指挥中心分布式控制系统解决方案——艾维创

　　1 项目背景

　　本项目旨在实现各种音视频资源的互联互通，通过强大的多媒体融合调度、联席会议和大屏辅助决策等，保障国家金融信息中心的高效运作，实现运维体系的全方位监控，保障产品的稳定运行、事务交互的智能化处理。

　　AVTRONSYS “集中智能控制系统” 不仅可实现不同房间的连接，更可实现楼与楼间及至跨越区域、跨城市的可视化互联与云信息共享，真正实现大范围全网络的智能控制。可实现所有“声光电”设备运行情况监测管理等在内的各业务可视化信息的智慧互联，并可在此基础上深度结合各应用需要，构建集可视化会议系统调度管理、多方会议决策、多系统集成、系统联动控制、大数据显示等一体化的管理平台。

　　2需求分析

　　根据用户需求及建设目标，监控指挥中心拟建LED大屏显示系统、智能化中央控制系统、视频会议系统、音频系统、集中网络控制系统、视频监控系统等多种系统。系统实现通过网络及通讯传输，将全关区需要监控的前端视音频及多媒体信息资源汇集到指挥中心综合管控平台，实现信息的资源共享、统一处理。

　　指挥中心系统包括应急时间进行综合应急处置的组织、讨论指挥场所、装备场所的办公室设施和智能化会议的硬件设备。解决方案提供从会场环境到智能会议系统设计和建设整套解决方案。

　　2.1 指挥中心功能分析

　　2.1.1应急指挥功能

　　(1) 实现紧急情况的收集、显示、上报功能。即在指挥中心内能通过网络传输和其他通信方式实时接收、显示、上报紧急情况的现场文字、图片、语言信息，并能通过终端服务器和显示屏随时调阅紧急情况子系统的文字、图片信息。

　　(2) 实现远程指挥功能。在执行突发任务时，可依托网络，运用语言、文字、图片信息迅速实现对各个子系统和现场实时远程指挥;

　　(3) 实现应急指挥辅助决策功能。

　　2.1.2远程监控功能

　　(1) 通过网络传输视频信号，实现对现场进行实时监控 (可预留端口)。

　　(2)实现对各子系统所有监控目标实时监控或调阅。

　　2.1.3视频会议功能

　　(1) 实现召开各类会议的功能;

　　(2) 实现召开远程视频会议的功能。

　　指挥中心总体设计方案

　　3.1 设计思想

　　(1)以指挥中心信息管理、地理信息管理、大屏幕监控及显示、指挥调度为核心，提高管理效率、管理精度、管理力度;

　　(2)基于开放式技术，提供系统在容量、功能等各个方面发展的基础，保护投资;

　　(3)模块化支持业务功能变化的升级;

　　(4)高可靠性，具备极高的处理容错能力和平台容错设计，并能保证数据安全;

　　(5)先进、实用、成熟的管理系统;

　　(6)友好的操作界面。

　　3.2 指挥中心系统设计遵循的原则

　　(1) 可靠性：系统运行要建立在坚实的软件、硬件基础上，这是系统稳定可靠运行的前提。在此基础上，指挥中心系统管理软件与操作系统及其他应用软件应有比较明确的接口规范。应用系统要经过反复测试，有较强的容错能力，确保可靠运行;

　　(2) 实用性：软件开发要依据应急指挥中心的具体工作需要，必须符合指挥中心的工作流程;

　　(3) 先进性：系统开发的起点要高，采用的软件平台要尽可能是目前世界上公认较先进的技术平台。在此基础上，采用先进的模块化程序设计和先进的设计思想，最终使系统在技术上达到国内领先水平;

