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分布式音视频应急管理指挥中心控制系统设计方案

来源:Micsview        编辑:swallow    2020-02-17 15:02:12     加入收藏

Micsview分布式音视频控制系统是一个集预案、视频、图片、语音、地理位置等信息为一体,以信息网络为基础,各系统有机互动为特点的应急管理信息化基础设施。

  第一章Micsview分布式音视频控制系统

  1.1系统概述

  分布式音视频应急管理指挥中心控制系统涉及指挥大厅、值班室、会商室和多个会议室;

  Micsview分布式音视频控制系统是一个集预案、视频、图片、语音、地理位置等信息为一体,以信息网络为基础,各系统有机互动为特点的应急管理信息化基础设施。通过集成的视频监控系统、GIS 信息系统、网络通讯系统和应急联动系统将水利、消防、交通、林业等相关单位应急指挥与调度集成在一个管理体系中,预防和应对自然灾害、安全生产事故等突发事件,减少突发灾害事故造成的损失。

  通过对该应急管理指挥中心的初步了解与分析,我们采用“Micsview分布式音视频控制系统”作为此应急管理指挥中心的管理、传输和控制系统,将显示、音频和控制的功能整合到统一的平台上,实现“性能更稳定,操作更简单,调度更灵活,指挥更高效”的目标:

  优化、整合应急中心的“图像处理和拼接系统”,使传输控制逻辑简明,运行稳定可靠;

  有效扩展应急中心的功能,基于网络传输控制音视频信号,形成资源池,在地域上不拘泥于指挥大厅,可以扩展到会议室、会商等应急指挥大厅以外的地点,甚至于移动应急指挥车;

  在可视化视频指挥调度室因自然灾害、战争等不可抗力因素不能工作时,可以使用有线、微波、4G/5G、卫星、数字集群等多种链路,迅速方便地重建、启用灾备应急指挥体系;

  转变使用策略,将传统系统的“推送什么看什么”的模式转变为“需要看什么就看什么”的模式,化被动为主动。

  “Micsview分布式音视频控制系统”将各种音视频信号转换为标准的网络信号,属于典型的非结构化数据,在基础数据上可以有很多的应用,比如对典型处置过程的录播,与物联网的结合,成为大数据平台的有效数据资源等等。

  1.2系统架构

  (1)云接入

  Micsview分布式音视频控制系统接入层是Micsview分布式音视频控制系统的基础平台,它利用网络将系统中分处在不同位置的音视频、控制信号(包括移动终端图像信号)全部接入到Micsview分布式音视频控制系统中。从而使云中的所有信号源都可在接入云的任意显示终端上调取显示。可支持同一显示终端内的多信号源同时组合显示。音频信号亦可被任意的播放端调用播放。在电脑上或各种移动终端上,连接相同的网络即可完成云中信号取用上屏。

  Micsview分布式音视频控制系统接入层相关产品包括:Micsview分布式音视频控制系统节点(包含软件形态及硬件形态的云节点产品)

  (2)云服务

  Micsview分布式音视频控制系统服务层是Micsview分布式音视频控制系统的中枢,实现对接入层所有设备的统一管理与调配,同时作为下层可视化信息使用与上屏应用连接的纽带。提供简单、开放的应用接口,使得第三方可以在此基础上,快速开发出灵活且满足不同需要的Micsview分布式音视频控制系统应用。

  云服务层支持多云用户从不同终端连接网络,实现对完整系统的管理与操作,可按用户分组,进行系统的分权管理。冗余备份能力为管理层提供了稳定可靠的运行能力。

  Micsview分布式音视频控制系统服务层相关产品包括:控制服务器、云存储设备等。

  (3)云应用

  在Micsview分布式音视频控制系统管理层的基础上,可以快速便捷地开发出针对不同用户需要的应用,使得Micsview分布式音视频控制系统可以部属在各行各业,帮助客户从海量数据中挖掘出对其最有价值的信息,并以可视化的形态,直观且智能的方式呈现给用户使用,并可不断扩充应用来满足日益变化的需要,使Micsview分布式音视频控制系统应用价值量大化。

