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军警多媒体指挥调度系统


1.需求背景

现代战争已经从工业时代的机械化作战向信息时代的信息化作战进行转变。在交战中,对于“制信息权”的争夺和对抗将在很大程度上决定了交战双方胜负;在抢险救灾时,分秒之间就可以决定被救人的安危甚至是军人的生死;军事演习时,对整个部队调动的运筹帷幄,都是现代军队所必备的能力和素质。 

军队的整体指挥体系逐渐地趋向扁平化,改变了过去指挥命令层层下达的方式,而是一步到位的将指挥命令传递到最前端。这就对现代通讯系统提出了新的要求,使指战员的战斗指令能够安全、清晰、快捷地传递到阵地的最前沿。

传统的军队武警指挥调度方式是一种话音的技术,通过电话线两端的调度员互通信息,构成调度工作的实施,实现的是纯语音调度。随着科技强军、科技强兵的新时代要求提出,对应急管理效率、应用管理范围等方面需求的不断提升,这种“只闻其声、不见其人”的调度方式正在逐步转向基于现代多媒体信息技术的指挥调度系统。

为适应武警部队信息化建设发展形势需求,达到总部提出的“指挥实时化、监控可视化”的要求,提高作战勤务值班员对一线哨兵的指挥处置水平和指挥手段,高标准实现“两个确保”。本公司针对军警部队在多媒体指挥调度和应急指挥视频会议的上的需求分别推出了多媒体指挥调度系统和应急指挥视频会议系统。这两个系统承载于同一平台,既可以独立应用,也可在同一服务器群下协同工作。

指挥中心全景

1.1军警应用特点:

多媒体指挥调度系统,在军队的整体作战指挥系统起着愈加重要的作用,成为军队传达指挥命令的重要手段和工具;从军队的具体应用来看,多媒体指挥调度系统主要具备以下特点:

应用模式1:实战和演习的可视化指挥调度

部队在军事演习时,不同兵种、不同地域的战场图像,均可实时传输到各个阵地的分指挥中心以及后方的总指挥中心。

 通过对单兵视频终端以及通信车的组合使用,军队的指挥调度控制网将会获得极大丰富。指挥中心可以根据图片、视频及各前线反馈回来的数据及时调整指挥策略。在必要情况下,指挥中心甚至可以和前线的单兵进行点对点的视频通信。

指挥人员可以将接收到战场前线视频直接转发至其他调度台或视频终端,使其他人员可以及时了解前线情况。同时,视频服务器可以把视频分发到大屏幕电视墙等显示设备上,实现多控制中心的协同可视化调度。


应用模式2:应急现场的车载调度及单兵回传

在战争、自然灾害等突发情况下,当遇到卫星链路有压力或失效时,配备车载调度系统的应急通信车自身就可构成一个完整的指挥调度系统( 车载调度系统由车载无线系统、调度机、调度台、网关等通信设备组成)。

在应急通信车到达救援预定地点后,迅速在无线信号覆盖范围内实现集合语音、数据、视频地传输。此时,应急通信车作为临时指挥中心,现场救援人员配备手台或者单兵移动调度终端与车载调度中心保持通信,指挥人员可用车载调度台与现场救援人员保持实时通讯沟通。

现场调度人员,可以通过手持终端或单兵终端将现场采集获得的图片与音视频信息及时回传到车载调度台。单兵人员和应急通信车也可根据情况,通过车载卫星系统或者无线网络将救援现场的第一手资料及时传输到后方的指挥中心,让后方的指挥中心及时了解现场救援信息。

现场应急车除了具备视频回传设备以外,还装备专用车载语音调度终端和车载扩音广播系统,为现场应急指挥提供便捷、高效的语音通信工具。

 

应用模式3:视频化军事会议 

军队首长需要及时掌握各级部队的战备工作以便安排工作部署,这就要经常性召开工作会议。但是由于军队驻地往往都比较分散,这就给会议工作带来不便。随着多媒体技术的发展,视频会议功能在军队行政办公中也得到广泛应用。

以元亨通信为例,其多媒体指挥调度系统就具备强大的视频会议功能,可平战结合适应于军队行政办公的需要。当军队召开视频会议时,首先由部署在总部指挥中心的调度台对异地的其他视频会议终端发起视频会议,通过IP网络将其他驻地的视频会议终端连接,同时,调度台的扩展屏幕启动专门的视频会议管理界面进行会议管理。目前,该视频会议系统功能强大
,会议数据也也会被加密,确保在通信过程中,军事会议的数据不会被截获。 

