东微智能指挥中心系统设计方案 [复制链接]

一、背景1.1背景描述

近年来，随着多媒体通信技术和IP网络的普及，目前已经出现了通过网络和多媒体通信技术，重新定义指挥系统的趋势。具体就是将各种业务转变为网络上传输的信息流，通过网络传输后，再将信息流转化为对应的业务，从而实现一个系统承载多种业务的模式，并且信号在网络上传输，可以不受空间和线缆限制，实现：任何时间任何地点任何信号无障碍的传递到任何你想要的地方，从而实现全国范围内的无死角指挥，而且实时可视化。

1.2需求分析指挥中心平台是政府信息化建设中一个重大而紧迫的建设需求。充分利用信息化手段，发挥信息技术在灾害预警监测、风险评估、应急响应、决策支持和灾后恢复中的作用，全面提升政府应对各类突发事件的能力。东微智能承建的指挥中心平台针对突发紧急事件发生，为政府进行应急决策、应急指挥提供相关信息获取、应对措施查询、决策支持的信息应用。它应具有灾情信息获取、信息共享查询、快速评估、辅助决策、命令发布、现场指挥、动态显示、信息公告等功能，并为实现应急指挥平台的通信畅通、现场及时、数据完备、指挥到位提供技术保障。二、指挥系统设计原则2.1先进性和成熟型原则采用国内外一流设备，充分考虑技术的发展趋势，适度超前。采用经过工程运行验证的成熟的先进技术和产品，确保性能稳定、可靠。采用成熟和先进的技术，如4K、H.、大屏幕显示系统、成熟的管控技术、物联网大数据技术等。2.2实用性和经济性原则系统设计符合实际需要，注重实用性、注意系统配置的经济效益，达到综合平衡；综合考虑系统的性能和价格，性能价格比在同类系统和条件下达到最优；并需要考虑系统长期运行维护成本。2.3开放性和可扩展性原则系统设计考虑到业务未来发展的需要，尽可能设计的简明，整个系统具有相联性和互操作性。系统全部采用国际通用的标准化产品，系统与其他产品可以相互连通，并实现完全兼容，具有良好的可扩充、扩展能力，能够方便进行系统升级和更新，以适应今后业务的不断发展。系统应满足上下级级联功能，实现信息的共享，同时系统设计要具备开放性，有利于今后的扩展。2.4可靠性和稳定性原则设备在设计时充分考虑高可靠性和系统性能的稳定性及以降低系统故障概率的设计措施，系统的可靠性是系统设计时重点考虑的一个方面，系统具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能，并能长期稳定地工作；系统满足结构简单，可靠性高，故障率低，维护维修方便；系统启动快，故障恢复迅速。2.5简单、智能性原则系统使用简单、智能，各系统间集成化程度高、兼容性好，指挥终端互动性强，具有良好的人机管理界面，所有信号实时反馈，可视化管理。三、系统设计思路3.1开放式顶层架构，统一融合接入建设具备目标监控预警、事件上报发布、处置流程、跨部门/跨子系统协同的指挥平台，需要融合诸多信息化系统/产品，如监控、视频会议、通讯调度、大数据、影像地图、图像识别智能分析技术等，指挥平台接入层运用全媒体融合技术、物联网全连接技术，将接入层设计为开放式架构，保证各种信息化系统、产品，各种技术应用能够统一融合到平台中，保证各系统间互联、互通、互控的联动机制，避免简单烟囱式的系统堆叠，避免信息孤岛，真正形成完备体系的指挥平台，并为平台未来演进提供架构上的可能性，便利性。3.2标准媒体格式，统一全网通联多媒体信息是指挥平台内应用和交换的核心数据内容之一，其在行业各信息化技术、产品方案中有较多的承载形式和格式标准，在融合过程中需要通过转码翻译来实现多媒体信息的跨地域、跨系统、跨产品方案的传输和交换，指挥平台内定义标准化的多媒体信息格式，保证平台内各子系统间，各产品方案间的通信、传输、交换、处理的标准化方式，实现各子系统间高效联通、联动。3.3基于物联网的系统全连接指挥平台中需要应用到各种传感器、信息化处置第三方子系统，来自不同厂家，使用不同协议等，通过物联网接入网关，支持OPC/Modbus/SNMP/BACnet等各种物联网接入协议，实现指挥平台中任意第三方系统的接入，并在此基础上实现大数据数据采集存储、子系统的统一控制操作，为大数据分析提供数据支撑，为统一操控，跨系统联动处理及上层业务开发提供技术手段。3.4安全稳定指挥平台作为指挥的核心信息化平台，其运行安全性、稳定性是基本要求，平台需要从架构设计上就考虑此关键要素，融合的各子系统、产品方案、技术应用都应有明确有效的安全稳定保障机制，需要端到端备份、自动切换、自动恢复等稳定运行保障技术。3.5业务可定义的融合方案指挥平台需要建设为行业科技集成的信息化系统，其中各项高新技术、产品方案最终都要能应用到管理部门相关业务中才能起到应有的作用，高科技才能得到体现。管理的目标对象和业务多样、复杂，而且随着国家发展，国家对管理部门的职能、任务要求会有相应的发展和变化，平台应具备基于管理、指挥业务需要定义和扩展平台功能和业务能力，适应管理部门未来任务职责发展需要，通过软件化开发不断实现管理业务新流程，从架构层面做到可以与时俱进，不断发展变化的能力，用智能化的程序取代简单重复的业务，真正做到智能目标管理监控、智能报警上报、流程化预案处置、基于数据和人工智能的辅助决策、精细化日常管理流程及日常监管，平时看不见系统的存在，但当发生意外时就能够迅速介入处理。