  Micsview分布式音视频控制系统应用层相关产品包括:远程KVM、会议研讨、报警联动、信息发布、大数据可视化系统、定制化控制软件、云录播、云分发等等。以上应用的组合可满足不同行业中不同应用场景的需要。

  (4)系统信息逻辑流程

  依照项目安全性考量,信号源皆采用硬件节点采集其音视频信号,通过网络传输,在不同位置的显示单元上进行任意显示。

  整个平台的控制指令包括信号源显示的位置、大小、数量、层叠、镜像等等都由控制管理服务器进行统一的发出。用户是通过C/S、B/S以及定制的客户端进行远程访问服务器进行命令发出。用户可在客户端实时预览所有信号源,并能通过回显看到显示单元的布局及显示内容。

  系统功能结构图系统原理设计

  第二章  Micsview分布式音视频控制系统方案设计

  根据现阶段项目要求,我司对项目整体的设计思路如下:

  云平台支持大规模多屏拼接,处理能力强,操作简便,可以实现画面整屏显示、分屏显示,整个显示范围画面稳定无闪烁,画面可以自由缩放、移动、漫游,不受物理拼缝限制。也可以同时实现多路实时模拟视频、SDI视频、RGB信号、DVI信号、HDMI信号、YPbPr、4K信号等图像的开窗显示,丰富的拼接处理操作包括:开窗、拼接、漫游、叠加、跨屏、缩放、分割等。

  2.1视频图像的处理

  图像拼接

  可在多个显示屏上拼接显示任意一个输入源图像,输入源可随时切换。通过整屏拼接显示,用户可实现对局部重点区域信号重点监控的目的。

  图像叠加

  可在任意显示画面上叠加其它画面,最大可实现十六个画面的叠加显示,画面间的图层顺序可自定义设置。

  图像漫游

  可以在任意显示屏实现图像任意大小、任意位置的显示。

  图像组播

  同一个显示信号可以在不同显示屏幕及同一显示屏幕上重复开窗,开窗数量无上限。

  非标输出

  分布式输出节点可以在3840ⅹ2160范围内以非标分辨率输出显示,适用于特殊行业各种非VESA标准显示设备输出以及小间距LED显示屏

  信号标注

  将文字作为信号源的标识,以便在拼接屏上识别各个信号源,并可自定义设置文字字体、大小、颜色、背景颜色。

  图像同步

  采用ASC自动拼接同步精确校准技术,可对分布式云平台内所有拼接显示进行统一同步校准管理,实现拼接屏间图像完全同步,无撕裂现象。

  拼接图像有撕裂 屏间完全同步,图像完整无错位

  超高分辨率信号

  在需要显示超大分辨率的应用场景中,由于电脑本身硬件限制,无法显示满足客户需求的超大分辨率画面,利用分布式云平台超高分桌面软件对PC、工作站等具有超大分辨率应用平台的电脑生成虚拟超大分辨率桌面,然后对虚拟窗口图像获取,编码后,传送至显示大屏的特定区域或全屏进行解码显示,支持最大分辨率100Kⅹ50K像素,根据电脑配置,最大帧率可达15fps以上。

  2.2网络链路的选择

  指挥大厅、值班室、会商室和多个会议室以及相关部门部署网络链路用来实现多地之间的音视频的互传,如采用传统方式,传输的音视频信号只有一去一回,采用Micsview分布式音视频控制系统平台,所有的信号源、显示单元都被高清网络节点控制,两地间的音视频互通的数量没有限制。指挥大厅、值班室、会商室和多个会议室以及相关部门多地之间的音视频互通、共享就很容易实现,充分考虑信息安全问题,我们将利用光纤建立连通两地的局域网,所有信号源都只采集音视频信号,没有接入到专用业务网络中,做到了网络物理隔离。所有信号源以及显示单元都能在控制端检测,不会导致信息泄露。

