關于某應急指揮中心音視頻系統(tǒng)的設計

　　徐強

　　(四川長虹電子系統(tǒng)有限公司，四川 綿陽 621000)

　　摘要：2018年2月26日至28日，十九屆三中全會通過的《中共中央關于深化黨和國家機構改革的決定》指出，深化黨和國家機構改革是推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的一場深刻變革。3月13日，國務院總理李克強向全國人大提請審議《國務院機構改革方案的議案》，對國務院現(xiàn)有機構進行了重大調(diào)整，充分體現(xiàn)了中國進入新時代全面發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的新要求，具有鮮明的時代和主題特色。其中，應急管理部的成立引起了實務界和理論界的高度關注。各省、市、自治區(qū)、直轄市的應急管理局(廳)也隨之成立。

　　作為應急管理部門的日常辦公和戰(zhàn)時指揮平臺，應急指揮中心具有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。應急指揮部門需要借助先進的音視頻產(chǎn)品和技術，提升指揮和作戰(zhàn)的能力。本文就以我國某市的應急指揮中心的音視頻系統(tǒng)設計為例進行介紹。

　　關鍵詞：應急管理、指揮中心、音視頻、無紙化系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、中控系統(tǒng)

　　建設的背景

　　應急指揮平臺是在城市應急指揮系統(tǒng)上整合和利用城市現(xiàn)有資源的基礎上，采用現(xiàn)代信息等先進技術，建立集通信、指揮和調(diào)度于一體，高度智能化的城市應急系統(tǒng)。構建一個平戰(zhàn)結(jié)合、預防為主的應急指揮平臺，實現(xiàn)公共安全從被動應付型向主動保障型、從傳統(tǒng)經(jīng)驗型向現(xiàn)代高科技型的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，促進政府健全體制、創(chuàng)新機制,全面提升城市應急管理水平。應急指揮中心也從一個單純的以聽、聞為主的交流場所，逐漸演變成為一個具有多種功能的綜合性的信息資源交流場所，LED大屏、液晶拼接屏、無紙化會議系統(tǒng)、數(shù)字會議系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)、中控系統(tǒng)等音視頻電子設備大量進入會議場所，使會議系統(tǒng)的配置越來越專業(yè)，功能也越來越強大，應急指揮也越來越方便和快捷。

　　相關的原則和標準

　　在符合國家規(guī)范的前提下，最大限度地滿足實際需求。本著技術先進、高效便利、投資合理的精神在系統(tǒng)設計中所堅持的先進性、成熟性與實用性、靈活性和開放性、集成性和可擴展性、標準化和模塊化、安全性與可靠性、服務性與便利性、經(jīng)濟型八條基本原則。

　　相關標準：

　　GB50118 民用建筑隔聲設計規(guī)范

　　GB50635 會議電視會場系統(tǒng)工程設計規(guī)范

　　GB/T14197 聲系統(tǒng)設備互連的優(yōu)選配接值

　　GB/T14220 視聽視頻和電視設備及系統(tǒng)音頻盒式系統(tǒng)

　　GB/T15381 會議系統(tǒng)電及音頻的性能要求

　　GB/T15485 語言清晰度指數(shù)的計算方法

　　GB/T15859 視聽、視頻和電視系統(tǒng)中設備互連的優(yōu)選配接值

　　GB/T50314 智能建筑設計標準

　　GYJ25—86 廳堂擴聲系統(tǒng)聲學特性指標

　　YD/T926.1 大樓通信綜合布線系統(tǒng)第 1 部分:總規(guī)范

　　YD/T926.2 大樓通信綜合布線系統(tǒng)第 2 部分:電纜、光纜技術要求

　　YD/T926.3 大樓通信綜合布線系統(tǒng)第 3 部分:連接硬件和接插軟線技術要求

　　應急指揮中心需求及系統(tǒng)

　　3.1 總體設計

　　某市作為我國東部沿海的重要城市，其市級應急指揮中心，主要負責全市應急管理工作，統(tǒng)一指揮、指導全市各級各部門應對安全生產(chǎn)類、自然災害類等突發(fā)事件和綜合防災減災救災工作;負責安全生產(chǎn)綜合監(jiān)督管理和工礦商貿(mào)行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作。

