分布式應(yīng)急指揮中心方案

“指揮中心應(yīng)以監(jiān)控、管理為手段，以控制、優(yōu)化為目的，以智能化、高效率的管理模式取代傳統(tǒng)的、低效的管理模式，以提升信息系統(tǒng)管理效率和服務(wù)管理質(zhì)量，降低人工操作和管理帶來的風(fēng)險。應(yīng)充分利用了現(xiàn)代化音視頻技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、計算機多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)等。

方案設(shè)計者：羅強

一、項目背景

指揮中心應(yīng)以監(jiān)控、管理為手段，以控制、優(yōu)化為目的，以智能化、高效率的管理模式取代傳統(tǒng)的、低效的管理模式，以提升信息系統(tǒng)管理效率和服務(wù)管理質(zhì)量，降低人工操作和管理帶來的風(fēng)險。應(yīng)充分利用了現(xiàn)代化音視頻技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、計算機多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)等。

因此指揮中心的會議系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循"數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化、智能化、統(tǒng)一管理化、系統(tǒng)兼容、安全可靠、先進實用"的總原則。

本次設(shè)計內(nèi)容包括1間指揮中心、1間領(lǐng)導(dǎo)觀察決策室。

根據(jù)系統(tǒng)需求，結(jié)合系統(tǒng)特點，本次采用多媒體信息分布式交互系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用高速圖像處理技術(shù)，超高分辨率GIS電子地圖可快速、平滑操作、顯示，可以為用戶提供可視化超高分辨率信息解決方案，系統(tǒng)基于高分顯示拼接大屏及地理信息等技術(shù)，從統(tǒng)籌、指揮、管理的角度出發(fā)，根據(jù)指揮決策者的實際需要，整合行業(yè)的重點數(shù)據(jù)信息，快速、精準地在控制中心大屏幕上調(diào)用、顯示，真正實現(xiàn)輔助決策、業(yè)務(wù)智能。

它通過良好的高速圖像處理技術(shù)，真實利用大屏幕整個超高物理分辨率，快速、平滑地顯示更加廣闊的地理區(qū)域；從統(tǒng)籌、指揮、管理的角度，整合海量的行業(yè)重點信息，以高分可視化的方式進行組織與分析運算，實現(xiàn)全面掌握行業(yè)關(guān)鍵信息動態(tài)及趨勢，提高總體指揮、決策和管理能力；打通相互獨立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，對海量業(yè)務(wù)信息的可視化綜合，真正的實現(xiàn)輔助決策、業(yè)務(wù)智能。

二、方案特點

1、采用全高清系統(tǒng)建設(shè)

隨著時代的進步，高清要求已是大勢所趨，尤其是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，目前數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)通訊還沒有形成國際統(tǒng)一的通訊協(xié)議，各高清廠家的前后端設(shè)備不能彼此兼容，如大華與?？翟O(shè)備等，在系統(tǒng)中，這些都不是問題，本系統(tǒng)支持所有廠家IP camera設(shè)備，支持H.264、MPEG4等標準編碼格式，支持CIF、D1、720P、1080i、1080P、4K等多種規(guī)格IP信號源接入，同時可對新型設(shè)備進行快速添加。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)外，會議室內(nèi)也基本被高清設(shè)備所覆蓋，本系統(tǒng)均采用高清設(shè)備搭建，如高清攝像機，高清投影，高清拼接等。支持信號接口有DVI、 HDMI、YCbCr、VGA、HD-SDI等，分辨率支持：1280*720P、1920*1080P，最高可4K超高分辨率。

2、采用可視化、網(wǎng)絡(luò)化管理

采用可視化、網(wǎng)絡(luò)化管理，也是本系統(tǒng)的最大的特點，可視化增加了信號的反饋性，減少了控制的失誤率。網(wǎng)絡(luò)化是全球化的所趨，本系統(tǒng)基于云架構(gòu)的可視化交互解決方案，采用全IP技術(shù)，可網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意地點實時呈現(xiàn)、任意信號源的采集、回顯與調(diào)用，為指揮決策提供直觀依據(jù)。本系統(tǒng)可將分布于各處的信號，統(tǒng)一采集到云端，而后通過網(wǎng)絡(luò)，推送到各種屏幕上，如：大屏拼接、投影、電視等。交互式系統(tǒng)與普通控制系統(tǒng)最大的區(qū)別在于可提供實時信號源預(yù)覽功能，預(yù)覽信號達20路以上，信號的多少及大小可隨意定義，可開設(shè)多個顯示終端回顯窗口，回顯內(nèi)容和大屏內(nèi)容同步。系統(tǒng)采用人性化的操作界面，所有操作基于圖形化、觸摸拖拽式操作，達到人機交互功能，可采用多點觸控的方式，實現(xiàn)對信號窗口的放大、縮小、移動、關(guān)閉，在控制的同時可實現(xiàn)所見即所得的控制效果，而傳統(tǒng)的會議系統(tǒng)只能實現(xiàn)簡單的按鈕控制，不能及時地反應(yīng)控制的效果，交互性能差，由于網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，可通過網(wǎng)絡(luò)任意擴展會議室數(shù)量，實現(xiàn)信息的共享。

