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如何设计、选型、建设一个高性能价格比的应急指挥中心?

来源:天腾传媒        编辑:lsy631994092    2020-04-01 08:43:25     加入收藏

应急指挥系统主要分为基础环境建设和专业系统环境建设两大方面。其中基础环境建设包括空间建设、网络建设、多媒体环境建设等;专业系统环境则是不同行业、企业根据自身需求建设数据信息系统,具有独立性和唯一性的特点。

  前言

  今年初爆发的新型冠状病毒肺炎,毫无疑问是影响经济的一只“黑天鹅”。

  我国是世界自然灾害频发且十分严重的国家之一。新型冠状病毒肺炎、非典型肺炎疫情、地震、火灾、水灾、台风等灾害频发。

  对于重大突发灾害等公共事件发生后的应急响应、疏散救援和灾后建设能力,在某种程度上可以说是对一个国家治理能力和治理体系现代化的重大考验与体现。完善各方面的突发公共事件应急机制,健全国家应急管理体系,提高政府处理急、难、险、重任务能力和反应速率越发显得重要。

  今年对新型冠状肺炎疫情的防治更是对全国各地应急指挥系统的一次大检阅。虽然国家一级的应急指挥体系及相关系统在抗疫过程中发挥了相当重要的作用,但是,疫情的发展和控制过程也充分暴露出中下级社会机构和企业应急指挥系统的不足和不完善之处。因此,今后,各行各业、社会各层级组织也需要对应急指挥有更清晰的认识,有更高水平的应用能力。

  以科技力量推进国家应急管理体系和能力的现代化建设是各相关行业,包括互联网、IT、专业视听等行业的职责。

  专业视听ProAV China媒体平台 通过对 北京真视通、北京小鸟科技、广州美凯、广州魅视、广州保伦、上海大因、上海寰视、台达集团 按字 母顺序排名)的采访 ,从应急指挥系统的顶层设计开始,对应急指挥系统应该具备的信息输入能力;各种输入信息快速加工、处理和应用;多人会商;现场与远程信息实时分享与沟通;应急指挥系统信息安全和运作安全;大、中、小型应急指挥系统选型;局域网和互联网范围的应急指挥系统各自优缺点等角度,对探索未来各级政府、企业对应急指挥系统的构建和运作进行了讨论。

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  一,应急指挥系统的顶层设计、规划和集成

  现代综合应急指挥中心由于其集信息挖掘、辅助决策、通讯指挥、快速响应等多功能于一体,在公共安全,交通运输、能源矿场、医疗卫生、城市管理等行业中大量应用。

  应急指挥中心的建设是一个系统工程,牵涉面广,整个流程从信息采集开始,经历信息传送、处理、大屏幕显示、会商、再处理、决策形成,决策信息送达执行端,再到现场反馈回传,是一个全流不断循环的过程。

  从系统集成的角度,信息技术和多媒体视讯综合服务与解决方案提供商北京真视通认为,应急指挥系统的整体设计应该:以用户需求为前提;以工作环境为基础;以功能应用为目的;以网络架构为依托;以国家标准、行业准则、企业规范为依据。

  应急指挥系统应该建成一个:多元化、数字化、可视化、智能化多媒体交互综合平台,从而为实现数据汇总展示、远程会商、应急调度、系统运维提供安全可靠的系统环境。

  因此,真视通 认为,应急指挥系统应依托信息化技术,以实战应用为出发点,充分发挥综合应急管理体制优势,整合、汇聚应急信息资源,注重超前智能预警、模拟仿真推演、启动不同等级应急预案;注重完善数据管理和共享应用体系,通过各个办公、业务系统数据共享,建设综合数据资源管理池(即数据库),实现应急管理系统统一管理、统一应用、统一运维、统一协同、统一流程。