　　根據(jù)其主要工作職責及需求，應急指揮中心主要分為指揮中心、決策室、值班室、機房四個空間上獨立但又需要做到信息的互聯(lián)互通的房間。

　　四個房間其主要用途如下：

　　指揮中心

　　作為戰(zhàn)時指揮的主要場所，日常主要用于會議、調(diào)度、指揮使用;主要由LED顯示屏、無紙化會議、數(shù)字會議、擴聲、視頻會議等組成。

　　圖1：指揮中心系統(tǒng)架構圖

　　決策室：作為領導做高層部署、保密會議、決策商討之用。主要由液晶拼接屏、無紙化、數(shù)字會議、擴聲、視頻會議等組成。

　　圖2：決策室系統(tǒng)架構圖

　　值班室：作為監(jiān)控中心、日常值班所用。主要由液晶拼接屏、監(jiān)控系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)組成。

　　圖3：監(jiān)控室系統(tǒng)架構圖

　　機房：為確保系統(tǒng)安全性，做到人機分離設計，電腦主機、服務器等設備全部放于機房內(nèi)。

　　為保證四個房間的互聯(lián)互通，采用基于TCP/IP的分布式音視頻控制系統(tǒng)，對四個房間進行集中統(tǒng)一調(diào)度管理。

　　圖4：四個房間采用基于TCP/IP的分布式網(wǎng)絡架構

　　3.2 子系統(tǒng)設計

　　根據(jù)上述使用需求，按照功能模塊劃分，整個音視頻系統(tǒng)分為顯示系統(tǒng)、無紙化會議系統(tǒng)、數(shù)字會議系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、其他系統(tǒng)(錄播、視頻會議、應急平臺等)等7個子系統(tǒng)。本文主要介紹以下幾個與音視頻相關的主要子系統(tǒng)。

　　3.2.1 顯示系統(tǒng)

　　指揮中心:采用點間距為1.25mm的LED屏，16.896平米;

　　決策室：55寸液晶拼接屏，2行3列;

　　值班室：46寸液晶拼接屏，2行3列;

　　顯示系統(tǒng)通過分布式的輸出節(jié)點接入系統(tǒng)。

　　圖5：顯示系統(tǒng)拓撲圖

　　3.2.2 無紙化系統(tǒng)

　　無紙化會議系統(tǒng)是基于局域網(wǎng)、專網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)的智能會議交互系統(tǒng). 通過運用通訊技術、音視頻技術、計算機技術，實現(xiàn)文件的電子交換及會議流程的無紙化。

　　無紙化會議系統(tǒng)具有功能豐富、界面簡潔直觀、操作便捷、穩(wěn)定可靠等特點，能夠有效降低會議組織人員的工作壓力，通過提高會議的效率及增強現(xiàn)場管控，并且節(jié)省大量的會議資料印刷費用，符合建設節(jié)約型、資源型、環(huán)保型社會的理念，廣泛應用于黨政機關、企事業(yè)單位的會議、培訓、辦公等用途。特別是作為應急指揮應用，更具有保密的優(yōu)勢。

　　無紙化會議系統(tǒng)的特點是：文件傳輸網(wǎng)絡化，文件顯示電子化，文件編輯智能化，文件輸入輸出可控化。核心功能主要是實現(xiàn)會議簽到、人名導位、文件分發(fā)和上傳、文件同步演示、投票表決，手寫批注、呼叫服務、語音字幕顯示，遠程視頻會議等功能，并且可以在windows、IOS、Android、麒麟等多種系統(tǒng)平臺上應用。

　　圖6：無紙化會議系統(tǒng)的業(yè)務流程

無紙化系統(tǒng)通過分布式節(jié)點接入系統(tǒng)，同時視頻會議、本地電腦等信號也可以通過分布式編碼后，在無紙化軟件上進行顯示。

　　圖7：無紙化會議系統(tǒng)拓撲圖

　　無紙化會議系統(tǒng)的管理軟件，可支持多個會議室、多個會議的同時管理，通過可視化的頁面交互方式，使會議預約、會議配置、議題設置、座次預設操作更加高效，提高無紙化會議的創(chuàng)建、配置的效率，提升會議過程中信息交互、資料管理和會議后資料歸檔以及資料安全備份的能力。