四、指挥中心系统方案4.1方案结构概述

四、指挥中心系统方案

4.1方案结构概述

平台主要以全媒体融平台为核心部件，通过融合平台连接输入和输出端，融合平台对整合的输入输出信号进行融合、处理调度、控制完成信号的交换；与全媒体融合平台连接的模块有：信号源输入模块（视频会议、视频监控、通用音视频设备、超高分图、KVM坐席组成）、通讯调度模块（对讲、单兵、电话）、音频扩声模块、环境控制模块、网络防护模块、大屏显示模块，各模块系统通过IP网络与全媒体融合平台连接，实现数据、控制、协议、接口转换。

4.2方案系统图

4.2.1视频监控接入

GB/ONVIF：平台支持GB和ONVIF，通过平台内的多媒体服务器与视频监控平台的GB网关模块直接对接，从监控平台获取多媒体（监控摄像头目录、监控视频、监控音频、反向音频），控制（监控摄像头PTZ控制），数据（监控平台智能分析触发事件）。

多媒体：平台多媒体服务器获得监控平台摄像头目录后，可以任意选取其中多个摄像头的音视频，由多媒体服务器进行转码为指挥平台内的标准格式码流，成为平台内可任意交换的媒体信息源。

控制：指挥平台可直接对监控摄像头进行远程PTZ云台操控，同时也可以向具备音频接收能力监控摄像头发送反向音频，用于对监控对象现场跟踪，喊话等功能实现。数据：对于具备智能分析能力监控平台，智能分析结果发现的突发警情可以触发事件上报到指挥平台，用于后续警情处置联动处理。能力：指挥平台可以同时接入多套监控平台，多厂家监控平台，通过多媒体服务器堆叠和负载均衡策略实现进入平台内监控类媒体信息源数量能力平滑扩容。监控平台自身下挂物理监控摄像头数量与指挥平台媒体信息源接入能力无直接关系，可自行扩容。4.2.2视频会议接入指挥平台与视频会议类型子系统对接支持抓包方式获取会议图像，可适应不同的联通、融合场景。

多媒体（单向抓包模式）

：指挥平台通过多媒体服务器可直接单向抓取视频会议系统中的会议图像码流，转码为平台内的标准格式码流，成为平台媒体信息源。

4.2.3模拟信号系统接入

对传统只有模拟信号的系统应用，指挥平台可通过专有设备将模拟信号进行IP化处理，同样可进入平台。

多媒体（单向抓包模式）：指挥平台通过多媒体服务器可直接单向抓取视频会议系统中的会议图像码流，转码为平台内的标准格式码流，成为平台媒体信息源。4.2.3模拟信号系统接入对传统只有模拟信号的系统应用，指挥平台可通过专有设备将模拟信号进行IP化处理，同样可进入平台。

