基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)的應(yīng)急管理平臺研究

摘要：隨著科技的進(jìn)步，越來越多的技術(shù)被應(yīng)用到應(yīng)急管理平臺上。針對目前應(yīng)急管理平臺所存在的問題，文章借助低空經(jīng)濟(jì)和云端的IaaS、PaaS及SaaS資源，提出一種基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)平臺的應(yīng)急管理平臺，旨在解決應(yīng)急管理平臺各系統(tǒng)之間無法聯(lián)動、資源浪費(fèi)以及重復(fù)建設(shè)的問題。

關(guān)鍵詞：低空經(jīng)濟(jì)；云計算；應(yīng)急管理平臺；IaaS；SaaS；PaaS

中圖分類號：TP302.1""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0"引言

隨著智慧城市概念的提出及發(fā)展，城市的建設(shè)者和管理者們越來越關(guān)注智能應(yīng)急管理中心的構(gòu)建。各地區(qū)利用現(xiàn)代化技術(shù)，著力打造屬地的應(yīng)急管理中心，包括交通管理平臺、應(yīng)急管理平臺、醫(yī)院120急救、出警平臺等。應(yīng)急管理系統(tǒng)主要是對各類緊急情況進(jìn)行信息采集、分析和處理，實(shí)現(xiàn)對緊急事件的實(shí)時掌控、快速響應(yīng)，為政府和各類平臺提供依據(jù)和決策。

現(xiàn)有的各個應(yīng)急管理系統(tǒng)普遍存在2個問題。首先，應(yīng)急管理系統(tǒng)大多采用獨(dú)立的傳感器和監(jiān)控設(shè)備對前端數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和處理，各個系統(tǒng)之間缺少聯(lián)動，存在軟件孤島現(xiàn)象。其次，現(xiàn)有的應(yīng)急管理系統(tǒng)基本部署在本地，每個系統(tǒng)不僅需要獨(dú)立的服務(wù)器進(jìn)行部署，而且還需要進(jìn)行異地備份和安全建設(shè)。這就意味著每個系統(tǒng)需要額外采購服務(wù)器和安全設(shè)備，聘請維護(hù)人員，以確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全。目前，優(yōu)化應(yīng)急管理中心平臺已經(jīng)成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。張東捷等^［1］研究利用多源感知設(shè)備和應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)急管理系統(tǒng)，該方法只適用于按鍵異常事件的聯(lián)動處理；董紅妮等^［2］采用擬人化分析法結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來解決管理系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)和孤島問題，但是該方法需要著重考慮地域特色、生態(tài)環(huán)境、文化差異等各方面因素，具有一定局限性，不適合大范圍推廣；江連海等^［3］采用數(shù)字集群和應(yīng)急聯(lián)動技術(shù)優(yōu)化應(yīng)急管理平臺，該方法受限于基站，無法實(shí)現(xiàn)全方位聯(lián)動。因此，優(yōu)化完善應(yīng)急管理平臺，解決各系統(tǒng)的孤島問題，降低系統(tǒng)投入成本，對城市應(yīng)急管理服務(wù)工作具有重要的意義。

針對目前應(yīng)急管理系統(tǒng)出現(xiàn)的資源浪費(fèi)和孤島問題，本文借助低空經(jīng)濟(jì)和云計算彈性服務(wù)的優(yōu)勢，提出了一種新型的基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)的應(yīng)急管理平臺。該平臺利用低空飛行器收集、分析和共享數(shù)據(jù)，同時結(jié)合云計算整合各個系統(tǒng)的軟硬件資源，提高了資源分配率，降低了投資和維護(hù)成本，提升了應(yīng)急管理平臺的服務(wù)體驗感。

1"基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)的應(yīng)急管理平臺分析

本文基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)對應(yīng)急管理平臺進(jìn)行設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)分享，資源按需分配，提供了高效、穩(wěn)定的應(yīng)急管理服務(wù)。

1.1"低空經(jīng)濟(jì)在應(yīng)急管理平臺中的應(yīng)用分析

低空經(jīng)濟(jì)是一個以低空空域為依托，以通用航空產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，以各類有人駕駛和無人駕駛航空器的低空飛行活動為牽引，輻射帶動相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài)。在2021年，低空經(jīng)濟(jì)正式被寫入《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》^［4］，這標(biāo)志著低空經(jīng)濟(jì)從理論或討論層面正式進(jìn)入國家政策框架，成為推動未來發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。2023年年底，中央經(jīng)濟(jì)工作會議將低空經(jīng)濟(jì)正式確定為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，到2024年全國兩會上，低空經(jīng)濟(jì)首次寫入政府工作報告^［5］，納入新質(zhì)生產(chǎn)力范疇。