  2.3任意音视频信号采集与统一管理

  项目主要的信号源类型包括作战指挥大厅、值班室、会商室和多个会议室以及相关部门会议摄像机和网呈会议系统。如按照传统解决方案,势必会增加矩阵、网传、解码器等来实现上述信号的接入、汇聚。本次采用的分布式设计架构,每个信号源采用节点采集信号,IPC信号则是直接接入分布式平台中,Micsview分布式音视频控制系统通过网络实现所有信号的接入,大大简化了系统架构。所有信号源均交给Micsview分布式音视频控制系统统一管理,无论系统多复杂,呈现给用户的可视化终端都是和现实中一一对应的预览图像,用户随意直接调取。

  2.4指挥大厅、值班室、会商室和多个会议室以及相关部门的大屏多屏交互

  多个不同类型、不同房间的显示单元通过分散的Micsview分布式音视频控制系统节点,即完成了多个房间大屏的互通互动,所有显示单元可进行统一管理。所有信号源都可被调取到任意显示单元上,完成画面拼接、漫游、叠加、任意开窗等控制。在事件处理决策过程中可随意调取相关业务数据及实时监控信息,作为决策依据,高效判定、决策指挥。

  2.5实现全部信号可视化管理、操作稳定、方便

  本项目接入的信号多、系统多,比较复杂,Micsview分布式音视频控制系统平台,采用统一的信息传输和控制总线技术,将复杂、多元、异构的各类设备及输入输出数据进行统一转换、统一传输、统一调度,实现信息重组,多平台融合(已建好的系统),最终达到保障简单、系统可靠、操作便捷、界面统一的可视化调度目的。在多个房间中,任意位置可通过一台电脑登录定制化的客户端、标准客户端或者登录IE客户端(无需预装软件)进行统一的管理操作,支持多人同时操作,实现所有信号源的可视预览、任意调度上屏,完成画面拼接、漫游、叠加、任意开窗等控制,以及各大屏显示内容在管理客户端上的回显,方便操作人员直观地监督屏显内容。应急预案的调用、多屏交互、屏幕镜像、KVM功能、多平台系统交互、外设管理等都可通过客户端简单操作实现,对用户而言相当于使用一套系统。

  2.6全信号接入

  跨网段、跨交换机、多级多区域信号信号接入

  高画质,低带宽,支持各种常规格式(包括4K)直接接入云平台

  音频、视频、控制(环境控制、KVM)信号全接入平台

  信号云接入,海量安防监控无缝对接

  计算机信号可直接接入平台(可采集1个主桌面4个扩展桌面同时抓取)