　　(4) 可扩展性：系统建设是一个逐步发展的进程，要求系统能够随着各种先进技术的出现，有足够的扩展升级的余地。

　　通过指挥大厅智能控制系统，可以实现上下级之间的命令下达、工作汇报、文件实时传送、事件监控及纪录等多项功能，极大地提高了人员的工作效率。

　　3.3总体设计说明

　　AVTRONSYS顺应趋势，汇集多年分布式技术研究成果，推出E-Cluster集群管理平台解决方案----云，致力为用户快速建立高性能、可靠、易用的可视化云应用平台。以分布式云互联为基础，创建集云互联、信息交互、大数据应用于一体的综合可视化信息解决方案，实现信息从看到用的质变，挖掘可视化数据的最大价值。

　　E-Cluster管理平台以分布式技术为核心，通过软硬件手段将不同类型的音视频信号接入网络中，形成互联互通的可视化网络。E-Cluster集群管理数据传输特点，使其不仅可实现不同房间的连接，更可实现与至跨越区域、跨城市的可视化互联与云信息共享，真正实现大范围全网络的云覆盖。

　　指挥大厅LED大屏显示系统可将前端各业务现场传输来的视频监控信号、视频会议系统的视频信号、业务现场的计算机信号以及大屏包装系统传输的高分辨率图像通过具有网络分布式架构的大屏幕控制系统(输入节点、交换机及输出节点)，最终展示在拼接大屏幕上，各种信号均可漫游、缩放等多种显示方式，满足指挥中心综合显示的需求。

　　视频监控系统主要完成，前端分支模拟视频信号的改造IP数字化后，纳入指挥中心专网，并将各个分支的网络视频信号直接纳入专网，纳入专网的视频信号可由视频监控系统统一调度管理，并可输出到大屏幕拼接显示系统。指挥中心可根据需要有选择的将视频信号集中存储。视频监控系统与视频会议终端融合，将视频信号输出到视频会议终端，使视频会议系统可调看视频监控系统的视频信号，并将视频监控图像作为视频会议中的参考图像。

　　智能中央控制系统通过控制串口、网络及红外多种控制方式实现了大屏幕拼接显示系统、视频监控系统、音频系统、视频播放系统及周边设备的全面智能化控制，实现整体系统操作的便捷性。各系统及设备声源通过调音台和音频处理器处理音频信号，最终将需要扩声的音频信号发送给功放，并由音响设备实现扩声的需要。

　　通过PC/平板电脑等移动终端，完成大屏幕墙的快速可视化调度，并对环境设备进行统一操控。根据操作要求定制可视化操作界面。

　　3.4分布式设计方案

　　我公司根据项目设计要求，“量体裁衣，精心设计”而成。

　　指挥中心的分布式控制系统须通过无线触摸平板电脑实现会议设备的开关控制，实现对摄像机进行上下左右转动和移动、镜头拉伸和切换，对会场所有显示设备(包括高清小间距LED全彩屏、电视机和监视器等)显示内容的切换(HDMI信号、DVI信号、SDI信号、YPbPr信号、VGA信号和AV信号等)，对各种输入输出信号的切换操作，对扩声设备进行声音大小的调节，对窗帘进行拉开、合上等调节，对灯光进行开关调节，对空调进行开关和风速大小的调节内容等。

　　针对指挥中心日常管理的特性，采用分布式矩阵和编、解码器，通过编程，所有采集的视频信号通过分布式矩阵与指挥大厅进行通讯，操作人员进行视频信号采集，通过解码器传出到指挥大厅的显示屏上，实现不同视频信号的切换。

　　由编码器对高清视频、音频信号进行编码与压缩处理，输出标准的TCP/IP标准网络流，通过高清视频网络矩阵进行分配切换，在由管理PC或者中控进行任意方式输入输出设置后切换与路由，输出网络流由解码器还出高清的视频与音频。

　　分布式控制系统示意图

　　3.4.1方案特点

　　网络化

　　采用网络传输，1对1编解码，将各种类型的音视频信号进行独立的数字化编码、传输进行解码显示，解决传统方案的信号干扰、远距离传输衰减、质量下降等。只要在同一个局域网内，多个房间、空间可以共用1套系统。

