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可视化指挥调度应用解决方案

1         建设意义

→构建一个集成可视化指挥调度、视频会议、视频监控、紧急预案处理为一体的音视频

远程调度与业务处理的通讯平台

→通过音视频指挥调度统一管理，实现资源共享、协同作战

→整合报警资源，多层次信息收集，实现信息采集、处理、决策、指挥、调度同步完成

→实现对各种突发事件的智能管理，通过对综合预案、规则、指令、现场信息的快速初步

  综合，给出指挥决策建议，提高决策时效和质量

→依托指挥调度平台，实现层级化管理能力，协同、调度各***部门、社会力量的应急资源

→实现预警与应急处理的协同机制

充分预防、高效指挥、科学决策、快速处置、全面记录

2         建设规模

实现预防为主、监督为辅的平安社会

1）融合指挥调度、视频会议、网络监控、数据服务等多种关键业务，避免系统相互独立，无法兼容，多个用户终端无法共享视频信息；

2）将视频监控融入可视化指挥调度中，为指挥调度提供现场视频信息，指挥人员还可远程调度、控制视频监控的图像；

3）通过报警联动预案整合视频信息、报警信息、环境数据信息、智能视频分析信息，通过多角度的信息收集达到智能预警的目的，同时为可视化指挥调度提供科学的决策依据；

4）完整实现了指挥调度的所有功能，如专向指挥、分组指挥、专向汇报、指挥转接、指挥授权、指挥协调、监视监听、图像调度、图像转发、指挥呼叫、指挥预告，并且设立了观察指挥席，可任意监视监听指挥调度系统中所有指挥调度终端的音视频，并能指挥接管任意指挥终端；

5）紧密结合用户不同业务的应用需求，操作流程明晰、高效，操作界面简洁、友好，易于使用。

3         系统概述

可视化指挥调度系统将指挥调度、视频会议、网络监控的多种关键业务功能整合在一个终端设备上，真正实现了音视频业务的实时交互，满足用户高清晰可视指挥调度的需求。同时，在多级指挥调度的应用中，用户可以通过视频会议，配以强大的图像与数据传输功能，更加直观、可靠的进行双向或多向指挥调度，还可同步察看特定的网络监控图像。

可视化指挥调度系统还首次实现了层级化管理的功能，通过运用工作流中间件，采用图形化方式将指挥管理层次中各部门的职能、工作流程、岗位职责进行定义。借助管理层次的划分，有效界定各指挥中心和各部门之间的责权，通过流程定义和重组，有效协调各部门协同作战，提高系统效能。

系统两个部分组成：信息采集、信息处理。信息采集部分通过视频监控系统、环境数据采集、报警系统、门禁系统、周界防范系统、智能视频分析进行数据采集，并将这些数据传输给指挥调度中心，指挥调度中心通过对这些数据进行分析处理，及时发现安全威胁的出现；当突发事件发生时，系统立即启动应急预案，指挥调度中心紧紧围绕突发事件应急处理、科学指挥决策为目的，通过可视化指挥调度构建一个分布在各个相关部门的分布式指挥调度中心，通过网络监控进行现场图像调度、通过视频会议进行远程会商和紧急预案的讨论，从而达到对突发实现的快速反应和科学指挥决策。

4         业务实现

GIS电子地图系统

在GIS地理信息电子地图上，直观掌握人力分布、设施分布、预案路线等信息。

固定点报警接入系统

实时监控指定范围内各个治安、交通监视点的电视图像情况，及时发现各种情况。

有线/无线调度接入系统

通过通讯网络中的有线、无线通讯系统，连接各级***职能部门，实现信息高速上传下达，灵活、快速、有效的指挥、调度各种资源。

计算机辅助调度和网络系统

在有大型活动、贵宾接待、重大突发案件、重大灾害事故等情况发生时，提供各级领导现场（指挥中心）决策、指挥的环境。

GPS车辆定位接入系统

通过GPS卫星定位系统，直观地显示110和120警车及相关目标车辆的的位置，掌握车辆人员的部署和动态，便于及时调派各种资源处置各种情况。

监控图像接入系统

对紧急情况和突发事件时，提供直观的交通状况观察、管理能力，必要时进行交通指挥、管制。配合使用路口电视监控系统、路口信号控制系统进行远程的“现场指挥调度”。

三警合一系统

实现快速接警、处警、报警定位快速准确、信息及时传递，接警自动显示、记录来电号码、位置，自动全程录音，人工记录处警情况，通过无线电台直接调度指挥110/120警车和相关警力处警。