  动态超高分点对点采集

  视频多码流并发

  2.7可视化调度显示

  无矩阵、拼接处理器、延长器、解码器的局限,无限扩大其功能

  任意信号随时调取,信号源无限多开,多画面漫游任意拼接

  支持视频底图、图片底图,单屏或多屏拼接显示

  多屏幕共享、联动与镜像显示信号

  实时信号源预览回显,全可视化调度

  支持跑马灯动态流动显示,跑马灯文字自定义

  自定义预案,一键切换,定时切换

  云端管理,大屏分区域管理,多用户分权限同步操作

  所有信号源录播管理、回放点播、直播观看

  智能控制管理环境量及设备状态

  按需定制化使用客户端

  2.8综合数据展示

  GIS等高分图形点对点动态显示

  与业务数据直接对接,实时监控数据

  数据图形化显示,深入分析钻取

  多平台融合

  多终端交互,同步数据监控

  2.9会议决策

  一键快速开启会议

  指挥会议一体化

  多方实时音视频共享

  研讨内容快速投射,多人内容同屏研讨

  多方互动式标注研讨

  任意调取云中信息作为会商参考

  KVM实现远端和本地可同时操作管理,实现一对多,多对多的坐席协作操作模式

  2.10业务对接

  远程控制后台业务电脑实时操作

  对接不同业务平台,实现平台联动

  多业务平台统一操作管理

  2.11应急联动

  自带控制接口,一机多用,简化系统配置

  数据预警指示

  事故现场周边监控自动调取

  应急快速响应预案

  远程现场实景应急指挥

  2.12信息发布

  时间、天气、值班人员等常规信息发布

  日常宣导、通知信息滚动发布

  紧急事件全网通报,会商决议快速发布

  超清视频短片联播,点对点高分地图轮播

  2.13去中心化

  分布式架构消除了系统的集中处理带来的核心瓶颈

  各设备独立运转,可实现7x24小时不间断运行。

  系统规模、扩展能力不再受限。

  2.14双冗余备份

  支持双控制服务器与双网络冗余备份

  即使一套网络或控制服务器故障,整个平台也可不间断运行。

  设备间相互零依赖,支持双网络双链路。

  支持电源适配器+POE双电源供电。

  2.15快速维护

  设备模块化,安装、扩展、维护方便。故障可视化、设备显示设备名称、网络地址等信息,一目了然。

  每个独立的小型组件都可被快速替换,从而可快速修复故障指挥平台。

  第三章 Micsview分布式音视频控制系统功能介绍

  全网信息调取

  控制管理平台主体由若干独立的输入、输出高清节点构成集群,各节点之间通过标准以太网交换机进行数据交换,所有音视频、图形、图像资源、控制指令均 IP 化传输、分散处理,系统架构无规模限制及性能瓶颈,输入输出节点可依附信号源、显示屏地理位置分散布局,无需信号分配器、放大器、长线驱动器、矩阵等传统模拟数字信号处理设备,仅通过以太网传输与交换即可实现任意输入信号源在多组屏幕或显示器上的调用与共享显示,且输入输出节点均为嵌入式纯硬件设备,无操作系统风险,稳定性高。

  操作人员可在管理端实时预览到所有接入的信号源,任意调取信号源到指定的显示单元上,同时能够对显示的内容进行布局调整,即放大、缩小、叠加、自由移动、多屏镜像等。

  多屏联动管理

  操作管理员无需在特定屏幕前操作, 可身处任意位置通过PC或PAD登录IE或客户端, 随时随地操控处在作战值班室、军官训练中心三楼的作战室、会议室等, 任意调取信号进行漫游显示,更可同时调取多组屏显示不同场景,实现多屏联动。当然,不是所有的操作员都能随意地调用任何信号源、控制任意显示单元的,任何的信号源、显示单元的操作权限都是可定义的,给予了相应的权限才能被实现。

  屏幕镜像

  通过Micsview分布式音视频控制系统,可在日常将中心大屏幕100%镜像到位于其它会议室、办公室的不同规格的屏幕上,所有应用地点的大屏幕上的内容与操作变化都将完全同步地呈现在镜像屏中。这使得决策人无需亲临中心大屏现场,就能实时了解实时指挥状况,出现任意问题可第一时间作出反应。

  视频图像整合

  视频信号接入有两种方式:硬件对接和软件对接。其中硬件对接就是通过输入节点直接连接计算机、服务器、安防监控摄像机或者NVR、DVR的物理连接方式,实现信号接入到Micsview分布式音视频控制系统平台中来。另一种则是通过将视频监控专用网络与Micsview分布式音视频控制系统平台所在可视化网络对接,使Micsview分布式音视频控制系统平台可访问到网络内所有视频监控设备,Micsview分布式音视频控制系统平台即可将所有的监控视频纳入统一管控。

  Micsview分布式音视频控制系统平台能与各型号网络监控摄像头、视频监控平台、DVR/NVR等设备实现无限对接,直接在平台内对网络监控视频流进行高性能硬件解码,确保每路监控视频的高画质与实时性。所有网络视频均可在Micsview分布式音视频控制系统平台中进行实时预览查看,并可任意调取至各区域的大屏幕上显示。可将多路监控视频源以任意布局排列上屏,支持监控画面分组定时轮巡切换显示。

  会议报告推送

  组织多人会商时无需再如过去更换显示高清视频连接线,所有计算机接入Micsview分布式音视频控制系统,即可快速将显示画面接入云中。任何人需要发表意见时,可一键将自己的报告内容或参考资料推送到会商显示屏上显示。多人发言时可随时快速切换。亦可将多人资料同时推送到屏幕上进行对比讨论。在会商过程中,可通过Micsview分布式音视频控制系统把相应的视频直接调取到各个相应的大屏上,为讨论提供有效的信息参考。