系統(tǒng)可通過一根網(wǎng)線傳輸音頻、視頻、控制等多種信號，系統(tǒng)的先進性絕對是音視頻行業(yè)的佼佼者。多間會議室管理傳輸只需通過一根樓宇網(wǎng)線或光纖即相互通訊，高清音視頻統(tǒng)一傳輸與管理。

3、集中化加分散式管理

本系統(tǒng)另一主要特點是可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多會議的集中管理，通過總控屏（管理多會議）、IPAD（獨立會議）或任意電腦對系統(tǒng)進行控制，考慮到安全性，系統(tǒng)支持多級權(quán)限設(shè)置功能，128位加密的底層傳輸協(xié)議，確保傳輸數(shù)據(jù)安全。支持無限制客戶端控制。

4、具備網(wǎng)絡(luò)錄播存儲功能

本系統(tǒng)還可實現(xiàn)對主要會議室進行音視頻錄播、直播、點播。無需增加任何額外的錄制節(jié)點等設(shè)備，只需增加一臺錄播服務(wù)器，錄播服務(wù)器可直接錄制高清輸入接口機信號，單臺服務(wù)器可實現(xiàn)同時32路高清或64路標清信號的同時錄制工作，可為用戶提供分布式存儲服務(wù)和節(jié)目點播服務(wù)。最多支持16個客戶端直播、點播功能(IE方式)。

5、分布式架構(gòu)及系統(tǒng)穩(wěn)定性

系統(tǒng)采用真正的分布式架構(gòu)，其最大的優(yōu)點就是每個節(jié)點（如高清輸入接口機、高清輸出接口機、音頻接口機、環(huán)境控制接口機等）均帶DSP芯片處理能，采用1對1信號處理機制，所有的運算均可自行處理，所有的運算均可自行處理，擺脫了所有信號都依靠服務(wù)器管理的傳統(tǒng)處理方式，從而大大減少了核心服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)的負擔(dān)。

整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，由于所有節(jié)點均有處理能力，每個節(jié)點相對獨立，如果某個節(jié)點出現(xiàn)問題，只需解決問題節(jié)點即可，而且問題節(jié)點信號會實時反饋在控制終端上，方便查找。即使服務(wù)器出現(xiàn)故障也不會影響其各節(jié)點的正常運行（只是無法控制，所有音視頻信號正常保持，同時，服務(wù)器支持自動備份功能，當主服務(wù)器出現(xiàn)故障，備份服務(wù)器會自動頂替，無縫銜接）。

6、交互信息共享及系統(tǒng)平臺兼容性

交互信息共享：

A . 任意視頻信號源可以同時顯示到任意一個或多個顯示終端。

B . 同一會場視頻信號可以顯示到一個或多個其他會場。

C . 操作界面圖形化，無需專門培訓(xùn)，簡化操作。

D . 在失去視頻會議平臺的條件下，本地會議室之間可以進行音視頻的互通和文件的共享。

E . 總控系統(tǒng)可以完成指揮中心及其它會場音視頻信號共享，對其統(tǒng)一控制與管理。

系統(tǒng)平臺兼容性：

A . 支持電腦視頻無線傳輸功能。

B . 支持IOS/WINDOWS終端定點控制或無線流動控制。

C . 支持音視頻信號的錄播、點播等功能。

D . 支持拼接系統(tǒng)的跨屏、漫游、疊加等功能。

I . 支持不同品牌不同網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)攝像頭等監(jiān)控信號接入。

三、需求分析

應(yīng)急指揮中心是提高政府保障公共安全和處置突發(fā)公共事件的能力，最大程度地預(yù)防和減少突發(fā)公共事件及其造成的損害，保障公眾的生命財產(chǎn)安全，維護國家安全和社會穩(wěn)定，促進經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)主要由固定指揮中心、移動指揮中心及信息發(fā)布、信息接收、綜合處理、數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)系統(tǒng)等組成，在這里我們重點關(guān)注指揮系統(tǒng)中對信號接入、處理、顯示、傳輸、數(shù)據(jù)存儲等基礎(chǔ)系統(tǒng)的解決方案；指揮系統(tǒng)雖然涉及各個領(lǐng)域，但是都有相同的需求：

1)接入信息量大：系統(tǒng)需要有海量的信號接入能力，實際工程應(yīng)用中需要顯示的是成千上萬通道的前端信號需要處理、傳輸、顯示；

2)多種信息接入方式：需求接入IP Camera、電腦、高清攝像機、超高分等地圖設(shè)備；

3)方便快速管理和控制：系統(tǒng)需要快速、隨意的調(diào)用處理各種信號；

4)信息需求點多：所有的信號除了需要在本地顯示、存儲的需求外，還需要實現(xiàn)現(xiàn)場、移動中心、救援中心、指揮中心多點的互通和共享；

5)容易擴展和保存：除了相對固定的信號外，系統(tǒng)需要具備隨時接入各種臨時和移動信號的能力；

6)具備特殊信號顯示（如超高分辨率、4K視頻源設(shè)備接入）和處理功能；

四、方案設(shè)計

作為建立在標準1000M網(wǎng)絡(luò)上的分布式可視化控制系統(tǒng)，具備處理容量大、系統(tǒng)穩(wěn)定、使用方便、可視化交互性能強、結(jié)構(gòu)簡潔、擴展方便等特點，能夠與應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)進行較好的融合，代表著未來指揮系統(tǒng)發(fā)展的方向。

