一种基于瘦客户机的多路信息展示系统

肖 健 郑 超 郭 冰 林岩钊

（福建省地震局,福建 福州 350003）

我国是世界上灾害最为严重的国家之一,突发事件易发多发,面对严竣复杂的自然灾害和安全生产形势,建设应急指挥信息系统迫在眉睫。

应急指挥系信息系统是以现代信息通信技术为支撑,软、硬件相结合的突发公共事件应急保障技术系统,具备日常管理、风险分析、监测监控、预测预警、动态决策、综合协调、应急联动与总结评估等多方面功能,是实施应急预案、实现应急指挥决策的载体。建设应急平台可为提高政府处置突发事件的能力、增强决策的科学性,具有重要意义[1]。

经过多年的努力,我国地震、防洪、消防、民防、公安、市政、海上搜救、森林火灾、矿山和化学等专业领域都建立了各自的应急信息管理和应急通讯系统,在各领域的应急救援工作中发挥了重要作用[2-3]。

1 现状

福建省地震局信息中心建立7*24 小时值班制度,日常值班人员需要对主要的技术系统运行状态进行监控,系统一旦发生故障,需要第一时间排查,查清故障原因后及时联系相关业务部门运维人员。

当前,值班室配置了一套由6 台(两行三列) 威创L-PH4209 工业级专业显示器组成的屏幕墙,如图1 所示。

2 信号源

值班室需要在屏幕墙展示的信号包括：台网状态监控系统、地震预警处理界面、地震预警发布界面、地震预警客户端、城市烈度界面和震动图界面。其中：

台网状态监控系统主要是监控设定台网范围内的各个状态,包括台站的实时波形,台站当前运行质量：有无断记,运行是否正常,有无卡摆等异常。断记台站会在界面上方滚动显示,同时界面下方会有记录。同时每个台站的运行情况都有记录,点击可以查看台站异常时的波形和PSD 图。

地震预警处理界面主要功能为实时接收并显示地震预警系统的发布结果,主要包括：接收到预警发布信息时,地图区域会显示每一报的地震的信息,P、S 走时圈；预警目标区表格部分会动态显示主要城市、生命线工程等预警目标区的预警时间；右边波形会按照触发台的顺序依次向下排列；下方地震动信息列表和发布信息列表会显示发布的每一报的前几台的处理信息,包括台站的地震动峰值加速度PGA、地震动峰值速度PGV、地震动峰值位移PGD 等。该界面主要是动态和详细的显示地震预警系统的每个处理过程。

地震预警发布界面的主要功能为实时接收并显示地震预警系统的发布结果,同时包括历史地震预警发布结果的回放功能；左边树形结构为地震事件列表,最新的地震排在最上方。选中某个事件,会在右边显示此次事件的发布结果,包括地震三要素信息,各预警目标区的预警时间,发布对象等级等。

地震预警客户端主要针对设定的某个城市进行预警。接收到预警系统处理结果后,客户端会显示并动态更新此次地震事件的三要素信息,设定城市的预警时间和预测烈度。

城市烈度界面为烈度速报系统显示界面,主要功能为实时接收并显示烈度速报系统处理结果。左边部分显示各个台站的实测烈度,右边列表显示此次地震信息和每个城市及其对应的烈度值。

震动图界面主要是接受烈度速报系统的处理结果,主要为一秒一秒显示地震动的分布情况, 可以动态看出地震动的传播过程。

3 需求分析

受限于值班室空间,无法在操作台上部署6 路实时监控系统（考虑到实时信号处理的复杂性和显示的流畅性,至少需要3 台高性能图形工作站,并且每台图形工作站使用双视频输出）。并且6 路实时监控系统均为C/S 软件架构,数据源为监测流服务器,监测业务处理软件系统从流服务器上实时接收监测数据,在业务服务器上处理之后通过客户端软件展示出来。业务处理实时性强,需消耗大量物理CPU 资源,显示客户端对GPU 资源占用大,否则会出现波形显示延时,并且随显示时间增加而延时越来越长,最后出现波形重叠,在显示屏幕上根本无法看清波形。

亟需一种可以通过单台计算机远程控制多路（6 路以上）信号展示的方法,同时解决波形重叠等技术问题。

4 技术方案

根据前述6 套业务系统的特点,各业务系统的地震波数据图表同时通过云桌面显示可能出现延时问题,为防止延时及花屏等现象的发生,主要采取如下措施：

4.1 为dell PowerEdge R720 服务器配置2 颗Intel Xeon 十核处理器E5-2680V2（2.8Ghz,25M高速缓存）,8GB*8 内存,2 块600G 15k rpm 3.5 英寸SAS 热插拔硬盘,保证10 套虚拟桌面同时开启时,CPU,内存及硬盘转速资源足够支撑监测业务软件的运行需要；

