關于某應急指揮中心音視頻系統的設計

　　徐強

　　(四川長虹電子系統有限公司，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》，對國務院現有機構進行了重大調整，充分體現了中國進入新時代全面發展和高質量發展的新要求，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、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時指揮平臺，應急指揮中心具有保障公共安全和處置突發公共事件的能力，最大程度地預防和減少突發公共事件及其造成的損害，保障公眾的生命財產安全，維護國家安全和社會穩定，促進經濟社會全面、協調、可持續發展。應急指揮部門需要借助先進的音視頻產品和技術，提升指揮和作戰的能力。本文就以我國某市的應急指揮中心的音視頻系統設計為例進行介紹。

　　關鍵詞：應急管理、指揮中心、音視頻、無紙化系統、分布式系統、中控系統

　　建設的背景

　　應急指揮平臺是在城市應急指揮系統上整合和利用城市現有資源的基礎上，采用現代信息等先進技術，建立集通信、指揮和調度于一體，高度智能化的城市應急系統。構建一個平戰結合、預防為主的應急指揮平臺，實現公共安全從被動應付型向主動保障型、從傳統經驗型向現代高科技型的戰略轉變，促進政府健全體制、創新機制,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、數字會議系統、擴聲系統、錄播系統、中控系統等音視頻電子設備大量進入會議場所，使會議系統的配置越來越專業，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、經濟型八條基本原則。

　　相關標準：

　　GB50118 民用建筑隔聲設計規范

　　GB50635 會議電視會場系統工程設計規范

　　GB/T14197 聲系統設備互連的優選配接值

　　GB/T14220 視聽視頻和電視設備及系統音頻盒式系統

　　GB/T15381 會議系統電及音頻的性能要求

　　GB/T15485 語言清晰度指數的計算方法

　　GB/T15859 視聽、視頻和電視系統中設備互連的優選配接值

　　GB/T50314 智能建筑設計標準

　　GYJ25—86 廳堂擴聲系統聲學特性指標

　　YD/T926.1 大樓通信綜合布線系統第 1 部分:總規范

　　YD/T926.2 大樓通信綜合布線系統第 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

　　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，統一指揮、指導全市各級各部門應對安全生產類、自然災害類等突發事件和綜合防災減災救災工作;負責安全生產綜合監督管理和工礦商貿行業安全生產監督管理工作。

　　根據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互通的房間。

　　四個房間其主要用途如下：

　　指揮中心

　　作為戰時指揮的主要場所，日常主要用于會議、調度、指揮使用;主要由LED顯示屏、無紙化會議、數字會議、擴聲、視頻會議等組成。

　　圖1：指揮中心系統架構圖

　　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、數字會議、擴聲、視頻會議等組成。

　　圖2：決策室系統架構圖

　　值班室：作為監控中心、日常值班所用。主要由液晶拼接屏、監控系統、擴聲系統組成。

　　圖3：監控室系統架構圖

　　機房：為確保系統安全性，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。

　　為保證四個房間的互聯互通，采用基于TCP/IP的分布式音視頻控制系統，對四個房間進行集中統一調度管理。

　　圖4：四個房間采用基于TCP/IP的分布式網絡架構

　　3.2 子系統設計

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

　　3.2.1 顯示系統

　　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;

　　顯示系統通過分布式的輸出節點接入系統。

　　圖5：顯示系統拓撲圖

　　3.2.2 無紙化系統

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

　　無紙化會議系統具有功能豐富、界面簡潔直觀、操作便捷、穩定可靠等特點，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場管控，并且節省大量的會議資料印刷費用，符合建設節約型、資源型、環保型社會的理念，廣泛應用于黨政機關、企事業單位的會議、培訓、辦公等用途。特別是作為應急指揮應用，更具有保密的優勢。

　　無紙化會議系統的特點是：文件傳輸網絡化，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會議簽到、人名導位、文件分發和上傳、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、麒麟等多種系統平臺上應用。