應(yīng)急管理平臺得益于國家層面對低空經(jīng)濟(jì)的大力推廣，使得其可以利用豐富的飛行器資源。例如：利用低空飛行器進(jìn)行輔助救援，飛行器憑借其小巧靈活的特點(diǎn)，能夠進(jìn)入狹小且危險的空間執(zhí)行搜救任務(wù)；同時，利用飛行器勘察受災(zāi)現(xiàn)場，為救援行動提供科學(xué)依據(jù)，從而第一時間制定出科學(xué)準(zhǔn)確的救援方案，有效減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。此外，飛行器還可用于交通引導(dǎo)，實(shí)時計算擁堵路段的車流量，通過調(diào)控交通信號燈來緩解交通壓力，解決各軟件之間的數(shù)據(jù)傳輸問題。本文將利用飛行器采集、分享數(shù)據(jù)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)應(yīng)急管理平臺中各系統(tǒng)之間聯(lián)系的不足。

1.2"云計算在應(yīng)急管理平臺中的應(yīng)用分析

云計算^［6］是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式和服務(wù)模式，將計算資源、存儲資源和應(yīng)用軟件等資源封裝成一個獨(dú)立的虛擬環(huán)境，以按需服務(wù)、彈性擴(kuò)展的方式提供給用戶。一個完整的云計算結(jié)構(gòu)如圖1所示。它包含整個云平臺所需要的各種模塊以及云計算的3種服務(wù)模式^［7］。3種模式為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。

首先是云平臺。它包含管理模塊、控制臺、訂單系統(tǒng)、計費(fèi)系統(tǒng)、運(yùn)費(fèi)系統(tǒng)以及客服系統(tǒng)等，各個模塊和系統(tǒng)互相配合，確保整個云平臺能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

其次是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service， IaaS）。它包含各種云上的基礎(chǔ)資源，包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全和備份資源。應(yīng)急管理平臺的各個系統(tǒng)依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行資源分配，大幅降低了重復(fù)投資與資源冗余，支持隨時擴(kuò)容和縮容，通過云端提供的全方位安全服務(wù)與高效備份策略，確保了各系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

再次是平臺即服務(wù)（Platform as a Service， PaaS）。它包含各種平臺，例如：一些中間件、數(shù)據(jù)庫平臺，這些平臺構(gòu)建之后，其余軟件只要按照其要求的方式接入即可，無需考慮其底層的邏輯架構(gòu)，極大地減少了開發(fā)成本。在應(yīng)急管理平臺的各個系統(tǒng)中，本文的設(shè)計實(shí)現(xiàn)了飛行器與應(yīng)急軟件的全面集成，統(tǒng)一接入管理平臺，進(jìn)行集中化管理和調(diào)度，確保資源的最優(yōu)配置與快速響應(yīng)能力。

最后是軟件即服務(wù)（Software as a Service， SaaS）。它包含了各種軟件服務(wù)，包括工業(yè)軟件、辦公軟件以及其余各種軟件，使用者只需要開通相應(yīng)的賬號就能夠享受完整的服務(wù)，無需考慮軟件運(yùn)行的環(huán)境以及資源。應(yīng)急管理平臺的各個系統(tǒng)中集成了多樣化的應(yīng)急軟件，通過遵循統(tǒng)一的協(xié)議與接入標(biāo)準(zhǔn)，這些軟件能夠相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。

本文基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)提出的應(yīng)急管理平臺，融合云上各類基礎(chǔ)資源，將各個應(yīng)用系統(tǒng)整合為一體。該平臺根據(jù)各系統(tǒng)所需的資源大小進(jìn)行分配，統(tǒng)一進(jìn)行安全部署和重要系統(tǒng)備份，確保整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。此外，云計算平臺有著豐富的PaaS和SaaS資源，為開發(fā)者提供高效便捷的接入途徑，極大地加速了系統(tǒng)部署速度。相比傳統(tǒng)機(jī)房建設(shè)模式，它不僅可以降低建設(shè)成本和運(yùn)維成本，還可以實(shí)現(xiàn)按需擴(kuò)容，支持遠(yuǎn)程維護(hù)和實(shí)時監(jiān)控資源狀態(tài)，提高系統(tǒng)的可用性和安全性^［8］。