1、視頻系統(tǒng)

根據(jù)指揮中心的需求分析（接入信息量大且和種類繁多、方便快速管理和控制等），可見指揮中心重點突出的是大屏顯示系統(tǒng)——拼接顯示，本方案考慮了一套2行*8列液晶拼接顯示系統(tǒng)。

傳統(tǒng)使用屏幕廠家提供的拼接處理器，各種視頻矩陣。設(shè)備繁多，硬件處理集中，壓力大，布線復(fù)雜，操作復(fù)雜，日常維護復(fù)雜，若核心控制器或矩陣一但出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)癱瘓。

系統(tǒng)采用高清接口機，取代了傳統(tǒng)的拼接處理器，各視頻矩陣。每塊屏幕單獨連接接口機，每塊屏幕獨立運算，分布式架構(gòu)，單個節(jié)點設(shè)備故障，不會影響整個系統(tǒng)運行。接口機通過網(wǎng)線連接，布線簡單，成本低，維護方便。整體可實現(xiàn)信號的漫游，堆疊，跨屏等功能。整個系統(tǒng)操作簡單、智能，可使用Ipad／Iphone等設(shè)備操作實現(xiàn)所有信號的調(diào)用及實時預(yù)覽?？梢哉f一根網(wǎng)線連通所有設(shè)備，一切管理盡在指尖操作。

（1）與各種視頻設(shè)備的對接

關(guān)于高清攝像機，高清視頻會議終端，藍光播放器等視頻設(shè)備的對接，系統(tǒng)視頻接口機支持信號種類包括DVI、 HDMI、YCbCr、VGA、HD-SDI等，可自適應(yīng)不同的視頻設(shè)備，無需考慮信號源及顯示終端接口等問題。

（2）與工作站系統(tǒng)的對接

可實現(xiàn)工作站系統(tǒng)中任意電腦信號，包含任意應(yīng)用程序，表單文件，視頻文件的信號傳輸至大屏顯示系統(tǒng)。

（3）與任何移動式筆記本電腦輸出信號的對接

可通過無線傳輸模式，將任意的電腦輸出信號傳輸至大屏拼接或系統(tǒng)中任意顯示終端。

（4）與監(jiān)控平臺信號的對接

本系統(tǒng)可擴展接入不同品牌、不同網(wǎng)段的IP camera設(shè)備等監(jiān)控信號進入本系統(tǒng)，只需配置一臺高清流媒體數(shù)據(jù)接入服務(wù)器即可，單臺服務(wù)器最大可輸入1024路IPC，支持16路(1080P)或32路(720P)或72路(D1) IP Camera同時輸出至大屏。滿足指揮中心對網(wǎng)絡(luò)IP攝像頭的調(diào)用及監(jiān)控。

（5）與超高分辨率信號的對接

本系統(tǒng)最高可支持4K超高分辨率，滿足指揮中心GIS、SCADA、GPS、TDCS等超高分辨率信號在拼接大屏上全屏顯示。

2、音頻系統(tǒng)

在音頻發(fā)言系統(tǒng)中，本次考慮有固定式鵝頸會議話筒8只，用于指揮席固定發(fā)言使用，無線手持話筒2套，用于移動發(fā)言，擴聲系統(tǒng)采用音柱音箱+吸頂音箱方式，音箱選擇易于隱藏，外形美觀。

音頻處理采用系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣接口機（12進12出，內(nèi)置DSP處理芯片），能夠精確同步處理還原來自各方的音頻信號，對來遠程的信號進行必要AFC（自適應(yīng)反饋消除功能）及AEC（回聲消除功能）,保證音頻互通的語言清晰度，通過標準傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)音頻（24bit/48kHz）信號的多點同步傳輸。同時，接口機支持8種場景預(yù)設(shè)功能，為了方便快捷的切換，以音頻矩陣的控制軟件設(shè)置不同模式按鈕或后端的管理系統(tǒng)中無線觸摸屏，可實現(xiàn)一鍵多模式切換功能，體現(xiàn)人工智能化、先進性、科技化手段。

3、交互式雙向控制系統(tǒng)

可實現(xiàn)同一管理平臺、同一網(wǎng)絡(luò)下多用戶、多終端、多操作平臺下集中控制管理，指揮大廳和領(lǐng)導(dǎo)決策室采用無線觸摸屏或有線觸摸屏即可實現(xiàn)對整套系統(tǒng)的控制，包括輸入輸出、環(huán)境控制、系統(tǒng)狀態(tài)等信息都能及時反饋到控制界面上，使以往復(fù)雜的操控變得簡單和直觀。

審核編輯 黃宇