胡 敏，李 臻

（上海市民防指揮信息保障中心，上海 200020）

可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)在民防應(yīng)急指揮中的運(yùn)用（V2.0）

胡 敏，李 臻

（上海市民防指揮信息保障中心，上海 200020）

本文主要探討可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)在民防應(yīng)急指揮的全方位應(yīng)用。

可視化；綜合指揮調(diào)度（VIC&DS）；民防；應(yīng)急；視頻；圖像

1 引言

民防應(yīng)急指揮系統(tǒng)現(xiàn)有動(dòng)中通系統(tǒng)、靜中通系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、移動(dòng)執(zhí)法系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)等多套系統(tǒng)，目前普遍存在如下問(wèn)題：

⊙ 多套控制平臺(tái)，復(fù)雜繁瑣：多套系統(tǒng)獨(dú)立組成，單獨(dú)操控，復(fù)雜繁瑣。

⊙ 系統(tǒng)兼容性差：涉及到的接口、信號(hào)格式、協(xié)議繁多，很難做到系統(tǒng)的高度集成，系統(tǒng)整體升級(jí)也較難。

⊙ 復(fù)雜的工程布線(xiàn)：系統(tǒng)所涉及線(xiàn)材與接頭種類(lèi)繁多，且容易受到干擾，故障率高，施工及維護(hù)都比較困難。

⊙ 信息不能共享：各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)，系統(tǒng)之間信息不能共享，形成一個(gè)個(gè)信息孤島。

⊙ 信號(hào)傳輸不一致:音、頻視系統(tǒng)采用分網(wǎng)傳輸，無(wú)法做到音視頻同頻傳輸。

⊙ 系統(tǒng)穩(wěn)定差:系統(tǒng)復(fù)雜，所涉及的產(chǎn)品種類(lèi)繁多，故障率較高，備份時(shí)需要分系統(tǒng)獨(dú)立備份。

隨著社會(huì)的發(fā)展，各種公共事件、緊急事件的多樣化的發(fā)生，快速、有效、及時(shí)處理各類(lèi)事件已成為民防工作的特點(diǎn)；各種資源共享、及時(shí)調(diào)度、快速管理各種信號(hào)、維護(hù)方便已為民防業(yè)務(wù)重要需求。為此，我們提出一種針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)升級(jí)為可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)的方式與方法。如圖1所示。

圖1 可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)

2 可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)（VIC&DS）概述

2.1 可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)的含義

可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)（Visual Integrated Command & Dispatch System，VIC&DS）通常包含計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、音視頻編解碼處理技和網(wǎng)絡(luò)音視頻圖像傳輸技術(shù)，平臺(tái)中各個(gè)接入點(diǎn)均采用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞?，所有接口設(shè)備均接入網(wǎng)絡(luò)，具備主流音視頻通信標(biāo)準(zhǔn)和傳輸協(xié)議以接入第三方系統(tǒng)的音視頻信號(hào)，通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行音視頻信號(hào)的調(diào)度控制處理，由統(tǒng)一的操控終端實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各信號(hào)的可視化調(diào)度處理。如圖2所示。

圖2 VIC&DS的架構(gòu)

2.2 可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.2.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

將現(xiàn)有的獨(dú)立子系統(tǒng)“信息孤島”，接入可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)異網(wǎng)信號(hào)對(duì)接及統(tǒng)一調(diào)度。從底層打通網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)了從視音頻的接入、應(yīng)用處理、輸出的端到端解決方案。

⊙ 支持多屏集中管理。

⊙ 全信號(hào)源跨網(wǎng)調(diào)度。

⊙ 可對(duì)各信號(hào)源實(shí)時(shí)預(yù)覽。

⊙ 多預(yù)案設(shè)置與自動(dòng)切換。

⊙ 集成各類(lèi)外設(shè)控制。

⊙ 定制化開(kāi)發(fā)。

⊙ 支持iPad及觸控一體機(jī)控制。

⊙ 極簡(jiǎn)人機(jī)交互體驗(yàn)。

2.2.2 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

（1）信號(hào)可視化調(diào)度。即所有可操作的信號(hào)在操作終端中的實(shí)時(shí)預(yù)覽；所有受控大屏幕、應(yīng)用系統(tǒng)顯示，在操作終端中的實(shí)時(shí)全屏回顯；所有信號(hào)操作（如開(kāi)窗、漫游）、應(yīng)用操作、交互標(biāo)繪，實(shí)時(shí)在操作終端中顯示。