多媒体：指挥平台的媒体前端设备多媒体输入接口机，支持DVI/HDMI/VGA/HDBaseT/FIBER/SDI/音频接口等各种音视频接口类型，将模拟类型多媒体信号编码为平台内的标准码流格式媒体信息源。控制：指挥平台内的综合接入模块多媒体输入接口机/多媒体输出接口机及分布式环控模块，具备丰富的设备控制接口，包括IR/RS/RELAY/IO/IPtelnet等，可直接通过这些接口对近端的模拟类型设备和系统进行控制集成，在用户控制模块提供基于标准界面控件的触控式操作界面。数据：指挥平台中分布式环控模块具备双向控制能力，可通过物联网环境传感器获取环控数据，配合其它各子系统实现各种智能控制操作类功能业务。4.2.4语音调度接入语音模块是指挥调度系统基础模块，是迅速下达命令、协同指挥的有效手段。通过语音接入设备完成语音互联互通。各种语音通信系统互联互通系统通过各类接入方式，实现与公共交换电话网（PSTN）、公众移动通信（GSM/CDMA）、集群对讲通信系统等各种通信终端之间的互联互通。数字中继接入在主机中内置数字中继板卡，采用数字中继板卡方式接入，系统可通过同轴线缆（E1）方式直接接入运营商PSTN网络，也可通过现有程控交换机间接接入运营商PSTN网络。

环路中继接入在主机中内置环路中继板卡，采用环路中继板卡方式接入，系统可通过双绞线（FXO）方式直接接入运营商PSTN网络，也可通过现有程控交换机间接接入运营商PSTN网络。

无线对讲接入无线通信系统与指挥中心位置太远，可采用远端无线接入网关接入，再通过IP网络/内部专网接入综合指挥调度系统。可接入无线集群系统或短波电台/超短波车台等无线通信设备，可以进行波段设定，可与多台集群接入设备进行对接，实现不同波段集群的接入。

单兵、手机接入系统提供单兵APP、POC对讲的接入，实现指挥中心对现场人员的调度。通过单兵APP客户端实现视频/图片回传、语音通话、视频通话、单兵定位与历史轨迹显示、视频点播等功能，以便指挥中心了解现场情况，现场人员通过APP及时向指挥中心反馈情况；通过POC对讲，可快速发起一对一、一对多的群组通话，满足用户工作、生活中的群组调度需求。

数字会议接入主机内置音频接入模块，每块音频接入模块提供2路音频接口，采用DB15镀金母头接口，并提供焊接好的2米双绞屏蔽线缆，和数字会议室音频矩阵/调音台的接入，实现综合指挥调度系统与数字会议系统的互联互通。

4.2.5KVM接入融合平台支持KVM坐席接入，支持KVM坐席上屏，完全基于IP网络部署，跨交换机和路由；KVM坐席操作员，支持把本坐席的列表中的任意视频源，推送到本地或者远端的拼接大屏全屏显示，视频源上屏状态同步刷新到大屏的可视化调度台UI，支持后续的缩放调整和下屏操作，单个坐席最大支持推送到个大屏；不同于将软件安装于PC方案，并用PC自身网络接口进行坐席内容交互，导致业务系统和控制系统无法物理区隔的坐席指挥系统，本系统业务网可以和KVM控制网物理上完全隔离，业务网无法通过任何方式连入控制网，从而保证控制网信息安全。