　　信息化(所见所得)

　　信息化直观展现，采用拖拽式操作，触摸或鼠标控制管理方式：支持多路动态视频同一界面动态显示，直接预览视频输入端的画面情况，通过视频源可视化，布局可视化、大屏显示可视化和系统状态可视化，让用户操作所见即所得。

　　可在场外监测设备运行状态，同步观看会议室内播放的内容，交互式操作，可设定权限。

　　集成化

　　平台可以同各类子系统进行无缝对接，如门禁管理系统、视频监控系统、背景音乐/广播系统等，通过各类网关(主机)及各类传感器网关对底层控制模块进行监测，把数据反馈到到E-CLUSTER平台，实现相关的综合管理控制。

　　云平台

　　云端远程控制，支持多用户同步操作。

　　视频分布式切换管理

　　通过编程，所有房间的音视频信号通过网络与总控室进行通讯，每个房间的高清视频信号通过分布式矩阵传输至显示终端上，即网络内的所有房间实现音视频共享。

　　3.4.2 IPAD视频回显及调用

　　通过网络矩阵的HDMI解码器解码出来的视频信号传输到网络编码盒子，网络编码盒子连接到局域网，基于网络的IPAD可远程调用服务器电脑音视频文件。

　　实现方式为： 电脑安装专用软件，文件名固定，文件数量固定来实现调用 (文件数量可根据实际情况调整) 。

　　3.4.3 音视频集中控制系统管理

　　分布式管控——将视频系统、音频系统、控制系统、会议系统、数据媒体系统横向打通，各子系统互联、互控，并可通过预案方式完成一键式切换;横向打通各子系统的协作通道，对大屏显示控制系统、视频处理系统、音频处理系统、中央控制系统、媒体录播系统等进行统一管理，实现互联互控。

　　在整个系统中，项目需要对各种多媒体设备、环境等实现实时监测管理。实现方式为周边设备与AVTROSNYS云中控物理端口进行连接，AVTROSNYS云中控将每个物理端口的控制转化为控制指令，在云系统中，只需通过云中控收发指令，就可实现周边设备控制。整个过程都是通过网络进行，无需亲临现场就可远程操控，非常便捷。

　　大屏幕显示系统

　　显示系统主要由LED屏、液晶电视、监视器等作为显示单元。完成各种图文信息的显示。

　　采用AVTRONSYS中控主机的RS232控制口对LED屏进行控制，运用灵活可靠的软件编程，可以调用图形拼接器预先设置好的模式，实现全屏和不同分屏等图像的拼接显示以及计算机图像、视频图像的叠加等，满足各种形式的显示效果：同时配置一台专门的控制触摸屏，实现对图形控制器的全面控制。大屏显示系统主要满足电脑信号和视频信号的高亮度、高清晰度的显示效果，实现多路电脑信号和视频信号的同时显示及图像叠加效果，并通过智能中控系统，对整个环境进行集中控制，实现人性化的人机交互。

　　TV控制

　　通过中控主机的红外IR端口来完成对TV的开关状态控制，并且模拟红外遥控的控制功能，各种功能按键选择及音视频信号切换/传输……

　　AVTRONSYS中控系统控制显示设备的所有功能，如开/关机、对视频图像、计算机图像的切换等;并且能够自动实现关联动作，如关闭系统时，设备将自动关闭。

　　拼接模式显示

　　信号切换系统

　　信号切换系统对现场信号源进行完善的处理，包括转接、分配、切换等，达到信号资源共享的目的，能轻易地获取任意一个或多个所需的信号，满足各种不同功能的需要。

　　信号处理系统包含有音频信号及视频信号处理两部分，配置音频、视频及计算机信号号矩阵切换器和电脑转换器，矩阵控制设备要求要求模块化设备具备很高的灵活性和扩展、兼容性，备控制面板及RS-232控制接口，能够与会议室内桌面信息面板(桌面信息面板含音频接口、HDMI接口、复合视频信号接口、专业的计算机图像接口、RJ45信息口等多种信息)接口统一连接在一起)。