2"基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)的應(yīng)急管理平臺的整體設(shè)計

本文借助云計算技術(shù)，提出一種基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)的應(yīng)急管理平臺，具體的平臺框架如圖2所示。該平臺包含多個功能：前端無人機(jī)組負(fù)責(zé)執(zhí)行各種飛行任務(wù)并獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，供其余平臺使用；資源管理平臺負(fù)責(zé)統(tǒng)籌計算各存儲資源；安全備份管理平臺負(fù)責(zé)保障整個平臺的安全；飛行調(diào)度平臺負(fù)責(zé)控制各個飛行器的飛行狀態(tài)；此外，應(yīng)急管理軟件、一鍵出警軟件、交通管理軟件以及其他軟件負(fù)責(zé)處理各種應(yīng)急情況和維護(hù)公共安全。

2.1"前端無人機(jī)組

前端飛行器一般包含普通無人機(jī)、機(jī)庫無人機(jī)和其他低空飛行器，這些飛行器一般配備高清攝像頭和各類傳感器，用來監(jiān)控和拍攝高清圖片，以備取證使用；當(dāng)然在緊急情況下，這些飛行器也可以配備紅外探測儀、成像儀用來應(yīng)對極端環(huán)境下的搜查和勘探工作。為了更好地和控制平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，這些飛行器還會配備4G或5G通信模塊，借助運(yùn)營商的通道實(shí)現(xiàn)長距離、低延時的通信，及時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€應(yīng)急系統(tǒng)中進(jìn)行分析。

2.2"資源管理平臺

資源管理平臺能夠根據(jù)軟件所需資源的大小進(jìn)

行資源的分配和管理，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。它能實(shí)時監(jiān)控云資源的使用情況，一旦服務(wù)器的CPU或者內(nèi)存占用率達(dá)到預(yù)警狀態(tài)，就能夠立即進(jìn)行擴(kuò)容和升級操作，確保系統(tǒng)性能的穩(wěn)定。為了進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，本平臺將應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器分開，僅公開應(yīng)用服務(wù)器的IP和端口，而數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器之間則通過內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，極大地提升了數(shù)據(jù)的安全性。面對緊急情況，資源管理平臺能夠迅速開辟獨(dú)立資源，以支撐突發(fā)情況所需要的基礎(chǔ)資源需求，在緊急情況結(jié)束后，立刻釋放相應(yīng)的資源，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。

2.3"安全備份管理平臺

安全備份管理平臺主要包含2個方面：一方面，它涵蓋了對云資源和軟件的安全管理。該平臺提供安全服務(wù)，配備云安全可視化中心，能夠?qū)崟r監(jiān)控并及時發(fā)現(xiàn)各系統(tǒng)中的潛在漏洞。對于高危漏洞，平臺會立即發(fā)出預(yù)警，通知相應(yīng)的維護(hù)人員迅速修復(fù)服務(wù)器或者軟件中存在的安全隱患，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。在應(yīng)急管理系統(tǒng)上線之前，軟件開發(fā)者都必須進(jìn)行嚴(yán)格的等保測評工作，以確保軟件沒有漏洞。上線后，軟件開發(fā)者還需定期進(jìn)行漏洞掃描，以保障整個平臺的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。若沒有安全產(chǎn)品的保護(hù)，應(yīng)急系統(tǒng)一旦遭受劫持，便可能對飛行器發(fā)出錯誤指令，導(dǎo)致其偏離預(yù)定路線，從而引發(fā)嚴(yán)重的安全問題。

另一方面，該平臺還需要負(fù)責(zé)重要數(shù)據(jù)的實(shí)時備份。這一備份過程無須人為干預(yù)，完全自動完成。一旦服務(wù)器或者軟件出現(xiàn)問題，維護(hù)人員可以利用云端的備份數(shù)據(jù)，迅速恢復(fù)服務(wù)，確保整個應(yīng)急管理平臺能夠立即正常運(yùn)行。

2.4"飛行器調(diào)度平臺

飛行器調(diào)度平臺類似于空中的飛機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，其核心功能體現(xiàn)在2個方面：一方面，該平臺規(guī)定了飛行器接入的接口協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，任何滿足這些接口協(xié)議的飛行器都能夠順利接入此系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度和管理。這一標(biāo)準(zhǔn)化的接入方式極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性和靈活性。另一方面，飛行器調(diào)度系統(tǒng)記錄了飛行器的關(guān)鍵飛行參數(shù)，包括飛行經(jīng)緯度、高度、實(shí)時速度及電量等。在絕大多數(shù)情況下，該平臺能夠自主調(diào)度飛行器進(jìn)行自動巡航，無須人工干預(yù)。而在遇到復(fù)雜情況時，也可以由人工接管飛行器，進(jìn)行輔助飛行。飛行器調(diào)度平臺會進(jìn)行實(shí)時計算，確保所有飛行器在空中運(yùn)行互不干擾，維護(hù)空中交通的秩序和安全。