4.3方案特色4.3.1大屏控制

多屏拼接显示：平台支持多屏拼接；每块单独屏幕支持16个视频开窗，支持16层视频叠加显示，支持画中画；支持视频在拼接屏上漫游。视频支持拖拽方式移动和缩放。帧同步：对于拼接大屏，多屏跨屏确保按帧同步，确保大屏显示动态、静态图像连续性，不会因帧不同步出现图像被截断现象。视频轮巡：支持在拼接屏上循环显示各视频信号；支持在屏幕指定区域上循环显示，如在拼接大屏中间位置作轮巡显示，两侧作为固定画面显示。预案管理：平台可根据不同的应用场合，配置不同的信号组合、不同的音频模式、不同的摄像机位置、不同的灯光明暗度等等，实现多个预案一键调用和一键切换，实现多子系统的联动管理。如：开启系统后，先打开灯光，然后打开话筒音箱及显示设备、再调用视频显示模式、连接视频会议系统、自动调整摄像角度等等。OSD字幕显示：系统支持在信号源和显示端增加字幕显示，在信号源种类和数量多的情况下，可在信号源上添加固定字幕（如电脑名称、左前摄像机等等），对于拼接大屏固定显示区域，也可增加固定的字幕标语，如园区视频轮巡画面、道路监控画面等。可设置字幕字体、大小，可设置字幕显示位置，支持字幕左右滚动显示等。信息分发：媒体信息源可以以触控方式或者业务定义编程方式直接分发到平台内不同类型信息发布终端设备，如显示屏、电脑桌面、手机/平板手持设备等，通过控制对接，还可以触发声光电等物理设备报警。

4.3.2大屏可视化操控

指挥平台支持全可视化触控方式对所有功能进行操作，所见即所得，不经过专业培训也不易出错。所有可视化对象包括：视频可视化、音频可视化、控制可视化、信息可视化。视频可视化：所有平台内的视频类媒体信息源都支持动态可视化预览，以列表形式呈现到平板电脑、iPad等用户控制模块上，可拖拽、放大缩小等触控方式做上屏操作，可被作为资源进行搜索。音频可视化：与视频同步的音频类媒体信息源可在用户控制模块上进行预监，可直接控制拼接屏上放音闭音，独立的音频类媒体信息源也可作为独立的音频列表在用户控制模块上呈现，通过拖拽方式上屏放音，或者与视频进行逻辑绑定，进行同传同放。控制可视化：用户控制模块界面支持多种类型控制类控件，用于生成通用类型设备控制界面，所有设备控制全可视化触控完成。4.3.3媒体调度标准格式，全网通联为方便指挥平台内媒体信息接入、交换、互通，平台引入通信思维，平台内采用统一标准格式媒体码流，即为媒体信息源。媒体信息源遵循如下标准：

标准化承载：采用IP作为媒体信息源承载，一根网线承载音频、视频、控制、数据全部信息，整个平台可直接在用户专网中运行使用，在平台内各系统间任意传输、交换、互通。标准化协议：音频采用AAC-LD/G./G/协议，视频采用H./H.支持P/4K等分辨率，信令采用RTSP/RTMP协议，通过RTP进行码流打包封装传输。全部协议是行业通用标准协议，保证与各子系统对接简便性，通用性。标准化分层：视频占据较大数据量，尤其高清视频，单个媒体信息源会被编码为不同分辨率，不同带宽的多层级媒体信息源，如CIF

指挥平台支持分级、分地域级联，各层级、地域单位可独立建设部署平台，通过级联方式与上级单位，兄弟单位平台进行级联连接。媒体级联：上下级平台之间物理上通过彼此多媒体服务器建立媒体级联通道来传递媒体信息源，级联内所有开放的媒体信息源都可以直接被级联平台直接调用，观看。控制级联：上下级平台之间物理上通过彼此中心控制服务器建立控制级联通道，级联内所有开放设备源都可以直接被级联平台直接控制、操作。数据级联：上下级平台之间可建立数据级联通道，保证关键事件、数据信息的通联。级联带宽管理：各级联平台间网络一般为带宽受限专线，平台级联具备级联带宽管理功能，通过级联通道数管理、媒体信息源层级智能选择来提高级联带宽使用效率。4.3.5物联网大数据物联网全连接

指挥平台内嵌物联网全连接功能，通过协议适配，主动对接不同厂家的硬件。每个不同的协议，都对应一个DLL，平台提供数据库、底层通讯、线程调度的众多接口，对新接入系统只需