  报警联动与应急联动处理

  在出现紧急事件后,相关负责人可通过Micsview分布式音视频控制系统一键快速调取应急处置预案。快速组织各部门召开多方视频会议,进行处置决策与布置。不同于传统视频会议仅可观看参会人员视频,通过Micsview分布式音视频控制系统可在应急会议中实时调取事件现场实况及相关数据信息,帮助参会人员全面掌控现场情况。所有信息可与多部门单位共享,同步进行讨论与决策,并可最终将决策方案直接发布至中心大屏幕。

  远程坐席KVM控制

  市局的业务系统多,统一管理的话,又分属不同的网络,以往通过在工位上频繁切换不同业务电脑,来达到业务管理协同的目的。在出现紧急事件时难以第一时间切换控制权。一对一的主机控制权配置也难以让多工位协调工作。

  高效快速的后台管理与多工位间的无缝协作是控制工位设计的必须要求。为了满足这一需求,Micsview分布式音视频控制系统平台集成了远程KVM功能。通过该功能,操作员可在工位上通过一套键鼠接管任意连接Micsview分布式音视频控制系统KVM功能的主机,随时任意切换。多工位间也可以同时对多主机进行管理操作,更可实现同时上屏显示,快速适配。纯硬件的方式可完全做到被控设备与控制网络的物理隔离,杜绝不安全因素。

  可视化云管理

  Micsview分布式音视频控制系统平台则采用了全可视化的交互方式,为操作员提供所见即所得的极致操作体验,上手容易。所有Micsview分布式音视频控制系统中信号源、显示端、控制外设都可实现可视化云管理。所有云中图像视频都可进行实时预览,无需开窗亦可时刻了解信号状态。与实际显示屏布局相同的虚拟大屏与屏幕中实时监测的虚拟窗口让使用者直观地操作。全触控的操作方式,仅需要简单的拖动、拉伸、点击即可完成复杂系统的简单管理。

  此外Micsview分布式音视频控制系统还可根据项目实际需要,按照现场部署提供定制化交互界面,为用户提供符合形象的个性化操作平台:

  界面个性定制

  所有Logo、图标、界面样式可按用户企业形象风格定制设计

  按实际布局定制

  根据Micsview分布式音视频控制系统实际部署情况,按房间定制管理页面,符合实际环境需要

  按操作要求定制

  可按照常用的功能与操作习惯进行界面排布,更便捷地操控整个系统

  按需权限管理

  支持多用户分权管理,可定制每个使用者的操作范围,安全可靠

  支持主流控制协议

  集成数十种外部设备控制协议与驱动,实现快速整合全部周边外设的云控制

  定制化驱动开发

  为客户提供新型外设驱动定制化开发,实现新型设备快速添加

  数据可视化

  Micsview分布式音视频控制系统可以将后台业务数据以图形化形式直观呈现给用户的Micsview分布式音视频控制系统应用。它能够实现数据监控、分析整合、业务处理、设备联动等全面的数据应用功能,可在浏览器、移动终端、桌面端、拼接屏等多终端展现。所有呈现内容与分析算法可按需定制,从而使业务数据发挥最大的价值,引导业务更经济高效地运行。

  数据库直接对接

  与用户业务数据系统直接对接,支持EXCEL、ACCESS、MySql、SQLserver、Oracle等格式的数据导入

  业务数据实时监控

  对业务数据实时动态监控,支持与历史数据进行同比、环比监控

  数据预警

  制定各类数据的预警指标,监控的同时能够对异常指标项预警提醒,发现业务风险

  数据分析

  实现日常业务和预警指标的多维、钻取分析。自定义分析算法,从宏观到微观,以可视化的方式展现

  业务处置

  业务处理流程管理,制定业务分析报告或管理决策,发布通知相关业务部门,支持与业务系统的关联应用

  支持B/S架构 浏览器直接观测

  可通过浏览器直接登录,观测数据实时状态与业务处理情况

  桌面专项指标监控

  可在电脑桌面上对重要专项监控指标进行实时监测与预警

  移动终端交互管理

  可支持Window/iOS/Android操作系统,可在手机、平板等移动终端实时进行数据观测与业务联动处理

  拼接屏超高分显示

  可生成超高分辨率可视化展示界面,实现更多信息的实时监测、分析、预警、处置。实现数据可视化与视频图像联动应用

  多种主题定制化设计

  支持多种展示风格与图形主题,可根据现场需要快速定制设计不同风格的主题展示

  智能环境控制

  智能化的办公环境建设同样是新一代智慧平台的重要工作之一。通过网络实现中院内各区域中多样设备的集中管控,使用智能终端在云中任何地点对设备进行智能化联动控制,不仅可为应用带来更多的便捷,更能体现智慧化中心的先进性。