集中控制系统

科学地调度管辖区内的各种有效资源，快速处理紧急事件和相关事故。

5         系统构成

上级指挥中心

上级指挥中心由调度管理服务器、视频交换机、存储管理服务器、指挥调度终端组成。

调度管理服务器：对指挥调度终端进行管理，从而实现多媒体视频会议、可视化指挥调度、网络监控、数据服务等多种功能。调度管理服务器是指挥调度系统的控制中心，主要负责各指挥终端之间的协同工作，对指挥调度终端的权限、指挥命令、信令通信进行管理，管理各设备资源和运行状态，控制音视频的传输路由，同时负责与其它设备兼容时的协议分析与转换。

视频交换机：视频交换机制解决了多个用户同时点播相同图像时的网络瓶颈问题。在指挥调度终端或客户端点播监控点的图像时，视频交换机获取监控点编码设备的媒体流数据，并进行交换转发。

存储管理服务器：存储管理服务器是视频录像集中存储设备，并提供检索与回放服务。连接网内监控点的编码设备，并获取其中的音视频流数据，按照操作任意的存储指令或预先设定的存储方案，进行存储录像，支持磁盘阵列、NAS、IP SAN等网络存储设备作为其存储介质。

指挥调度终端：指挥调度终端接收操作人员的指挥调度操作来实现上级对下级的指挥调度功能，并同时接收其它下级指挥调度终端的工作汇报，通过指挥调度终端用户可进行可视化指挥调度、网络监控、视频会议、数据共享、处理报警预案、控制电视墙图像显示等功能。

下级指挥中心

    下级指挥中心由指挥调度终端、信息采集设备、视频智能分析设备组成。

指挥调度终端：指挥调度终端接收操作人员的指挥调度操作来实现下级对上级的工作汇报，并同时接收上级指挥调度终端的指挥调度指令，通过指挥调度终端用户可监控本单位监控点的图像，处理本单位的报警信息，并可与其他单位进行指挥协调工作。

信息采集设备：信息采集设备由监控点编码设备、环境数据采集设备、报警系统，通过这些设备为指挥调度系统进行全方位、多部位、多层次的数据采集，从而达到预警的目的。

视频智能分析设备：视频智能分析设备对视频信息进行实时的抽样分析，及时发行安全威胁。如：移动侦测、物品丢失或位移检测、移动目标追踪、人脸检测及识别、车辆车牌识别、非法滞留或物体遗留、烟火检测、人流量统计、人群控制或排队检测、人体行为分析、交通流量控制等。

6         总体功能

可视化指挥调度

所有参与指挥调度人员通过指挥调度终端进行双向音视频实时交互，借助于视频指挥调度系统多级管理控制模式，上级人员通过指挥调度终端可以向下级发布指挥和调度命令，各个指挥调度终端之间可以实时进行各项任务、业务计划下达和各项工作协调，系统具有多种指挥调度工作模式：专向指挥、分组指挥、专向汇报、指挥转接、指挥授权、指挥协调、指挥授权、观察指挥、监视监听、图像调度、图像转发、指挥呼叫、指挥预告。

当发生重大事件需要进行紧急处理时，各级参与应急事件处理的单位以视频指挥调度系统作为协同指挥工作的通信平台，各单位领导在各自的指挥中心，通过现场视频的共享、现场数据的上报、实时音视频交互就可迅速地成立远程联合指挥中心，使用远程会商商讨应急处置方案，从而使得各单位领导对突发事件的有更全面的了解，对突发事件的反应更迅速，对突发事件的指挥协调更方便、对突发事件的处理决策更有依据。