　　高清视频切换系统要能和集中控制系统紧密结合实现不同使用场景的联动。例如：召开视频会议时的信号分配应能和实际需求进行切换分配显示。

　　系统充分考虑到将来扩展的需要，留有空间，充分体现系统的可扩展性。这些信号切换可以依靠中央控制系统进行集中控制管理，非常方便。

　　中央控制系统

　　集中控制子系统主要用于对常用的设备的常用功能进行集中化控制。通过集中控制系统，将常用的功能集中起来控制，即可以使操作简单化，也可以节省人力。

　　集中控制子系统的结构及相互之间的信息流

　　分布式中控主机具备双向控制链路，与控制单元配合使用，轻而易举实现控制的同时，实时读取各个单元运行状态，通过编程，还可以实现控制单元故障报警等交互式故障检测机制，自带POE供电RJ45接口，通过该网口，计算单元不需独立供电，只需网线连接交换机即可运行。

　　控制界面

　　人机对话界面编入使用者喜爱的全中文控制界面，可选用IPAD，使用时只需用手指点触所需控制设备或操作功能的图标或文字提示，即可实现对设备的控制并将设备当前的状态显示在触摸屏上。控制主机 编入使用者希望的控制程序和固定执行程序。

　　周边控制设备

　　电源模块、无线接收器等等…

　　AVTRONSYS可编程控制主机可连接所有RS232/RS422/RS485串口控制的设备，如矩阵、处理器、大屏、摄像头、投影机、录播系统、视频会议终端等。可实现设备开/关及信号切换。

　　提供所有对弱电、强电开关的控制，如设备电源、灯光等。

　　环境系统(灯光、窗帘)的控制

　　通过(8路强电继电器)，控制灯光的开关，使得灯光迎合各种的场合需要，最大限度实现节能、环保的目的。

　　通过(8路强电继电器)，控制窗帘的开关及暂停。

　　录播系统功能

　　系统拓扑图

　　分布式多媒体录播系统是由多媒体录播服务器和分布式音视频控制系统组成。多媒体录播服务器是系统的核心，统一管理和控制音视频信号，计算机屏幕信号的同步录制、预览、直播、下载等功能。可预览的信号录制操作方式，所见所得。避免盲录信号导致的可能的差错，不会错过任何精彩瞬间。

　　产品特征

　　采用稳定可靠的Intel E8及服务器平台;

　　无缝对接分布式音视频控制系统输入输出单元进行录制和播放;

　　通过分布式音视频输入单元，可接入HDMI、DVI、VGA、SDI、YpbPr等信号类型;

　　可预览的信号录制操作方式，所见所得。

　　录制文件为标准MP4文件，可跨平台播放，无需专用播放器;

　　可录入他方标准RTSP码流和IPC信号，或者其他RTSP信号;

　　可同时播放多个文件，并进行拼接组合后播出。播出信号可直接通过主机DVI或者DP接口输出，也可搭配分布式输出单元进行网络传输;

　　视频会议

　　根据参会地点数目不同，视频会议可分为点对点会议和多点会议。参会者可以通过管理软件实现远程视频会议，点击会议发言可以听到其它会场的声音、看到其它会场现场参会人的形象、动作和表情，还可以发送电子演示内容，实现与会者“面对面”交流。

　　3.5 系统产品

　　3.5.1 软件

　　集群管理软件E-Cluster-PC

　　•定制化的图形界面;•视频回放及拖拽控制;•设备控制及状态反馈;•应急预案及处理控制;•信息发布及预约信息;•云平台远程管理;•照明控制;•资产管理及报表;