（2）液晶拼接顯示器顯示。系統(tǒng)將視頻解碼技術(shù)、高清晰度數(shù)碼顯示技術(shù)、大屏無(wú)縫拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、信號(hào)切換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集中控制技術(shù)等的應(yīng)用綜合為一體，形成一個(gè)擁有高清晰度、高智能化控制、操作方便的先進(jìn)大屏顯示系統(tǒng)。

（3）多屏交互。基于視頻編解碼技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸技術(shù)，多媒體交互式系統(tǒng)能支持針對(duì)視頻的實(shí)時(shí)標(biāo)注疊加功能。

（4）桌面軟采集。系統(tǒng)支持對(duì)接入計(jì)算機(jī)進(jìn)行桌面軟采集，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直通顯示技術(shù)，在各個(gè)終端上實(shí)時(shí)顯示。

（5）場(chǎng)景切換。系統(tǒng)支持預(yù)設(shè)各種信號(hào)組合顯示的場(chǎng)景或預(yù)案。根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合需要，用戶(hù)可以配置不同的信號(hào)組合顯示模式作為場(chǎng)景。

（6）信號(hào)標(biāo)注。系統(tǒng)支持對(duì)信號(hào)顯示進(jìn)行標(biāo)注，多個(gè)操控終端可以對(duì)同一個(gè)信號(hào)標(biāo)注，每個(gè)操控終端的標(biāo)注效果都會(huì)反映在其它操控終端上，實(shí)現(xiàn)基于信號(hào)的交互協(xié)同功能。

（7）遠(yuǎn)程桌面控制。系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)編碼終端不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的顯示輸出進(jìn)行采集編碼并遠(yuǎn)程呈現(xiàn)。

（8）音視頻同步。系統(tǒng)支持對(duì)接入的同一場(chǎng)景的音視頻信號(hào)在各個(gè)操控終端和顯示設(shè)備上進(jìn)行同步播放。

（9）信號(hào)檢索功能。操控終端支持信號(hào)模糊檢索。通過(guò)輸入關(guān)鍵字，可以檢索出包含關(guān)鍵字的所有信號(hào)，方便快捷地實(shí)現(xiàn)大量的信號(hào)源管理。

（10）多級(jí)權(quán)限控制。系統(tǒng)支持嚴(yán)格的權(quán)限控制：根據(jù)系統(tǒng)對(duì)象的不同，提供三級(jí)用戶(hù)權(quán)限控制：系統(tǒng)管理權(quán)限、信號(hào)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限、拼墻權(quán)限。

（11）可視化來(lái)電顯示及錄音功能。系統(tǒng)支持來(lái)電顯示，并在大屏提示，同時(shí)具備電話(huà)統(tǒng)計(jì)與記錄等功能。

3 可視化綜合指揮調(diào)度在民防應(yīng)急指揮中的運(yùn)用

（1）統(tǒng)一的可視化調(diào)度。可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與民防各類(lèi)系統(tǒng)（動(dòng)中通系統(tǒng)、靜中通系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、移動(dòng)警務(wù)系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)）對(duì)接，實(shí)現(xiàn)其中的音視頻信號(hào)統(tǒng)一的可視化調(diào)度，快捷地實(shí)現(xiàn)任意系統(tǒng)圖像共享及調(diào)度。

（2）協(xié)同交互指揮。支持針對(duì)視頻的實(shí)時(shí)標(biāo)注疊加功能。如遇到緊急事件部署時(shí)，指揮人員可以在民防操控終端上對(duì)某個(gè)正在顯示的視頻信號(hào)進(jìn)行手寫(xiě)標(biāo)注，如對(duì)視頻畫(huà)面上的一個(gè)事故點(diǎn)部署畫(huà)一個(gè)圓圈，標(biāo)注的結(jié)果通過(guò)圖像運(yùn)算編碼為信息流，隨后被同步到各個(gè)顯示設(shè)備和終端上，最終呈現(xiàn)在相同的視頻信號(hào)的同一位置上。使多個(gè)顯示屏處于不同的空間位置（如指揮大廳和會(huì)商室、現(xiàn)場(chǎng)指揮車(chē)），指揮人員可以在多個(gè)顯示屏之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)級(jí)的精細(xì)化協(xié)同交互。

（3）快速的預(yù)案調(diào)用?？蓪?shí)現(xiàn)各種信號(hào)組合顯示的場(chǎng)景或預(yù)案。根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合需要，可以配置不同的信號(hào)組合顯示模式作為場(chǎng)景，如民防應(yīng)急指揮時(shí)，調(diào)用的監(jiān)控圖像、動(dòng)中通、移動(dòng)警務(wù)圖像的顯示場(chǎng)景預(yù)先設(shè)置為預(yù)案，緊急操作時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速部署。