图1 指挥调度主功能界面

图2 指挥调度辅助功能界面

视频会议

系统可满足用户对视频会议的需求，通过指挥调度终端召开视频会议，系统支持多种会议方式，可以建立预定会议和临时会议，设置会议主席、与会成员、会议召开时间和会议的相关信息，可以主动发起视频会议呼叫，呼叫其他指挥调度终端进入视频会议。会议主席通过会议呼叫、指定发言、会场转发和讨论模式对视频会议进行统一的组织和管理。其它与会终端也能通过申请发言参与到会议中。

系统可与视频会议终端（支持H.323协议）进行音视频双向通信，同时也可呼叫视频会议终端。

图3 视频会议界面

网络监控

系统支持大型网络监控系统的接入，指挥中心根据用户权限任意调度前端视频站图像，可进行图像点播、视频录像、图像转发、云台与摄像机控制，同时所有视频信息可输出到电视墙进行显示，指挥中心也可与前端视频站进行语音对讲。

网络监控使得视频指挥调度系统具有了“千里眼”，视频指挥调度系统通过网络监控收集视频信息，从而使得单位领导在指挥中心也有如身处现场，为指挥决策提供了坚实的依据。

（1）       网络监控席位（原来监控系统）

（2）       指挥专用席位（原来使用IE浏览，现在是系统专用观察席）

图4 网络监控界面

（3）       IE浏览席位

视频智能分析

在非常特殊或敏感的区域使用视频智能分析设备挖掘抽取视频资源中的信息，并对其进行设置、筛选、检测和分析，利用这种分析结果为系统提供实时的安全预警和提示，在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关视频画面，为潜在危险做好防备工作。比如，当发现一个来历不明的物品较长时间地出现在安全区域，或者发现可疑人物游荡在安全管理的区域，或者重要设备被人盗窃、移动，或者有人非法闯入警戒区域，系统能对这样一些具有潜在威胁的事件及时捕获，并对并在无人值守的情况下实现对多种安全威胁的自动报警，记录整个违规的过程，同时联动到指挥中心进行报警通知。

应急预案

在重点监控区域安装环境数据采集设备，并设置环境数据的报警阀值，当环境数据超过阀值时，就向系统发出报警信息，也可通过报警系统、门禁系统、巡更系统收集报警信息；当指挥调度终端收到报警信息，根据报警信息的紧急程度逐级自动上报，根据预先设置的报警预案，可以联动图像点播、在图像中叠加报警信息、联动大屏图像显示、联动视频录像，并以警告声音、警号、电话通知、邮件通知、短消息的方式通知相关人员。当发生重大事故时，所有指挥终端都会联动图像点播，通知值班人员及时进行处理，从而避免事态的进一步发展。

数据服务

数据服务包括文档共享、电子白板、即时通讯、实时数据传输。

指挥调度终端的文档都可以实现远程共享和文件传输，也可以外接移动硬盘、计算机等设备进行文档输入，从而达到文档共享的目的；通过电子白板，所有指挥调度终端和会议成员都可以参与到讨论中来，在白板上进行规划、标注等，所有成员可以看到白板上的内容；指挥调度终端可即时向其他指挥调度终端发送文字信息，发送方可同时选择多个接收方进行群发；指挥调度终端可以通过串口采集设备的数据，并能通过视频指挥调度系统的网络传送到其它的指挥调度终端，并可将实时数据叠加到图像中进行显示。

图5 文档共享界面

图6电子白板界面

图7 即时信息界面

电视墙图像显示

指挥中心可安装电视墙显示设备，通过指挥调度终端可以控制电视墙图像显示，电视墙可显示远程指挥中心指挥员的图像，也可显示视频监控点的现场图像，在发生报警时优先显示报警点的图像，当前端视频监控点比较多时，可控制电视墙以轮循的方式显示图像，同时电视墙也可显示重点监控点的态势信息。