　　? 無紙化會議系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)功能、會前功能、會中功能和會后功能四大模塊。

　　系統(tǒng)管理功能主要體現(xiàn)在：組織架構管理、參會人員角色管理、用戶、管理、會議室類型管理、會議室管理、終端管理、歡迎界面管理、電子桌牌、會議標語管理、信發(fā)模板管理、會議室資產(chǎn)管理、會議通知管理、會議室維修管理、統(tǒng)計分析等。

　　會前功能：會議日歷、會議預約、會議創(chuàng)建、會議啟動、會議取消

　　會中功能：會議延后、候會播報、會議標語

　　會后功能：資料整理

　　圖7：無紙化會議系統(tǒng)功能截圖

　　3.2.3 數(shù)字會議系統(tǒng)

　　針對參會人員較多的應用，采用手拉手數(shù)字會議系統(tǒng)。

　　手拉手會議系統(tǒng)采用話筒首尾串聯(lián)連接的方式，即第一只話筒接到會議主機后，從第一只話筒引出一根線接上第二只話筒，然后從第二只話筒引出一根線接到第三只話筒，依次串聯(lián)幾十個，解決傳統(tǒng)模擬會議系統(tǒng)接入數(shù)量少的弊端。

　　圖8：手拉手數(shù)字會議系統(tǒng)拓撲圖

　　手拉手數(shù)字會議系統(tǒng)功能特點如下：

　　具有發(fā)言功能、投票表決、會議服務、同聲傳譯收聽、視頻跟蹤功能于一體的多功能會議終端，可按照使用需求選配及使用對應的會議主機。

　　預留數(shù)據(jù)接口，可免拆機升級及維護。

　　主機端可以集中調(diào)節(jié)音量;

　　采用專業(yè)的音頻處理設計，使發(fā)言者聲音清晰透徹。

　　單元采用無源設計，由會議主機供電，低功耗設計;

　　駐極體超心形指向性麥克風，確保拾音距離及聲音質(zhì)量。

　　單元之間具備線路帶電“熱插拔”功能，讓系統(tǒng)的安全性得到更大的保障。

　　具有會議服務功能，可以在會議中有筆紙、茶水等需求時通知服務員。

　　采用性能穩(wěn)定的電容式感應觸摸按鍵，不需要人體直接接觸金屬，可以消除安全隱患，即使帶手套也可以使用，并且不受天氣干燥潮濕人體電阻變化等影響，使用更加方便。

　　按鍵沒有機械部件，不會磨損，減少后期維護成本。

　　3.2.4 擴聲系統(tǒng)

　　擴聲系統(tǒng)由反饋抑制器、音頻處理器、調(diào)音臺、功放、音箱等設備組成，用于對數(shù)字會議系統(tǒng)、電腦、DVD等音頻信號進行處理、放大及輸出。

其中音頻處理器輸出的音頻信號進入分布式節(jié)點編碼后進入控制系統(tǒng)。

　　圖9：擴聲系統(tǒng)組成圖

　　3.5. 中控系統(tǒng)

　　中控主機通過RS232、RS485、I/O、IR等通信接口與外部設備相連，采用平板電腦對這些相連設備進行控制。

　　圖10：中控系統(tǒng)拓撲圖

　　圖11：中控系統(tǒng)功能截圖

　　3.6. 分布式系統(tǒng)

　　分布式云屏拼接系統(tǒng)，采用IP編解碼技術，以成熟的網(wǎng)絡交換及組播技術為基礎，實現(xiàn)各信號源、傳輸、顯示的分布式模塊化設計，輕松實現(xiàn)各種AV、VGA、DVI、SDI傳統(tǒng)非IP信號的IP信號的接入和拼接顯示，實現(xiàn)圖像在顯示終端上的任意跨屏、漫游、開窗、疊加，并在控制端軟件實現(xiàn)圖像的實時回顯，充分保障顯示的可控性。