4.2 利用NVIDIA GRID K2 GPU 显卡（包含4 颗高端Kepler GPU 和8GB 显存,3072 个CUDA 核心）虚拟化技术,保证各虚拟桌面的显示处理能力。

4.3 显示云桌面升腾C30 云终端配置AMD Fusion平台处理器,集成AMD 的GPU 技术,配合Hudson-M1南桥芯片,支持Citrix、VMware、Microsoft 虚拟化方案,提供高性能的多媒体、图形处理能力,保证快捷的业务处理速度。

4.4 网络保证10M以上的传输速率,对C30 云终端在软件安装完成后开启写保护,对网络交换设备开启防ARP 欺骗,启用病毒防范ACL 等措施,防止病毒感染造成网络堵塞而引起显示延迟。

4.5 对虚拟桌面系统中开启Directx 及openGL 支持。瘦客户机(thin client)是使用专业嵌入式处理器、小型本地DOM电子盘、精简版操作系统的基于PC 工业标准设计的小型行业专用商用PC。配置包含专业的低功耗、高运算功能的嵌入式处理器。瘦客户机是一种新型无盘工作站,由于瘦客户机没有可移除的部件（本地系统内存、网络适配器、显卡和其它外设的标配输入/输出部件）,既可以完成高水平的任务,并且兼容性与最新型的软件和病毒防护保持着同步发展,也可以提供比普通PC更加安全可靠的使用环境,以及更低的功耗,更高的安全性。

在dell PowerEdge R720 上部署升腾资讯CT Vision[4]软件系统（桌面虚拟化操作系统+显示优化组件）,部署10 个虚拟桌面,6 个虚拟桌面对应6 台瘦客户机,剩余4 个用于智能手机等移动终端远程连接。同时6 台瘦客户机与6 块威创L-PH4209 工业级专业显示器连接,进行系统展示,整个系统结构如图2 所示。

系统的逻辑拓扑图如图3 所示。CT Vision 可从一个集中管理界面轻松管理数万个终端用户。因CT Vision授权方式为并发用户的许可证模式,因此可以10 个用户同时远程连接进云桌面。

升腾CT Vision-Powered by VMware Horizon View是全新的国产化桌面云软件平台,可为终端用户提供自由的IT 使用体验,同时充分满足IT 管理和控制的需求。CT Vision 完全基于VMware Horizon View,具备其所有国际领先的虚拟化技术,并融入了更适合中国用户使用需求的桌面解决方案领先技术。其不仅能使用户自由使用软件与硬件资源（包括所有传统的应用程序与外设设备）,更使IT 能够简化和自动执行成千上万个桌面的管理,并以桌面服务的形式从数据中心安全地向用户交付桌面,达到传统PC 无法企及的安全性、可用性和可靠性。通过根据用户需要随时随地为任何设备提供对应用程序和数据的安全访问,CT Vision 可为终端用户提供最高级别的流动性和灵活性。

5 实际运行情况

5.1 安装虚拟机

通过网络规划,利用VMware vSphere Client 配置相应的虚拟机,并安装相应的操作系统,如图4 所示。

图5 为安装CentOS 虚拟机的示意图,与传统的安装步骤相同,也可以采用模板进行安装,这里不再赘述。

5.2 使用虚拟机

待全部虚拟机安装完毕后,再安装相应的业务软件,最后可通过VMware Horizon Client 软件查看虚拟机列表,如图6 所示,6 台虚拟机分别部署对应6 套业务系统,并且与屏幕墙一一对应,达到设计的需求。

双击一个虚拟机即可以打开一个虚拟机桌面,如图7 所示,其IP 地址为：10.35.208.4。

运行相应的业务系统后,就可以实现信息展示,为减少篇幅,这里以台站监控系统为例,如图8 所示,系统主要分为三个部分,标题的信息提示（给出相应的断记台站以及相应的分量）,左侧的地图展示全省台站运行情况（以不同的色标对不同类型的台站进行标注）,右侧实时动态显示波形（实时显示各个台站各个分量的实时波形）。

5.3 最终效果

值班室屏幕墙显示6 路信息系统如图9 所示。值班人员通过一台计算机登录VMware Horizon Client 软件,对屏幕墙的6 路信息进行调度,实现基于瘦客户机的多路信息展示。

6 结论

本文面向福建省地震局信息中心当前的实际需求,利用CT Vision 软件部署6 个虚拟桌面,6 个虚拟桌面对应6 台升腾C30 瘦客户机与业务系统一一对应,并将6个瘦客户机的视频输出信号通过DVI 数据线连接到屏幕墙,实现基于瘦客户机的多路信息展示系统,解决地震波图像7*24 小时大屏幕挂墙高清显示,方便决策人员随到随看和使用移动终端查看数据,实时掌握地震预警和监测状况。CT Vision 为国内客户提供了完整的国产化桌面虚拟化解决方案,利用瘦客户机降低成本、丰富管理手段、简化管理流程,提高最终用户满意度、带来完美用户体验。