  从系统构成的角度看,应急指挥系统以计算机网络为核心,是一个对大量的图形、图像、音频、数据等信号进行信息输入、处理、显示、会商、结果输出的循环过程。不同级别的应急指挥平台,其大小、复杂性、综合程度各不相同,不同大小的平台之间,可能会因为不同范围的应急指挥需求而形成信息的上下级互动关系,也可能因为实际需要而产生合并的可能,解除应急之后再分散、回归原始形态。

  因此,从应急指挥系统构成的宏观角度,上海寰视按全域可视化云的理念进行应急指挥系统的顶层设计。上海寰视采用云架构的方式进行系统的设计以及部署,保证系统高可扩展、部署灵活。这种设计可实现:平台化、模块化设计、高可扩展性、全网络支持、操作便捷性、接口标准化。

  应急指挥系统以计算机、网络和云为基础,系统内各种图、文、音视频信号调度、会商、发布是应急指挥系统的中枢,因而不可避免地必须采用目前最前沿的多媒体分布式系统。因此,AVCiT魅视强调以基于网络平台的分布式系统助力搭建集中、统一领导的“应急管理指挥中心”,保证轻松实现从常态管理到非常态指挥应对的快速转化机制,对上提供全面的态势感知数据和事故灾害信息实时支撑,对下为指导、贯彻落实国家应急事件安排、部署提供支撑。充分体现了“平战一体化、信息交互共享、整体联动”的建设原则。提升政府部门有效预防、控制各类突发公共事件,应对巨灾能力。

  itc 也表示,应急指挥系统应采用分布式IP网络化架构设计可消除系统的核心瓶颈,采用独立运行的简单组件,在快速运行的同时更能确保7×24小时不间断运行。

  北京小鸟 科技认为,按照应急指挥中心建设规划,以数字化、网络化、可视化、智能化为手段,以完善功能、满足需求、方便工作为目标,将其设计为具有现代化应急响应及快速决策功能于一体的指挥中心,实现现代化的应急指挥、远程会商、运维管理及不同环境下的业务需要。指挥中心应力求使其具备适用面广、接口规范、成本可控、操作便捷、易于维护等特点,功能上能够全面满足指挥中心音视频系统灵活、快速、稳定的信号切换,在后期运营维护时解决扩容方式避免重复投资。

  台达集团 采用DVCS分布式图像控制系统以其卓越的图像处理性能以及全面的多种信号源处理显示能力,不仅解决了大量信号源在应急指挥中心本地大屏幕实时显示的问题,同时为应急指挥系统信息的互联共享提供了完美的解决方案,使所有需要显示的数据、图形、视频等信息在各应急指挥场所得到同步显示,提升了应急指挥领域的信息可视化水平,为应急指挥决策提供了有力的技术支援。

  DANACOID大因 全网络化IoT解决方案,迄今为止已经融合了集中控制、低延时KVM坐席管理、大屏管控、Dante全网络化音频、视频会议系统、无纸化会议系统、安防监控平台、大数据可视化系统、系统状态检测平台以及智能AI分析系统,可全方面的配合应急指挥中心建设。

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  二,应急指挥系统如何才能兼容不同设备、不同格式的信息?

  应急指挥系统主要分为基础环境建设和专业系统环境建设两大方面。其中基础环境建设包括空间建设、网络建设、多媒体环境建设等;专业系统环境则是不同行业、企业根据自身需求建设数据信息系统,具有独立性和唯一性的特点。

  真视通 表示,在设计和建立应急指挥系统之初,首先要为应急信息报送规划一张网,通过横向连通、纵向贯通的网络设计体制,完成各类应急事件信息的接收和汇总。通过5G、SDN、IPV6、PDT等技术,实现局域网、城域网、互联网、专网、北斗卫星、通信卫星、无人机以及单兵装备等手段互联,组建天地一体、覆盖全域的应急网络。

  其次,定制开发应急指挥综合管理平台系统,通过对各部门相关业务基础系统的集成,打通协议和SDK对接等技术手段,从各系统底层打通数据链,实现对各系统之间数据的采集、分析、整合,快速搭建统一、规范的业务数据池(数据库),为业务系统的集中管理提供基础保障。