　　圖6：無紙化會議系統的業務流程

無紙化系統通過分布式節點接入系統，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：無紙化會議系統拓撲圖

　　無紙化會議系統的管理軟件，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。

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

　　系統管理功能主要體現在：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、信發模板管理、會議室資產管理、會議通知管理、會議室維修管理、統計分析等。

　　會前功能：會議日歷、會議預約、會議創建、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：無紙化會議系統功能截圖

　　3.2.3 數字會議系統

　　針對參會人員較多的應用，采用手拉手數字會議系統。

　　手拉手會議系統采用話筒首尾串聯連接的方式，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，依次串聯幾十個，解決傳統模擬會議系統接入數量少的弊端。

　　圖8：手拉手數字會議系統拓撲圖

　　手拉手數字會議系統功能特點如下：

　　具有發言功能、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。

　　預留數據接口，可免拆機升級及維護。

　　主機端可以集中調節音量;

　　采用專業的音頻處理設計，使發言者聲音清晰透徹。

　　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量。

　　單元之間具備線路帶電“熱插拔”功能，讓系統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

　　擴聲系統由反饋抑制器、音頻處理器、調音臺、功放、音箱等設備組成，用于對數字會議系統、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點編碼后進入控制系統。

　　圖9：擴聲系統組成圖

　　3.5. 中控系統

　　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：中控系統拓撲圖

　　圖11：中控系統功能截圖

　　3.6. 分布式系統

　　分布式云屏拼接系統，采用IP編解碼技術，以成熟的網絡交換及組播技術為基礎，實現各信號源、傳輸、顯示的分布式模塊化設計，輕松實現各種AV、VGA、DVI、SDI傳統非IP信號的IP信號的接入和拼接顯示，實現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圖像的實時回顯，充分保障顯示的可控性。

　　分布式系統之所以成為目前行業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絡交換結構，突破地域限制

　　多地協同操作與信號源共享

　　全網絡化數字信號，傳輸和處理器中無信號損失

　　處理分布

　　每個節點獨立處理信號，信號同步但又互不影響

　　輸入、輸出規模無限擴展

　　各節點互聯互通，信號共享

　　風險分布

　　各節點間相互獨立，無依賴

　　任何一個節點損壞不會影響其它設備工作

　　同時，分布式系統還具有如下優勢：

　　IP信號直接接入;

　　多屏統一管理;

　　全信號源跨墻調度;

　　信號源實時預覽;

　　回顯、預監實時保證顯示無誤;

　　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：分布式系統與中控系統的網絡連接

　　圖14：分布式系統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：分布式系統的會商室可視化控制界面

　　圖16：分布式系統的值班室可視化控制界面

　　建設結果

　　通過對上述子系統及總系統的分項建設和調試，用戶在使用體驗上遠比傳統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場照片

　　圖17：會商室建成后的現場照片

　　五、后記

　　根據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監測預警、信息報告、綜合研判、輔助決策、指揮調度、現場圖像采集等主要功能， 基本形成縱向貫通、橫向互聯的應急指揮體系。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，實現對突發事件動態、輿情動態、應急響應、資源調度、救援進展等各類應急信息的可視化展示; 建設協同會商子系統，接入室內衛星座機電話、紅機網電話等， 實現前后方和相關部門的音視頻會商，實現多方協同綜合研判會商;建設輔助決策子系統，為高效化、專業化救援提供支撐;建設指揮調度子系統，提供資源調度建議，強化前后方指揮調度通信保障和任務全過程可視化管理;建設信息發布子系統，實現預警災情信息的多渠道、多策略一鍵式發布;建設應急指揮體系管理子系統，實現快速查詢、一鍵通訊;建設總結評估子系統，為應急指揮能力提升提供支撐;實現業務應用移動化，提高應急辦公和處置效率;建設案例推演子系統，實現對案例總結評估和突發事件救援指揮的決策支撐;建設結構化預案子系統，實現事故災害快速關聯響應和預案的查詢統計。

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