另外,视频调度台还可随时将对应的视频监控设备和单兵通信设备都加入到视频会议,在召开视频会议时,调度人员还可将任意一路或多路监控画面调入视频会议系统,进行多方讨论,从而实现监控与通讯的完美融合。


应用模式4:营房/边防的视频监控与视频联动

视频监控

 多媒体指挥调度系统,除了自身的监控系统外,还能够与军队现有视频监控系统融合,当军队领导和调度员希望了解现场状况时,能够在调度台上直接调用现场视频图像来迅速了解现场情况,并通过语音、短信等多种方式快速下达指令。

视频联动

多媒体指挥调度系统还应具备视频联动功能,它可将语音与视频融合、传统监控、现代化调度融合、联动与定位系统相融合。

元亨通信所开发的视频联动功能,可以应用到军队的已有视频监控系统之中。监控采集设备和语音设备一对一捆绑,呼叫语音设备的同时打开与之绑定的视频终端,实现语音视频同时回传。当有移动终端时,视频联动调度系统利用无线设备定位技术,移动终端可以自动绑定到与之最近的视频设备,实现语音视频联动调度。在哨岗监控、边防巡检遇到突发情况时,军队可利用视频联动调度功能,进行有效监控和调度。


  以上多媒体的可视化应用方式在目前的军队系统中已经有了诸多鲜明的应用案例,而随着军队信息化建设的逐步加快,以多媒体指挥调度系统为代表的高科技军需装备,在未来的军队可视化通信也将会有更广阔的应用空间。

2.系统特点

2.1 自主开发的软交换平台

从底层实现到用户交互界面都由本公司自主开发,公司具有完全的知识产权,这使得我们能更方便对系统的进行维护、检修及新功能的开发、升级,保证系统的先进性。

2.2 H.264视频编解码技术

H.264采用“回归基本”的简洁设计,不用众多的选项,获得比MEPG-4好得多的压缩性能;H.264加强了对各种信道的适应能力,采用“网络友好”的结构和语法,有利于对误友和丢包的处理;H.264应用目标范围较宽,可以满足不同速率、不同解析度以及不同传输(存储)场合的需求。 
    H.264算法具有很高的编码效率,在相同的重建图像质量下,能够比H.263节约50%左右的码率。H.264的码流结构网络适应性强,增加了差错恢复能力,能够很好地适应IP和无线网络的应用。 
    H.264能以较低的数据速率传送基于联网协议(IP)的视频流,在视频质量、压缩效率和数据包恢复丢失等方面,超越了现有的MPEG-2、MPEG-4和H.26x视频通讯标准,更适合窄带传输。 

调度终端基于通信2M网的考虑,采用CIF标准的视频图像,而应急指挥视频会议终端的图像达到每秒25帧,4个CIF的全码流图像。

2.3 传送内容丰富

系统不仅能够传输会场画面、调度员画面、监控画面等多种图像,还可以把本地的WORD,EXCEL,PPT等文本信息、图片图像、音频文件(如录音文件),视频文件(录像),从其他系统上打开图像声音作为本地的输入源传送到其他会场。

2.4 操作方式简单

调度终端可采用触摸屏加话机的模式,符合调度人员的使用习惯,方便其日常的使用。

应急指挥视频会议系统由于并不需要长时间开机,这就要求其开机调试简单方便,能够快速响应突发事件后召开的应急指挥会议,使用操作简单,将值机人员从繁重的工作中解放出来,减少误操作产生的可能性。

2.5 安全性高

系统可采用双硬盘数据备份,服务器主热备(当主服务器瘫痪,备用服务器能在秒级的响应时间里代替工作),异地服务器备份(当本地服务器全部瘫痪,如电路故障,火灾等。远程的备用服务器能在秒级的响应时间里代替工作)。终端方面,当终端瘫痪时,调度终端具有故障转移功能,可将来电自动转移到设定的某个号码;视频会议终端则可由sip话机、视频话机、普通电话、手机接入,顶替工作,保证应急指挥会议长时间安全的召开。

2.6 交互能力强

声音图像的控制权可交给本地的终端,由终端根据自己的需求选择所需看的图像,而不需由其他控制系统来分配图像。看自己所需看的,听自己所需听的。当然,如果采用主席式的会议方式,声音图像的分配需交由主席统一控制。