  在保障系统安全的前提下,为用户提供更有针对性的服务。通过数据池实现对各业务系统基础信息、业务信息、安全信息进行汇聚、分类处理,为检测预警、预测分析、应急演练、灾难推演、辅助决策等提供可靠的数据保障。

  再次,各部门相关业务的基础系统设备尽可能采用智能设备,至少支持TCP/IP、UDP、TELNET、RS232、RS485、DM512协议控制和管理的设备,同时,尽量采用智能设备。

  因此,在全媒体时代,为了更大效能地发挥应急指挥系统作用,基础环境建设应以专业系统应用为前提进行设计。从多媒体环境适应性来讲,应急指挥系统需要兼容专业系统的数据信号输出接口、信号格式。目前的系统多采用二次编码的方式进行有效的整合,与之应对的系统包括混合矩阵处理系统、分布式图像处理系统等。对于监控类的专业系统也可以通过数字编解码对接的方式进行系统对接,方便信号的汇总和调取。

  关于应急指挥系统对信号输入设备和输入信号的兼容能力要求,上海寰视则从系统化和平台化角度考虑。上海寰视表示:全媒体时代的应急指挥系统是一个跨业务、跨部门、跨地域的系统,针对不同的设备以及不同格式信息必须做到全兼容才能实现统一平台的指挥调度。因此,全兼容应急指挥系统需具有以下能力:

  信息分析及标准化处理能力:必须具有对接入信号进行分析处理的能力,实现非标准信息格式的标准化处理。

  标准化系统接入:应急指挥系统兼容、符合行业标准、国际标准、国内标准的设备以及系统,一次接入全域共享。

  接入方式多样化:可接入不同设备、不同格式信息。

  具体到数据接口时,美凯认为,应急指挥系统应该支持网线、光纤等传输介质和HDMI、DVI、Display Port、SDI、DMS59、VGA等信号格式,同时配备端口自适应技术,以保证兼容能力。

  台达集团 全数字化分布式图像控制系统,采用全新的基于以太网的分布式架构,由信号输入模块、显示输出模块和控制模块组成,模块之间通过网络数据交换机进行连接和信号传输,每一路信号均是独立通道处理和传输,因此具有超强的信号接入处理和拼接显示能力。数字化分布式图像控制系统克服了传统多屏图像控制器的诸多应用局限性,具有网络化、数字化、高性能、高可靠性、灵活扩展、绿色环保等优点,可针对应急指挥领域的应用特点提供最先进、最优化的显示解决方案,能够实现本地和远程的基于各种不同应用系统平台的工作站图形、计算机数据、超高分辨率信号、视频信号,以及各类报警信息的实时显示。

  AVCiT魅视 则从系统平台的开放程度考虑不同设备、不同格式的信号兼容。AVCiT魅视认为,建设应急指挥的分布式系统应采用开放标准、开放结构、开放系统组件、开放用户接口,同时拥有优秀的管理扩展能力,则可以无需任何转换设备与安防监控平台、视频会议系统、大数据平台等系统无缝对接,实现在统一平台上的各种系统交互使用。分布式系统充分利用已有资源,提高指挥中心系统集成度,方便用户操作的同时兼顾未来发展,满足未来指挥中心进行升级扩容。充分满足用户投资保护、业务扩展、系统维护等方面的需求。

  AVCiT魅视 认为,采用分布式系统能将资源有效整合、分类、按需获取,支持跨平台运行、协同办公。分布式管理系统支持多端信息数据资源系统平台(生产安全、防汛抗旱、交通运输、消防等各部门)的无缝对接,可通过IP化架构基于现有相关通讯网络快速进行部署组网,只需接入网络即可完成多端平台信息的汇聚,将分散在各地各部门的信息统一在应急指挥中心平台,进行统一的整合、管理、共享。打破应急指挥中心席位对应急指挥工作在空间、平台上的限制,满足移动式环境下便携式终端(平板、警务通、单兵……)亦可完成坐席间的指挥协作一体化工作,真正实现信号随人、智能随心。

  指挥中心多媒体信息来源广,要求系统有良好的兼容性和扩展性。北京小鸟科技 提出在模块化和以切换单元为核心的设计理念,兼顾集中化部署和分散式接入的特点,符合信息化系统从模拟到数字到网络到智能发展大的潮流。同时,为顺应大数据和人工智能等最新技术发展,构建应急指挥中心时需要自动预留好后期扩展的余地,更好的满足建设方未来发展的需要。

  三、应急指挥系统输入信息如何快速加工、处理和可视化呈现?