　　云服务软件I-CLOUD

　　云端远程控制，支持多用户同步操作，实现了由同一个简易操作界面统一管理和控制多个系统。用户仅仅通过IPAD，即可在系统网络覆盖范围内的任意位置集成几乎所有的周边设备，如大屏/投影机开关、会议灯光、摄像机云台、电动窗帘、音响、录播、传感器等设备进行联动的管理和控制，仅需一套系统即可管理所有设备。

　　视频管理软件VIDEO-SDK

　　功能描述：采用H.264/H.265/MPEG-4AVC编码技术，支持标准的RTSP/RTP协议，能够兼容ONVIF/PSIA和GB28181标准，可将不同应用的音视频流统一通过网络化传输，实现分布式操作，互联互通。• 云服务系统中实现集成管理，整体音视频交互所见即所得管理•支持软件同步显示窗口模式，软件可以实现控制解码器显示窗口切换，视频调看，轮巡等矩阵功能• 采用托拽式控制，实时图像可通过多点触摸放大和缩小。• 系统集成应用可通过内附的云网络通讯开发包API和网络控制协议进行支持•具有多客户端视频信号同步操作功能;• 与远程视频会议的对接，实现快速上屏，实时码流通讯;• 具有信号源触摸手势滑动推送至虚拟墙功能;• 具有视频窗口触摸操作功能;• 具有信号源检索功能;• 具有摄像头云台控制功能;• 具有数据备份功能;• 具有场景导航功能。

　　Xpanel

　　AVtrONSYS 艾维创推出Xpanel，可以与苹果的iPad无缝对接。一键式触控能在房间的任何地方对音视频系统、灯光、室温、传感器甚至无线视频等提供实时监控。Xpanel iPad能通过3G、Wi-Fi实现网络系统控制，提供信息无缝链接。将视频信号接入到AVtrONSYS WEB视频服务器，通过WIFI，Xpanel2可以在Ipad 显示实时视频图像，实现真正意义上的无线视频。

　　3.5.2中控主机

　　中控主机MCS2-V

　　完全分布式结构系统;无服务器，系统中任意一个单元断电，均不影响系统继续运行，仅影响该单元对应的局部功能。自带POE供电RJ45接口，通过该网口，计算单元不需独立供电，只需网线连接交换机即可运行;可获取终端的各种状态，如大屏开关状态、外接设备的第三方操作信息等，任意格式反馈到屏、软件。

　　• ARM11 1GHZ CPU，1G内存，2G Flash闪存;

　　• 支持SSL加密技术、A-Control技术;支持SNMP，内置防火墙;

　　★•内置WEB SERVER，兼容KNX EIB成员的产品，支持楼控协议MODBUS，BACNET等;

　　☆•支持浏览器B/S模式控制，支持IPAD、ANDROID C/S控制模式;

　　★•支持模块及COMPILER+语言编程方式，使系统更加智能、方便、稳定;

　　★•支持 OA OUTLOOK会议预约，FLASH、虚拟仿真二次接口编程;

　　☆•支持受控设备双向实时状态反馈功能及WIFI视频回放;

　　• 支持TCP/IP控制模式，UDP控制协议;

　　★•A-NET2总线技术, 可扩充达1024个网络设备(如：面板、触摸屏、调光器、电源控制器、音量控制器等);

　　• 8路独立可编程RS-232/422/485控制接口，用户可编程设置多种控制协议和代码;

　　☆•8路独立可编程的红外发射接口，支持红外转串口，支持控制多台相同或不同的红外设备及串口设备;

　　• 8路数字输入/输出IO接口, 通过扩展以太网控制接口实现计算机远程控制;

　　• 支持USB2.0和以太网编程通讯;

　　★•支持本地控制，透过E-CLUSTER云平台服务，不需要固定IP实现远程控制;

　　• 国际通用宽适配电源设计(AC100~240V)，适用任何国家和地区;

　　• 提供开放式的可编程控制平台及开发包、人性化的中文操作界面和交互式的控制结构;

　　• 镜面外观，LED灯显示，标准导轨式安装;