  Micsview分布式音视频控制系统不仅解决网络范围内所有音视频的云互联,还提供了完善的周边环境设备的智能管控。从开关电源到灯光音响,从会议终端到大屏幕,几乎目前所有智慧中心内主要使用的周边外设都可纳入Micsview分布式音视频控制系统中管理。

  Micsview分布式音视频控制系统可控外设说明

  Micsview分布式音视频控制系统智能环控拓扑示意图

  同时,Micsview分布式音视频控制系统不只是对这些设备简单管理,它能够将多种设备组合,实现设备间的联动。并可按照实际使用需要创建不同的场景模式,并在需要使用时一键快速切换。日程规划可根据日常需要,定时控制切换应用场景。外设的操作可引发相关设备的联动。通过编定事件触发条件,可在出现特殊情况时快速响应并执行处置预案。

  Micsview分布式音视频控制系统建设的意义

  Micsview分布式音视频控制系统建成后,整个视频调度控制,音频传输控制、环境控制,设备的开机控制统一由触屏机操作。

  对图像而言,实现所见即所得的可视化控制,即操作前就能在触屏机上看到信号的状态,确保投送的信号准确无误;操作后在触屏机上能看到执行的结果,避免操作失误;

  对音频而言,在触屏机上可以实时切换音频信号源,增大或减小任意通道的音量,实时有效地控制音源的选择和播放;

  对设备开关机控制而言,在触屏上实现一键开关机,并能在触屏上实时看到开机后的状态;

  对环境控制而言,通过中控主机对大屏电源进行有效控制,在触屏机上实现LED大屏的开机和关机;

  对信号源而言,通过客户端对信号源的播放内容实现管理、传输、播放,在触屏机上完成对播放源的有效操作;

  与值班室、会商室及未来扩展的地域连接实现音视频的双向传输并有效控制;

  系统支持自定义场景控制、一键任务、定时任务、触发任务等功能,调用预案一键完成;

  系统接口和软件具备强大的冗余能力,能扩展接入其他被控设备或系统的能力;

  系统平时采用触屏机操作,但系统具备并行工作能力,在任何情况下,用系统内的任意计算机通过客户端软件(CS控制客户端)或IE访问控制页面(BS控制客户端),均能有效控制系统内的所有设备,系统可以集中控制的同时也可独立操作。

  图像操作——图像投送使用说明

  触控机的预览窗口可实时查看图像状态,选择需要显示的图像信号,手指划动拖动到虚拟可视化大屏幕,图像信号同步在大屏幕上按触屏机上的操作准确显示出来,同时触屏机上回显出大屏幕上的显示状态;

  图像操作——一键任务使用说明

  一键任务即是预案功能,通过系统预先设置好投送方案,需要的时候点击相关预案,大屏幕就按照预先设置好投送方案显示迅速准确的图像;同时,还可以设置自动预案,大屏幕按照自动预案的播放顺序自动切换显示预设的图像。

  图像操作——冗余备份使用说明

  系统内的计算机通过过客户端软件(CS控制客户端)或IE访问控制页面(BS控制客户端),均能有效控制系统内的所有设备,触屏机出现故障,不影响系统使用,系统内任意一台操作设备故障,也不影响系统使用;并且本项目使用的IP分布式音视频交换矩阵设备均采用单体设备、组网运行的工作模式,全网备份,去中心化结构,任意节点故障只影响一个点,而不会对系统造成影响,输入输出节点又是一体化设计,可以自由互换,对稳定性、可靠性、可维护均是最有力的保障。

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