图8 电视墙显示控制界面

视频录像与检索回放

系统具有集中录像存储和分散存储功能，通过存储服务器进行集中存储，集中存储用于存储前端监控点的视频信息，指挥调度终端分散存储指挥调度过程中的音视频实时信息，存储服务器可设置存储录像策略，定制指定的日期、指定的时间段对指定的监控点进行录像，通过录像方案的定制，节约存储的硬盘空间，又保证重要视频信息的不丢失。

当发生报警时，系统自动启动录像功能记录报警点的视频信息，记录报警发生现场的视频信息和报警发生时处理过程。

图9 录音录像控制界面

用户可以通过检索回放功能查看本机存储的录像资料文件。

图10 资料检索界面

权限管理

视频指挥调度以组织结构的管理级别进行构建，根据组织结构的级别具有严格的指挥和控制权限，根据组织结构的隶属管理，上级对下级具有指挥、监视和控制权限，下级对上级可申请控制，同级之间协商控制，严格的权限管理满足了用户上传下达的管理需求。如上级单位除了可点播本单位的监控点的图像，也可任意浏览下级单位的监控点的图像，同时对监控点进行指挥、监视和控制。下级单位只能对本单位的监控点进行监控、指挥和控制。

7         主要技术优势及功能特点

系统的功能特点

1、  系统将指挥调度、视频会议、网络监控、数据服务的多种关键业务功能整合在一个完整的系统上，避免了以往多套系统相互独立，无法兼容，多个用户终端无法共享视频信息。

2、  系统将视频监控融入可视化指挥调度中，视频监控为指挥调度提供现场视频信息，指挥调度可任意调度、控制视频监控的图像，指挥人员不在现场也有如身临其境。

3、  系统通过报警联动预案整合视频信息、报警信息、环境数据信息、智能视频分析信息，从而通过多角度的信息收集达到预警的目的，同时为应急指挥调度的提供了科学决策的依据。

4、  系统实现了完整的指挥调度功能，如专向指挥、分组指挥、专向汇报、指挥转接、指挥授权、指挥协调、监视监听、图像调度、图像转发、指挥呼叫、指挥预告，并且设立了观察指挥席，可任意监视监听指挥调度系统中所有指挥调度终端的音视频，并能指挥接管任意指挥终端；

5、  紧密结合用户不同业务的应用需求，系统操作流程明晰、高效，软件操作界面简洁、友好，易于使用。

主备调度管理服务器

指挥调度系统作为一个交互式实时系统，以多级指挥调度模式构建，所有控制指令都是通过调度管理服务器实现，当调度管理服务器故障时，整个系统将全部瘫痪。为了避免这种问题的出现，指挥调度管理服务器采用了热备份技术，当主服务器故障式，备用服务器立即自动切换并接管服务，从而保证了系统的正常运行。

调度管理服务器级联

在构架大规模多级组网环境下的视频指挥调度系统时，为了使系统组网更简单，系统维护和管理更方便，系统运行更稳定、可靠，可通过调度管理服务器的级联构建大规模联网视频指挥调度系统。

网络带宽的自适应

 在指挥调度模式下，所有直接上下级指挥终端之间相互传输音视频信息，而且跨级指挥终端的音视频传输也由中间级别的指挥终端转发，在网络带宽不够的情况下必然会引起网络资源瓶颈，导致网络数据拥塞，从而引起声音断续，图像不流畅或图像严重延时等情况的发生。指挥调度系统通过以下技术来避免上述情况的发生：网络流量检测技术、QoS（Quality of Service）“服务质量”保证技术和动态视频码流控制技术。通过上述3种控制技术，指挥调度终端可适应在不同网络环境下的正常使用。

多级图像交换

在多级指挥调度系统中，会经常出现图像的跨级传输，这样当不同级别的指挥终端同时点播同一个指挥终端的某一个图像时，在网路带宽有限的情况下，必然会出现网络带宽瓶颈，在指挥终端中内嵌多媒体数据转发模块，通过媒体数据接力转发机制避免这种情况的发生。