　　★•全面支持远程网络控制，内建网络接口，支持网络级联，支持IOS(IPad/iphone)、android(安卓)、传统射频触屏手持终端，通过wifi与主机通讯;

　　• 可扩展电力载波通讯功能，让电网所在的500米范围无需布线即可控制;

　　• 主机能串口环出，串口1-4，任意一个输入，可以从另外一个串口环出;

　　• 支持双代码的控制，即一键发二种代码;

　　•自定义情景存贮及场景调用功能

　　☆•时间轴多线程事件功能，应用于展示互动;

　　☆•支持系统自动云诊断、云备份、云恢复;

　　• 系统支持主机自备份功能;

　　3.5.3外围设备

　　AVTRONSYS(艾维创)新一代IP系列控制系统产品提供了丰富的系统外围设备供您选择，涵盖了目前多媒体控制应用几乎所有类别，如RS232/422/485、红外、I/O、继电器、音量、灯光、AV、VGA/RGB等等，接口方式多样化、控制方式灵活，为用户提供了充分的制方式灵活，为用户提供了充分的硬件扩展范围。

　　电源控制器

　　强电电源控制器, 配合主控机使用，A-NET接线端子/RS485，用于控制灯光、电动屏幕、电动窗帘等外设电源。控制器内设8个大电流继电器，最大电流值16A，最大负载能力277VAC。PCI-8支持程序控制和手动控制两种模式，在应急情况下，可以通过手动方式对相应设备的电源直接进行开关控制及操作;在程序控制模式下，通过软件编程进行任意独立或组合控制，支持A-NET/RS485通迅协议。主要参数：控制模式 8路独立继电器控制最大负载 277VAC,16A手动IO 8位本地输入本地输入通讯 A-NET接线端子/RS485电源 24VDC A-NET网络供电(可外接)安装方式 嵌墙式或挂墙式安装尺寸 381mm*23.2mm*63.5mm净重 约3.3KG

　　3.5.4分布式矩阵设备

　　XMPG分布式48口网络矩阵

　　高清视频网络矩阵是由一台高清视频网络矩阵交换机与应用软件组成，它需要与VGA、DVI、HDMI编解码器配合使用组成一款高清视频网络矩阵切换系统。由VGA、DVI、HDMI编码器对高清视频音频信号进行编码与压缩处理，输出标准的TCP/IP标准网络流，通过视频网络矩阵进行分配切换，输出网络流由VGA、DVI、HDMI解码器还出高清的视频与音频，由显示设备显示。

　　高清视频网络矩阵可以通过管理PC进行任意方式的切换与组合，它不同于其它视频矩阵，一台设备可灵活组成不同的输入与输出端口，因此，在实际工程中更加灵活方便。由于采用了网络传输方式，因此具有了远距离传输功能，采用网络布线方式，为大型系统的组成带来更多方便。由于具有传输功能，因此，更合适远距离信号的传输与切换，省掉了工程中远距离传输高清信号的烦恼。它比传统的视频矩阵更加灵活方式，采用网络布线的方式，使现场施工更为简单。由于采用混合视频信号的切换功能，用户就不用考虑采用什么接口的信号源与显示设备。

　　采用标准1U机箱结构，安装方便，配合前面板接线方式，符合标准的网络交换机安装方式。前面板：48口网络矩阵前面板提供48个RJ45端口，端口LED指示灯，电源指示灯等。其中1-48口作为视频编解码的输入输出口，49口用于接配置PC，50口用于接无线路由器。后面板：电源输入：输入电源为100-240V/AC

　　编码器XMPG-TX

　　全数字特效无缝化切换，无服务器架构，分布式节点可任意配置为输入或者输出，可根据项目需要灵活设置。输入接口包含：72个HDMI端口，20个DVI端口，4个SDI端口,4个VGA端口。输出接口包含：36个HDMI端口，4个VGA端口。

　　解码器XMPG-RX