  应急指挥系统的数据信息加工、处理多依赖大数据系统,将大数据进行有效提取、合理分析处理后,通过各种图像、曲线、不同颜色的方式,再通过可视化方式呈现出来。比如,以遥感影像数据、矢量电子地图、数字高程数据为底图,基于三维建筑、车辆、人物等模型素材库以及周边区域的三维可视化场景,形象、直观的展现三维场景。最后的数据可视化交互和呈现则在多媒体交互综合平台实现。

  为保证数据快速可视化呈现,上海寰视认为应急指挥系统必须具有以下特点:

  采用多样化的信息录入方式,不同平台的信息、人工输入信息、网络信息等通过清洗后入库。

  通过系统强大的信息处理能力实现各个不同渠道信息自动处理后标准入库。

  系统支持各类不同的数据模型,不同的推演模型等。

  系统具有多样性的呈现模板,模板可通过系统任意的修改、布局。

  AVCiT魅视 表示:分布式系统将“指挥调度、视频会议、语音指挥、视频监控、控制管理”等实现一体化的高效整合,平台可对各类业务系统统一无缝接入,对各类信息资源进行集中管控、指挥调度和全方位的实时共享,为指挥中心实时掌握各类信息提供可视化支撑。

  台达集团 分布式图像控制系统以其卓越的图像处理性能以及全面的多种信号源处理显示能力,不仅解决了大量信号源在应急指挥中心本地大屏幕实时显示的问题,同时为应急指挥系统信息的互联共享提供了完美的解决方案,使所有需要显示的数据、图形、视频等信息在各应急指挥场所得到同步显示,提升了应急指挥领域的信息可视化水平,为应急指挥决策提供了有力的技术支援。

  DANACOID大因 全网络化IoT解决方案采用人机交互的友好型可视化控制管理模式,行业前沿的音视频编解码技术,每一路视频流都低于10M。并且能够对视频画面进行实时预览。视频信号调度仅仅一个拖拽的动作即可完成。信息传达迅速、控制指挥快捷

  四、如何保证应急指挥现场多协商人或操作人同时操作?

  多人协作和同时操作是应急指挥系统的基本需求。应急指挥系统环境中有大量的数据系统应用,大部分采用计算机或云桌面系统分别对各类专业系统进行调用。真视通表示:传统做法是通过视频矩阵和中控的方式实现系统信号的上屏显示、切换、调度。现如今通过数字化的传输方式,利用分布式图像处理系统和KVM系统的有效结合,实现不同工作区的操作人员、协商人员进行独立操作,可将信息数据在预先设定好显示区域的大屏显示系统中展示。通过此种方式,还可以将各操作人员的计算机主机放置在专业机房,增加了系统运行的可靠性。

  上海寰视 全域可视化云通过信号的无限分发功能、坐席协作管理功能、可视化多用户操作同步功能保证多用户的同时操作。

  DANACOID大因 全网络化IoT解决方案,迄今为止已经融合了集中控制、低延时KVM坐席管理、大屏管控、Dante全网络化音频、视频会议系统、无纸化会议系统、安防监控平台、大数据可视化系统、系统状态检测平台以及智能AI分析系统,可全方面的配合应急指挥中心建设、多人协商和同时操作。

  五、在多地协商过程中,如何保证现场与远程的信息实时分享与沟通?