可接入标准视频会议终端

系统兼容标准H.323协议视频会议终端，系统可呼叫视频会议终端，并可与视频会议终端进行音视频双向通信。

指挥调度交叉分群

在指挥调度的通用模式下，所有的指挥节点最多只有一个上级直接节点，随着指挥形态的日益多样化，在很多情况下，需要多个上级指挥节点同时对下级指挥节点进行指挥，为了满足这种指挥调度模式，系统实现了指挥调度交叉分群。

网络安全的实现

网络的安全分为三个层次：链路安全、网络安全、信息安全，系统主要从信息安全的层次进行安全考虑，应用密码技术解决用户身份鉴别、用户权限控制、数据的机密性、完整性等网络上信息的安全问题。系统从三个方面进行安全性设计：

?         图像压缩：采用H.264压缩标准，在压缩算法局部进行修改，使数据流的格式不同，形成独特的压缩算法，不宜破解。

?         数据加密：可提供基本的数据加密过程，使数据即时被截获也不宜破解。

?        第三方加密：系统提供标准的加密算法接口，支持所有通过国家安全部门审批通过的所有标准加密算法，而且在使用这些第三方加密算法时，对整个系统得图像质量和数据码流的编制不会造成影响，具有良好的兼容性。

系统的技术特点

1、  系统采用先进、成熟的音视频编码技术和网络传输技术，视频编码采用先进的MPEG.4/H.264标准，压缩比高、图像质量好、容错能力强、网络适应性强

2、  指挥终端内置回声抑制功能，从而避免出现声音啸叫的现象，使语音更清晰。

3、  系统的多层次分布式架构最高可达32层，能够满足多层次指挥调度结构的需求；

4、  系统适应不同网络环境和多种通信信道，支持终端多种速率码流混合使用，兼顾音视频质量和网络带宽；

5、  系统支持大规模组网模式，调度管理服务器支持多级级联，满足用户大容量系统组网需要。

8         行业应用

视频指挥调度系统可应用在各级军队国防、***机关、公安部门、工厂企业、交通运输、水利电力、环境保护等各行业，可以实现一个系统内部或多个系统之间的信息实时传送，满足在中低带宽条件下的双向音视频交互和数据传送功能的需求，以达到可视化办公，提高网络资源利用率的目的。视频指挥调度系统的应用领域有：

?         军队国防：指挥作战、军事演习、军事会商、军事训练、军事会议、日常值班、营房军事设施监控等；

?         公安部门：应急指挥调度、视频会议、视频监控等；

?         ***机关：应急指挥调度、协同办公、远程培训、可视化会商等；

?         工业企业：生产调度、安全生产监督、车间监控、业务会议、厂区监控、仓库防卫等；

?         交通运输：公路、铁路、机场、港口码头安全监控和指挥调度等；

?         水利电力：环境监控、电力调度、水库、泵站、堤坝、船闸、变电站等安全监控和生产作业指挥调度等；

?         环境保护：环境数据传输、环境监测；

?         教育行业：考试监考、网络教学、远程教学研讨和安全监控。

9         案例分析

煤矿行业安全生产可视化指挥调度

煤矿行业安全生产可视化指挥调度生产可视化指挥调度系统，是融合可视指挥、视频监控、视频会议、智能分析为一体的智能预警融合通讯解决方案。该方案实现了井下集中监控、井上统一管理、监管部门分别监管的“三位一体”立体化管理平台。达到了科学处理安全与生产、安全与效益的相互关系，准确、实时、快速履行煤矿安全检测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，最终实现全面提升安全生产信息化管理水平，加强以灾害防护、搜救为主的安全生产长效机制。

该解决方案涵盖了安全生产检测报警系统、视频监控治理系统、瓦斯报警系统、入井人员考勤治理系统、井下人员定位系统、井下通讯系统等。

监控系统

地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观地监视和记录井下工作现场的安全生产情况，同时，通过在井下安装的监控设备，能及时发现事故苗子，防范于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料，为安全生产提供可靠的保证。

