市内专项应急预案、市级部门应急预案、市内市县应急预案、本市大型活动应急预案和企事业单位应急预案等。

预案库设计要使国家、部门、地方、基层预案相对接，使预案库最终成为一个完整的系统。

●知识库

包括有关法律法规、应对各类突发公共事件的专业知识和技术规范、专家经验等内容。

根据权限管理，向各级应急平台提供相关的知识库共享服务。

●模型库

存储相关专业模型，包括各类突发公共事件信息识别与模型、综合预测预警模型（衍生次生灾害预警模型、人群疏散避难模型）、智能研判模型、评估模型等。

●案例库

包括突发公共事件典型案例。

根据权限管理，向各级应急平台提供相关的案例库共享服务。

●文档库

包括应急系统存储和使用的文档信息。

根据权限管理，向各级应急平台提供相关的文档库共享服务。

4.5计算资源池建设

4.5.1建设方案

对于公共应急的重要业务应用系统的部署将采用全虚拟机部署方式，例如Web服务器、邮件服务器、设计服务器等不同种应用服务器都建议采用虚拟化的部署方式。

虚拟化技术不仅可以提高资源的利用率，并且通过与X86平台计算节点的配合，能够有效的降低公司总的投资成本，提高系统的安全性、可管理性，降低业务部署的复杂度和时间需求。

所以普通业务系统推荐采用虚拟化与X86平台的协同部署方式。

针对公共应急综合运营平台计算资源建设物理资源主要分为几个业务区，包括1个云运营中心、1个核心应用逻辑分区、数据库服务区、视频服务区和GIS服务区。

其中：

核心应用服务区

核心应用逻辑分区作为业务承载节点，主要针对公共应急系统的部署和运行，全部通过部署虚拟化平台，承载应用系统。

核心应用系统包括：

●综合业务管理系统

●风险隐患监测防控系统

●预测预警系统

●指挥调度系统

●应急保障系统

●应急评估系统

●模拟演练系统

●预案管理系统

●辅助决策系统

同时还考虑两方面：

高可用性：

即承载某台虚拟机的物理节点如果出现故障需要维护，那么需要进行虚拟机动态迁移，将故障节点承载的虚拟机动态迁移到核心应用逻辑资源分区中其他正常工作的物理节点上以实现高可用性，保证应用系统的不中断；

弹性扩展：

即考虑到未来3-5年内部分部门会上新的应用系统，从而需要新的虚拟机资源，到时核心应用逻辑资源分区还有资源可弹性分配给新的应用系统。

●云运营中心

云运营中心主要承载虚拟机动态信息和迁移，主要包括：

2个CVM节点和2个COC节点。

CVM节点：

用于安装云管理系统CloudVirtualManager模块，该模块以Xen虚拟化为基础，提供基本的虚拟机管理、监控、分配和使用功能，提供资源静态分配及动态调度管理功能。

每个业务区域建议配置2台CVM节点，采用双机的模式形成一套高可用系统。

CVM节点与同组业务节点共同放置在业务区机柜中。

COC节点：

COC节点又称为汇聚节点，用于安装云管理系统CloudOperationCenter模块，该模块主要满足云计算中心管理需求，提供对CVM的统一管理，同时提供审批管理、计费管理、服务质量管理功能。

COC节点通常采用双机模式构成高可用系统，每组COC节点最多建议管理12～13组CVM。

针对一期1组CVM，配置一组2台COC节点（HA）即可。

●视频服务区

主要承载区域视频信息的接入，根据不同项目的需求及视频线路的接入路数要求，分别承载视频信息的调用、存储和分屏显示等功能。

该区域主要采用物理机支撑。

●GIS服务区

GIS服务区主要实现GIS服务的发布，该区域存储全区域的基础地理数据、栅格数据及专业的业务数据，通过该区域应急指挥系统能够在GIS地图上直观的进行标注、圈定、统计和指挥等功能。

由于GIS数据的庞大性以及GIS发布对主机的性能要求，该区域采用物理机支撑。

4.5.2城市公共应急云综合应用系统

●综合业务管理系统

综合业务管理系统是要建立突发事故应急各级单位之间的值守信息的上报、接收、抄送渠道。

确保应急单位之间的信息互通，为应急工作的顺利进行提供有力保障。

综合业务管理系统包括值守管理、通信管理、值班管理、会议管理、工作动态、归档管理、工作统计等子功能模块。

●风险隐患监测防控系统

负责辖区内的防护目标、重大危险源、关键基础设施等监控目标的信息维护和查询，掌握监控目标的空间分布和运行状况信息。

通过整合各部门各专业应用系统资源，获取重大危险源、关键基础设施和重要防护目标等的空间分布和运行状况以及社会安全形势等有关信息，进行动态监测，分析风险隐患，预防潜在危害和突发破坏等。

●预测预警系统

综合预测预警系统为成员单位提供信息上报的手段，可以使成员单位和其他相关单位在网上进行在线填报，使应急指挥部及时掌握各类可能导致生产事故的预警信息，并对收集到的信息进行整理，并确认预警级别，及时向成员单位和其他相关单位发出预警公告。

综合预测预警系统包括预警信息接收、预警信息汇总、预警分级核定、预警指标管理和预警信息发布等子功能模块。

●指挥调度系统

指挥调度系统提供多种方式的指挥调度手段，根据事件信息和处置预案的内容和流程，通过电话、手机、短信、传真、网络等手段，手工或者自动的快速调度，第一时间通知各应急相关部门的人力、物资，协调。

当需要其他部门协助解决时，通过应急联动及时调度相关部门和资源，对突发事件进行有效处置。

●应急保障系统

应急保障系统实现对应急保障资源的统一维护管理，为应对突发事件指挥调度等提供信息资源保障。

应急保障资源管理系统包括应急组织管理、应急队伍管理、应急专家管理、应急物资管理和应急设备管理五个子功能模块。

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