  大型应急指挥指纹应该具有跨平台、跨区域互联互通、打破层级信息孤岛,消除联动真空的能力。

  会商或协商系统是应急指挥系统不可或缺的。应急指挥过程中涉及多地远程协商时,可以采用传统视频会议、云视频会议、单兵接入系统、直播广播系统以及音视频分布式实现,保证应急指挥中心现场和远程信息实时分享与沟通。

  会商系统覆盖了从传统的专业网络到互联网、4G、5G、卫星、350M等多种形式。各系统间的打通则应本着协议兼容、系统开放的原则进行,这样不仅可以避免二次音视频编码造成的信号延迟,更可以对开放系统进行有效的整合,实现应急指挥、系统运维、系统管理、统一标准的总体建设。

  采用音视频分布式系统可以将多地需要协商的信号源,通过分布式系统实现采集、编码、传输、解码、还原显示实现多地信息分享与沟通。通过使用分发服务器将本地采集的多媒体信号,通过IP网络以单播方式进行异地传输,实现各点之间信号的互联互通。应急指挥中心接收到远程传输的单播信号后,转化为组播信号,供本地调度使用。

  AVCiT魅视、上海寰视、itc、美凯 等推出的坐席协作系统可协作指挥员在指挥中心对各类信息进行整合,并管理不同组别的坐席与大屏,加强图像与数据的共享和沟通协调。以应急指挥中心为轴,加强各部门对突发公共应急事件数据与服务共享,将多部门信息进一步综合联动起来,快速准确地整合并传达指令,提升救援速度和精准度。

  目前,上海寰视 全域可视化云具有支持全网络、一次接入全域共享特性,结合全域可视化云会议功能,可实现远程的会议、远程协作、全域资源随用随取。可轻松做到随时随地指挥、随时随地办公、随时随地决策,远程会议云端存储等功能。

  北京小鸟科技 的做法是,将服务器、个人PC或移动设备等多个视频源中的文档、图片、视频、网页等内容在显示终端进行共享、批注、保存,并采用贴近物理世界的方式对其按需拖拽和缩放,提高团队的互动参与度,提高沟通效率。手机、电脑、显示屏幕间内容可共享协作,同时支持视频会议,并可通过解码其他网络KVM网络的控制流,实现远程操控电脑主机。针对不同用户、不同部门可分别创建、使用和保存专属会话空间,实现一套系统多部门使用,同时也可以多台设备之间完成协作办公,共享文件和操作,实现多部门的联合统一办公。

  六、保证应急指挥系统信息安全和运作安全

  为保证应急指挥系统信息安全和运作安全,在系统设计时,原则上说,必须依托国家电子政务建设的各种信息技术标准(环境、技术、信息、安全、信息交换标准等),制订信息化各项技术标准,结合政府或企业特有的业务应用特点,强化信息安全建设,严格遵循以下三个安全建设原则和策略:

  1)安全系统与业务必须紧耦合;

  2)完全自主可控的安全保障体系;

  3)安全工程的集约化和过程的规范化。

  具体来讲,要从物理安全、网络安全、主机系统安全、应用安全、数据安全、安全管理等几个方面进行应急指挥系统建设。

  当系统采用分布式结构并且上云时,就有很多针对信息安全以及设备运作安全的保障机制可用了。上海寰视 提出,在云上采用统一身份认证平台、认证密码采用AES128位加密算法、资源链接采用动态端口分配机制、信息传输过程中视频采用AES128位加密算法进行加密;以人机分离席位管理保障机房内主机信息安全;采用分布式技术,做到任意一个节点出现故障不会影响到整个系统的运行;同时结合双链路备份、服务器双击热备等机制保障系统运作安全。

  对于专网,MediaComm美凯则建议通过专用的传输协议隔绝来自互联网的威胁,不同业务网段也能实现相互隔离,保障信息安全。

  七、针对大、中、小型应急指挥系统,选型时分别需要注意什么?