瓦斯报警系统

对各煤矿井下探头采集的瓦斯浓度、进风和回风风速、一氧化碳浓度、局扇风机开停状况等数据进行实时采集，并同步传输到监控中心，监控中心进行数据筛选，如出现异常立即报警，并根据不同限制数据，采取不同的预案处理。

井下人员管理系统

采用RFID无线射频和数据通讯，数据处理技术及地理信息系统，针对煤炭等矿井井下作业的状况如人员分散、违轨操作导致的如塌方、冒顶、失踪、爆炸等危险，可实时观察井下矿工的施工情况，及时发现隐患、排除异情。还可配备人员跟踪软件，在意外发生时可立即识别矿工位置，协助救援人员判断井内情况，大大提高应急反映速度，为营救争取宝贵时间，保障矿工的生命安全。

井下定位装备

定位器由矿工随身携带，通过无线电波与监控中心相连，可以准确显示矿工的井下活动路线和工作时间，当发生矿工该升井下班而未升井时，该系统会自动报警。并能实时记录矿工在井下的具体位置。

化工行业——山东万华集团视频指挥调度系统的应用实例

音视频指挥调度，具有点对点调度、点对多点调度、多组调度和越级调度等功能，集团各级调度之间可召开视频调度会议；

当接到光气、氯气、烟火等报警信号时，视频监控中心和安防中心监控画面能自动切换到报警现场,同时，显示现场数据、分析图表，便于指挥决策和预案处置；

可以分区设定安防监控，对厂区、大门、围墙等实时监控；实现报警视频联动，把报警点的视频图像传到指定屏幕上，自动启动录像设备，并通过声音报警装置提醒保卫人员；

系统支持旋转定位、跟踪图象功能。终端处于监控模式时可以随时拍摄目标；

系统具有多级别指挥权和多等级监控权设置功能，为不同用户提供多种模式的指挥和控制方式。实施网络分控，在集团网络内部，有权限地实施分控；

在监控中心可对摄像机、云台进行控制，云台控制方式可选（连续、步进）；

具备录像与回放功能。对监控点进行实时录像，可对录像远程查询或在线浏览。其中安防监控系统图像存储时间要求15天；

集团监控信息可穿越防火墙，通过VPN连接INTERNET；

可动态地设置摄像机与显示单元的显示关系，将任意摄像机的视频信号切换到任意显示单元上显示。

10    典型应用案例

武汉市轨道交通一号线一期工程电视监视系统

武汉市新世界百货视频监控与报警联动统一控制平台

武商集团汉阳货场视频监控管理系统

武汉市城市排水泵站处排渍指挥中心远程集控系统

湖北省公路收费站联网监控系统平台

湖北省汉川市公安局“110接警中心”视频监控统一管理平台

山东省某大型化工集团安全生产报警监控与应急指挥调度系统

河南省三门峡监狱智能化安防与指挥融合管理平台

河南省郑州监狱智能化安防与指挥融合管理平台

河南省许昌监狱智能化安防与指挥融合管理平台

河南省新郑监狱智能化安防与指挥融合管理平台

河南省洛阳一拖全厂监控与报警控制平台

移动气象车CDMA无线视频监控系统

海军某部多媒体应急指挥调度系统

空军某部无人值守雷达站远程网络视频监控与报警系统

总后某大型多级监控中心联网统一监控管理平台

国家海防某大型多级监控中心联网统一监控管理平台

江苏省某市建设银行联网监控系统平台

江苏省某市工商银行联网监控系统平台

安徽省某市工商银行联网监控系统平台

贵州省某市交通银行联网监控系统平台

云南省开远城市报警与监控系统平台

福建省高级人民法院

莆田市中级人民法院

三明市中级人民法院

福州市中级人民法院

泰宁市中级人民法院

安徽省宣城市中级人民法院

旌德县人民法院

郎溪县人民法院

安庆市人民法院

安庆桐城县人民法院

合肥肥东县人民法院

六安裕安区人民法院

黄山祁门县人民法院

黄山黟县人民法院

休宁县人民法院

池州石台县人民法院

砀山县人民法院

宣州区人民法院

明光市人民法院

……

武汉兴图新科电子有限公司
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