2.5"一鍵出警軟件

一鍵出警軟件在接到報警之后，調(diào)度平臺能夠迅速響應(yīng)，根據(jù)報警者的位置和詳細(xì)描述，第一時間調(diào)度周圍最合適的飛行器趕往案發(fā)現(xiàn)場。飛行器到達(dá)現(xiàn)場之后，會立即對現(xiàn)場進(jìn)行拍照取證，盡可能地還原第一現(xiàn)場，為后續(xù)的案件處理提供有力證據(jù)。此外，如果求救者需要救護(hù)車或者消防車，本平臺能夠和醫(yī)療系統(tǒng)和消防系統(tǒng)進(jìn)行對接。在接到求救者求救電話后，調(diào)度平臺會立即調(diào)度勘察飛行器對求救者周圍的街道進(jìn)行勘察，實(shí)時計算出用時最短的路線，然后將這一路線信息迅速反饋給救護(hù)車或消防車的司機(jī)，以確保它們能夠以最快的速度到達(dá)現(xiàn)場，為求救者提供及時的援助。

2.6"交通管理軟件

交通管理軟件能夠針對擁堵路段，調(diào)度飛行器進(jìn)行空中疏導(dǎo)，確保交通順暢運(yùn)行。同時，飛行器還能對路況進(jìn)行實(shí)時勘察，精確計算車流量，據(jù)此對交通燈進(jìn)行智能控制，以有效緩解路口交通壓力。在交通事故處理方面，該軟件利用巡邏飛行器進(jìn)行快速車輛排查，能夠及時鎖定肇事車輛并進(jìn)行追蹤。這一功能大大減少了人力排查各個路口監(jiān)控的工作量，使得相關(guān)部門能夠更快地抓住肇事車輛，提高交通事故處理效率。

2.7"應(yīng)急管理軟件

應(yīng)急管理軟件在應(yīng)對自然災(zāi)害等突發(fā)情況時發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。面對洪水、泥石流、山體滑坡、地震等災(zāi)難時，該軟件能迅速響應(yīng)，靈活高效調(diào)用飛行器資源，使其能夠輕松繞過受阻的道路，準(zhǔn)確到達(dá)受災(zāi)區(qū)域。同時，飛行器還可以搭載高清攝像頭和紅外熱成像設(shè)備等，能夠?qū)崟r傳輸災(zāi)區(qū)的相關(guān)畫面，幫助救援人員快速了解災(zāi)情，為制定救援方案提供重要依據(jù)。

除了上述給出的軟件之外，還有各種各樣的應(yīng)急管理軟件，只要滿足相應(yīng)的接入要求和遵循的協(xié)議，都能在云端快速地進(jìn)行部署和應(yīng)用。

3"結(jié)語

本文深入分析了目前應(yīng)急管理平臺所面臨的問題。針對這些問題，本文基于云計算和低空經(jīng)濟(jì)提出了相應(yīng)的解決方案。該方案利用低空經(jīng)濟(jì)平臺中的飛行器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸，有效解決了應(yīng)急管理系統(tǒng)的聯(lián)動問題。同時，借助云計算豐富的IaaS資源，實(shí)現(xiàn)了軟硬件資源的優(yōu)化配置，降低了建設(shè)成本。此外，本文通過利用云端的PaaS和SaaS資源，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)軟件在應(yīng)急管理平臺上的快速部署和應(yīng)用，以保障整個應(yīng)急平臺平穩(wěn)、安全、高效地運(yùn)行。

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（編輯"王永超）

Research on the emergency management platform based on cloud computing and low-altitude economy

SONG "Shuaidi

（Jiangsu Vocational College of Business， Nantong 226011， China）

Abstract： "With the advancement of technology， more and more technologies are being applied to emergency management platforms. In response to the current problems with emergency management platforms， this article proposes an emergency management platform based on cloud computing and low-altitude economy platforms， utilizing low-altitude economy and cloud based IaaS， PaaS， and SaaS resources， to solve the problems of lack of linkage， resource waste， and redundant construction between emergency management platform systems.

Key words： low-altitude economy; cloud computing; emergency management platform; IaaS; SaaS; PaaS