  一般而言,大、中、小型应急指挥系统大多以实际系统部署空间来区分。在系统建设选型方面应根据展示内容、空间大小对显示系统进行选择;根据视频信号的数量、格式、制式,以及是否需要多个空间信息共享对图像处理系统进行设计;根据空间大小、指挥席位、各空间互通要求对音频扩声、拾取和处理系统进行设计;根据会商接入需求对视频会议、单兵系统、云视频等进行设计;根据使用习惯对中控系统进行设计;根据系统的复杂程度考虑综合管控平台设计。此外,在设备选型方面还要考虑应急指挥中心的工作特点,选择符合国家标准、安全可靠的主流应用系统,并根据系统应用的重要程度考虑系统备份设计。

  大、中型应急指挥系统选型需要注意的问题如下:

  1、系统并发处理能力

  2、系统内资源是否可控

  3、系统是否支持多级应用场景

  4、功能以及处理能力的扩展性

  5、组网是否合理,网络是否具有链路备份

  6、系统核心设备是否具有冗余备份机制

  7、系统内资源是否可控可管理

  对中小型指挥系统而言,更关注建设成本、带宽资源、系统的灵活性、对接中控等性能。同时,小型应急指挥系统选型需要注意问题如下:

  1、系统规模的扩容能力

  2、系统功能扩展能力

  3、与其他系统平台的整合能力

  八、局域网和互联网范围的应急指挥系统分别有什么特点?

  基于局域网的应急指挥系统大多以生产环境为主要应用,局域网能够对数据传输进行有效的带宽保障和安全保障,所调用的业务系统、业务应用、数据库融合都仅限于该网络内的数据和业务。对事故现场的图像回传、现场交互方面,局域网能力有限,不能进行有效的覆盖。

  互联网应急指挥所调用的资源比较广泛,比如卫生、交通、公安、气象、环境、给排水、城管、数字社会、养老院等业务系统调用、数据积累以及分析、跨部门调用等等。互联网范围的应急指挥系统在跨行业、跨地域联合指挥协作中能够有效的打通信息壁垒,有利于应急指挥方案研讨和制定,但是互联网的不确定性因素较多,因此,对信息安全、交互体现影响较大。

  在应急指挥系统实际的应用中,局域网是系统建设的基础,互联网是补充手段,通过二者的联合,才能够更好地提升系统覆盖范围和响应速度。

  局域网应急指挥系统优点:

  1、安全性高

  2、不需要过多考虑带宽问题

  局域网指挥系统缺点:

  1、硬件投入成本大

  2、机房、网络需要专业人员进行维护

  3、无法实现移动的远程会议

  4、信息无法共享到户外的移动设备上

  5、跨地域实现互联互通无法实现(只能租用专线)

  6、系统资源扩展不够灵活

  互联网范围的系统的优点是利用互联网传输信号,降低了建设的成本和难度,也提高了灵活性。如典型的云数据或云服务器业务系统,能够实现非常灵活的部署,数据访问也更简单。互联网范围的应急指挥系统往往使用灵活性、适应性、可扩展性高的分布式架构,由独立的输入、输出、控制节点和网络交换设备组成,以全分散的物理结构进行工作,通过网络进行数据传输交互,从而实现海量信息的接入、共享、大屏拼接等功能,并提供了更丰富便捷的应用方式,诸如无线可视化触控、超高清底图显示、IP视频融合调度显示、多组大屏协同显示等。

  但是这类业务系统也有比较明显的局限性,比如在图形运算要求苛刻时支持不足,对一些应用场景的特殊硬件和软件许可证的支持也比较有限,由于传输架构的特点用户操作的实时性也受到一定限制。

  九、应急指挥中心还需要考虑对人的舒适性

  应急指挥中心是一个人员聚集、流动性大、常年值守的场所;应急指挥场所的基础环境也是重要的一部分,保证所有人员的身体舒适性也是非常重要的,因此需要在应急指挥中心考虑增加智能环境感知系统,包括应急指挥中心的温度、湿度、光照度、CO2、PM2.5/10、Tvoc等环境监测数据智能检测和调控。同时支持基础环境中空调、新风、照明、窗帘的智能一键式控制与管理。

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