2.7 会议方式丰富

主要针对应急指挥视频会议而言,其不仅可以利用多个会场同时召开多场会议,还可以在大会场中形成会中会,会中会时,与大会场的参会方音视频隔离。

2.8 可扩展性强

整套系统是基于C/S结构开发的,即服务器+客户端的方式,当需要添加添置新终端时,只需在这个服务器的网络下添置终端就可以了。其中SIP控制服务器和数据库服务器在整个系统只需安装一套,而会议媒体服务器需根据终端的数量进行增减。如果终端数量超过了会议媒体服务器的负荷,可再添加会议媒体服务器,这些会议媒体服务器可与老的服务器共同工作,压力分摊。或可由终端去自动寻找压力较小的会议媒体服务器。一套会议媒体服务器保守估计至少可带过百方终端,这就使得其拓展起来不仅经济,而且,新终端接入更加方便,服务器之间的协调能力更强。

2.9 融合能力强

这套系统不仅已经融合了浙江元亨多媒体指挥调度系统、传统调度系统、应急指挥视频会议系统、SIP话机、SIP视频话机、普通话机、手机、监控系统,还融合视频会议系统、移动终端,如PDA3G手机上的终端,以及无缝连接更多的监控系统。让各种资源为整个军警可视化调度服务,为您带来一个多彩的视讯世界。

3. 系统方案

3.1 总体描述:

由浙江元亨通信科技有限公司研制的软交换多媒体指挥调度系统和应急指挥视频会议系统共同组成军警可视化调度系统,这两个系统是本公司同一平台上的两个不同的分支,可使用同一SIP控制服务器、数据库服务器和会议媒体服务器,可统一添置一套服务器,然后再在其网段下添加不同的多媒体指挥调度系统终端和应急指挥视频会议系统终端。可进行统一的数据管理和系统维护。

3.2 中队

    

在中队安置服务器群,其中分为SIP控制服务器、数据库服务器和会议媒体服务器,由于多媒体指挥调度系统还需要录音功能,故添加一套录音管理服务器。

SIP控制服务器和数据库服务器做热备份(注:热备份,即指主服务器和备份服务器同时运行,备份服务器实时监视主服务器的状态,当主服务器出现故障时,备份服务器可在1-2秒的时间内代替主服务器的工作,由于SIP协议的握手机制的存在,服务器的瘫痪不会对终端造成任何影响。热备服务器可与主服务器分开放置,如将热备服务器放到其他市,这就形成了一个异地备份,当主服务器由外部环境影响如断电、火灾等造成服务器瘫痪时,异地的服务器可立即代替工作)。

在中队安装一台会议网桥,负责与其他地区的系统的会场互联,例如和支队系统的会议通过会议网桥组建成一个大的会议。

在中队安装一台同组网关,用于传统调度台(智讯调度台)和多媒体指挥调度系统的同组,可实现两个系统间的席位互相监视、同组、代答、并席等功能。整个地区只需一台同组网关便能实现整个地区的所有调度系统的同组,在各个县局不需再添置同组网关。

在中队安装一台中继网关,负责模拟信号和数字信号的转换,添加中继网关后,可将普通电话、市话、手机等接入到整个系统中来。中继网关有1E1口至4E1口的不同型号,每个E1口可实现30路模拟信号同时在线,当需要扩充时,再添加几台中继网关即可。

在中队安装应急指挥视频终端、应急指挥PPT终端、多媒体指挥调度终端,这些终端间可互相交互。

在其他原有计算机上安装一个小软件,用于向本系统的终端传输各计算机的桌面画面,从而实现采取各计算机上运行的业务系统界面、WORDPPTEXCEL、图片等一切桌面截屏。

3.3 支队

安装一台会议媒体服务器,而不使用中队的会议服务器,所有本地的会议都使用本地服务器上的会场,如果本地的会议媒体服务器瘫痪,可使用其他地区的会议媒体服务器或中队的会议媒体服务器上的会场开会。如考虑到地区拓展前景或安全冗余,可采用部分地区配置会议媒体服务器的方案,每台会议媒体服务器可带过百方的视频终端。

对支队的多媒体指挥调度系统和传统的调度系统进行同组处理,同组消息由中队的同组网关负责,不需再添加同组网关。通过中继网关将市话和传统调度台的语音接入。

调度终端可分为调度监控终端和被监控终端,监控终端可对所有的被监控终端进行通话监控,当这些终端建立通话时,监控终端可通过建立三方或多方会议的方式对通话中的终端进行音视频监控。