　　分布式系統(tǒng)之所以成為目前行業(yè)的主要音視頻控制方案，主要是其具有地理分布、處理分布、風險分布三個特點。其具體解釋如下：

　　圖12：分布式的風險分布示意圖

　　地理分布

　　所有信號和控制都基于網(wǎng)絡交換結(jié)構，突破地域限制

　　多地協(xié)同操作與信號源共享

　　全網(wǎng)絡化數(shù)字信號，傳輸和處理器中無信號損失

　　處理分布

　　每個節(jié)點獨立處理信號，信號同步但又互不影響

　　輸入、輸出規(guī)模無限擴展

　　各節(jié)點互聯(lián)互通，信號共享

　　風險分布

　　各節(jié)點間相互獨立，無依賴

　　任何一個節(jié)點損壞不會影響其它設備工作

　　同時，分布式系統(tǒng)還具有如下優(yōu)勢：

　　IP信號直接接入;

　　多屏統(tǒng)一管理;

　　全信號源跨墻調(diào)度;

　　信號源實時預覽;

　　回顯、預監(jiān)實時保證顯示無誤;

　　超大分辨率應用點對點顯示;

　　電腦、移動設備無線控制及上屏顯示;

　　全網(wǎng)絡化操作與應用，方便擴展;

　　與燈光、音響等外設集中控制。

　　圖13：分布式系統(tǒng)與中控系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接

　　圖14：分布式系統(tǒng)的指揮中心可視化控制界面(圖像預覽、回顯、任意開窗、漫游、疊加)

　　圖15：分布式系統(tǒng)的會商室可視化控制界面

　　圖16：分布式系統(tǒng)的值班室可視化控制界面

　　建設結(jié)果

　　通過對上述子系統(tǒng)及總系統(tǒng)的分項建設和調(diào)試，用戶在使用體驗上遠比傳統(tǒng)的指揮中心更方便快捷，也更有利于各項指揮工作的開展。

　　圖17：指揮中心建成后的現(xiàn)場照片

　　圖17：會商室建成后的現(xiàn)場照片

　　五、后記

　　根據(jù)國家和地方的相關政策，到 2021年底，市縣兩級應急管理部門的應急指揮平臺基本實現(xiàn)監(jiān)測預警、信息報告、綜合研判、輔助決策、指揮調(diào)度、現(xiàn)場圖像采集等主要功能， 基本形成縱向貫通、橫向互聯(lián)的應急指揮體系。具備值班值守功能，滿足值班值守工作需要;建設綜合分析展示子系統(tǒng)，實現(xiàn)對突發(fā)事件動態(tài)、輿情動態(tài)、應急響應、資源調(diào)度、救援進展等各類應急信息的可視化展示; 建設協(xié)同會商子系統(tǒng)，接入室內(nèi)衛(wèi)星座機電話、紅機網(wǎng)電話等， 實現(xiàn)前后方和相關部門的音視頻會商，實現(xiàn)多方協(xié)同綜合研判會商;建設輔助決策子系統(tǒng)，為高效化、專業(yè)化救援提供支撐;建設指揮調(diào)度子系統(tǒng)，提供資源調(diào)度建議，強化前后方指揮調(diào)度通信保障和任務全過程可視化管理;建設信息發(fā)布子系統(tǒng)，實現(xiàn)預警災情信息的多渠道、多策略一鍵式發(fā)布;建設應急指揮體系管理子系統(tǒng)，實現(xiàn)快速查詢、一鍵通訊;建設總結(jié)評估子系統(tǒng)，為應急指揮能力提升提供支撐;實現(xiàn)業(yè)務應用移動化，提高應急辦公和處置效率;建設案例推演子系統(tǒng)，實現(xiàn)對案例總結(jié)評估和突發(fā)事件救援指揮的決策支撐;建設結(jié)構化預案子系統(tǒng)，實現(xiàn)事故災害快速關聯(lián)響應和預案的查詢統(tǒng)計。

　　基于上述建設要求，以分布式為基礎，集成顯示系統(tǒng)、無紙化系統(tǒng)、數(shù)字會議系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、中控系統(tǒng)及其他音視頻子系統(tǒng)的應急指揮系統(tǒng)，將會越來越多的投入到使用中，進一步提升應急指揮能力。