系统自动对所有在本终端上的通话进行录音,并上传至服务器做录音备份,而且所有的录音文件,都能作为本地音源送给通话对方听。这样监控中心就能将与上级发送的预令录下来播放给执行部门参考。

多媒体指挥调度系统采用了非常高的安全标准,不仅服务器上有热备份,即使终端瘫痪,系统还具有故障转移等措施保证通讯的安全。

支队主要做电话会议的展示,本系统采用标准的SIP协议,可连接市面上的标准协议的SIP话机和SIP视频话机,由于其不需模拟信号到数字信号的转换,只需服务器给其分配一个号码并接入到系统的网段下即可,而SIP电话占用的系统资源非常少,基本上不用考虑SIP话机数量的问题,SIP视频话机的由于其视频精度不高,占用资源也较少,一台会议媒体服务器可带几百个SIP视频话机,所以A区可用其他地区的会议媒体服务器,不需自己再在本地购置一台会议媒体服务器。通过中继网关连入普通电话和手机。这些电话不需其他系统的参与,即可借助中队的服务器召开电话会议。电话会议根据会场号和密码将与会成员分为主席、发言者和听众,其中听众只能听,不能发言。

 

3.5 监控

将原有的监控系统进行融合,由于原有监控系统的协议不同,将采用截屏和传输模拟信号的方式传输监控图像。

在监控系统中植入一小程序,用于截屏和控制,通过截取监控系统的界面图像和控制系统操作来达到传输监控图像和远程控制的效果。

    采用一台视频融合终端只能用以分发一路监控系统界面,这路图像可被所有的其他终端同时调用。但如果需要同时查看多个不同的监控图像时,则需要多台视频融合终端。

    该监控图像能被应急指挥视频终端和多媒体指挥调度终端实时调用。

图示:

3.6 无线传输/单兵/执法车

单兵系统是对现有城市治安监控系统的一种灵活性、机动性扩充,通过提高执勤军警的技术装备,实时记录执勤民警的一线执法情况,利用无线传输网络(3G/WIFI等),将音视频图像实时传输到监控中心,结合GIS/GPS系统,实现统一管理和指挥

单兵监控系统是我司最新研发推出的数字监控系统,是城市治安监控系统整体解决方案的重要组成部分,系统支持多种平台接入,支持EVDOWCDMATD-SCDMAWIFI等无线标准,自带锂电池,具有体积小、重量轻的特点,便于携带,能够满足执勤军警的移动使用需求。

单兵系统结构图

单兵设备产品是针对移动手持的专用监控产品,集成液晶显示屏,集成3G无线通讯模块,内置电池供电,附带线控,小型摄像头,麦克风。采用标准的H.264编码,支持本地控制菜单,本地SD录像/回放等功能,支持抓图及图片浏览,支持标准播放器直接播放码流,支持平台集中监控。

单兵主机采用工业级设计,体积小,重量轻,携带方便;防水、防尘,防摔,具有本地图像存储、3G无线传输、GPS等功能,非常适合于移动执法应用。

随着协议的规范统一,系统将无缝连接更多的监控系统,实现摄像头实时调用、远程控制、录像回放等功能。

                         发射端                  接收端

     作为单兵图传子系统,本方案采用的单兵“背负型”移动图像传输设备包括发射机和接收机两部分。

发射机部分集发射天线、功率放大、数字调制、视音频数字压缩于一体,兼顾单兵设备和车载设备于一身,可单兵背负使用,也可作为车载中继设备。可传输一路图像、两路伴音、一路内嵌式GPS数据、一路RS232数据。最大功率可选5W以上,具有传输距离远,方便携带的特点,可用于现场高清晰图像采集和传输,通视条件下传输距离可达10公里以上。

Ø 产品特点
1、 多频段直接变频技术:150~900MHz/1.0G~1.7GHz/2.3G~2.7GHz(可选);
2、 多带宽COFDM调制技术:8/3.5//2.5/1.25MHz(可选);
3、 多模式视频压缩:MPGE4兼容MPEG2;
4、 高接收门限电平:灵敏度-111dBm(10-6 BER @1.25MHz信道宽度);
5、 高级加密标准:具有128位AES加密功能,避免非法接收;
6、 支持DVD图像质量:无马赛克,保存最后一帧好图;
7、 支持非视距(NLOS)传输;
8、 支持高速移动传输;
9、 手动键控输出功率可调:250mW~5W,方便实地改变功率,减少辐射;
10、 手动键控8频道选择:方便实地改变频点,避开干扰;

指挥通信是提供灵活机动的应急指挥通信平台,也是今后战备应急通信保障的基础平台,主要用于通信保障应急现场的指挥调度,与固定指挥中心联网,构成前后方一体的通信保障指挥调度体系,实现快速、畅通、有效、有序的通信保障指挥。

指挥通信车产品总体功能定位如下:

快速移动功能;

现场通信覆盖及信息采集功能;

远程通信信息回传功能

通信保障指挥调度业务支撑功能;

指挥通信车产品设计目标为:

设备运输:安全、快速;有良好的避震;适用于多种路况。

设备开通:操作简单,准备时间短;

现场组网:可提供含专网无线通信系统、有无线综合调度系统、计算机网络、视频监控、单兵图传和音视频会议系统等多功能现场指挥通信系统,具有在各种环境下使用的能力; 

传输网络:可提供包括3G数传、卫星通信系统及同轴电缆等多种传输手段;

环境系统:车辆系统密封良好,具有良好的防雨、防尘、隔热、保温性能,能够在恶劣的环境下正常工作;车内具有各种环境监控告警装置,保证人机正常工作;

防雷、接地、抗风措施:各主要接口均配备可靠的防雷设备,采用可靠接地方案和接地设备,确保车内人机安全,车辆配备支撑系统,升降杆选用具有高抗风性能的电动升降杆;

电源系统:提供市电、油机、蓄电池、UPS四种供电方式,并能根据用户的要求提供市电、油机间自动切换和平滑过度功能;

安全性:系统提供先进的安全告警和保护功能,保证人机安全。

4. 系统功能介绍

 4.1SIP控制服务器

SIP控制服务器是整套系统的核心控制部分。其中包括5个模块

² 注册模块主要负责用户终端的联机注册,除软交换终端外,系统还支持其他SIP电话、SIP可视话机、接入网关等各类标准SIP软交换终端的注册

² 出席服务模块负责注册用户的会议出席控制

² 认证模块负责处理用户终端发出的呼叫,以及对呼叫进行相应的响应,包括密码认证、用户认证和用户密码双重认证

² 消息处理模块负责转发系统所有的文本信息

² 会议数据库访问模块负责对会议和数据库之间的数据交换。

4.2 数据库服务器

数据库服务器是系统的数据存储和数据管理部分。

² 负责调度台组、用户信息、参会成员信息、调度界面、用户注册等各种数据的处理和存储。其中应急指挥视频会议与多媒体指挥调度使用同一数据源。

4.3 会议媒体服务器

会议媒体服务器是系统的核心应用部分。其中包括4个模块

² 媒体处理模块采用H.264编解码技术,负责音视频的处理和分发

² 交互模块负责视频信息的交互、组播以及音频混音

² 会议管理模块负责对会议出席成员的识别,会议类型的选择以及会议进程的管理

² 文件处理模块负责PPT发送和桌面传输功能的实现。
4.4 录音服务器

² 网管功能:对系统提供配置及管理服务

² 文件功能:负责提供文件共享及文件传输服务

² 录音功能:对全网调度台提供集中录音,采用web方式实现语音数据的管理、维护及查找、回放等功能

   4.5 热备服务器

可为SIP服务器和数据库服务器提供冗余备份服务。冗余备份采用热备方式。

SIP服务器和SIP备用服务器同时运行,备用服务器实时监视SIP服务器的运行状态,当SIP服务器发生故障无法工作时,SIP备用服务器立刻接替SIP服务器的工作,由于采用的是热备方式,由故障发生到备用服务器启用之间的时间非常短暂,多媒体指挥调度终端感觉不到任何异常,完全不会影响到调度终端的正常使用。

同理,数据库服务器也可采用同样的热备方式。

4.6 应急指挥视频会议终端

视频会议终端是应急指挥视频会议系统的操作界面。应急会议的所有操作都在该终端上实现,这些功能包括

² 音视频通话

可直接呼叫来进行点对点的单独音视频通话。

² 音视频会议

支持多方的音视频会议,参会方数量不受限制,保守估计可超100方同时在会场开会,可通过点击下方的小视频画面或右边的用户列表来将其切换至大屏投影显示。

² 视频图像循环显示

当打开此功能后系统可自动轮换投影各个会场的图像。

² 字幕显示

    

可在本地上传的图像中加入滚动的字幕。

² 发言状态自适应

可从用户列表中直接看到会议中是哪个会场正在发言。

² 发言申请提示

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