（4）實(shí)時(shí)圖像預(yù)覽?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)民防現(xiàn)有監(jiān)控、動(dòng)中通、靜中通、監(jiān)控、視頻會(huì)議、移動(dòng)警務(wù)圖像實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)覽，對(duì)突發(fā)故事及緊急事故實(shí)時(shí)監(jiān)看，便于及時(shí)應(yīng)急響應(yīng)。

（5）可視化接處警顯示及錄音。將根據(jù)來(lái)源不同的電話(huà)（市話(huà)、專(zhuān)線(xiàn)、IP電話(huà)等）在電腦上以不同的聲光提示，增加來(lái)電顯示，上大屏提示顯示，電話(huà)統(tǒng)計(jì)與記錄等功能，以方便日常民防值班同志獲得最準(zhǔn)確、快捷、清晰地接處警信息。

（6）實(shí)現(xiàn)異網(wǎng)融合。通過(guò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息互通，但網(wǎng)絡(luò)是物理隔絕，保證安全連接。將民防現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)鏈路的移動(dòng)執(zhí)法、無(wú)線(xiàn)鏈路的高空信號(hào)、衛(wèi)星鏈路的動(dòng)中通車(chē)載、衛(wèi)星鏈的路靜中通車(chē)載、專(zhuān)網(wǎng)視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控的音頻、視頻、數(shù)據(jù)等信號(hào)接入可視化綜合指揮平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)異網(wǎng)圖像、聲音的互通。

（7）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及指導(dǎo)。通過(guò)桌面軟采集，實(shí)現(xiàn)民防指揮中心對(duì)每個(gè)下級(jí)單位業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控及指導(dǎo)。

（8）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)啟動(dòng)、預(yù)覽、協(xié)同控制。通過(guò)分布式部署，實(shí)現(xiàn)對(duì)民防指揮中心（含災(zāi)備中心）遠(yuǎn)程預(yù)啟動(dòng)、預(yù)覽、協(xié)同控制、分級(jí)管理。

（9）實(shí)現(xiàn)音頻預(yù)案調(diào)用。將所有音頻特性進(jìn)行管理，可以根據(jù)民防不同會(huì)議場(chǎng)景預(yù)存預(yù)案，便于不同場(chǎng)景快速調(diào)用。

（10）實(shí)現(xiàn)對(duì)操作的記錄。實(shí)現(xiàn)針對(duì)民防整個(gè)操作及指揮過(guò)程進(jìn)行全程同步錄制及存儲(chǔ)，方便日常調(diào)用及學(xué)習(xí)，責(zé)任追溯。

4 民防系統(tǒng)運(yùn)用可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)的展望與意義

移動(dòng)式的指揮中心，便攜化的可視化綜合指揮功能；任意地點(diǎn)的雙向可視交流，準(zhǔn)確把握現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)；提高行動(dòng)中的指揮調(diào)度能力和應(yīng)急處突能力；實(shí)現(xiàn)全融合全媒體終端接入、最終實(shí)現(xiàn)快捷調(diào)度；與民防GIS結(jié)合，形成一套可視化民防綜合指揮與推演的統(tǒng)一平臺(tái)。

圖3 動(dòng)態(tài)標(biāo)繪演示

采用移動(dòng)中的MESH技術(shù)，實(shí)線(xiàn)無(wú)人機(jī)與移動(dòng)指揮車(chē)、作戰(zhàn)時(shí)的單兵等指揮諸元的雙向可視與數(shù)據(jù)對(duì)傳功能，同時(shí)將實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)音視頻、數(shù)據(jù)、戰(zhàn)地感知等通過(guò)VIC&DS系統(tǒng)（可視化綜合指揮系統(tǒng)）轉(zhuǎn)接到指揮中心，供指揮者實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況并提供最及時(shí)的決策依據(jù)。如圖3所示。

4.1 戰(zhàn)時(shí)防務(wù)及自然災(zāi)害應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)解決方案

戰(zhàn)時(shí)防空、地震、生化泄露等人為及自然災(zāi)害具有很大的破壞性，受災(zāi)地區(qū)的通信設(shè)施、交通設(shè)施和電力設(shè)施等易被毀壞，使災(zāi)區(qū)在一定程度上處于封閉的狀態(tài)，救援設(shè)備和車(chē)輛都無(wú)法第一時(shí)間到達(dá)，指揮中心也無(wú)法獲得災(zāi)區(qū)的實(shí)時(shí)信息，嚴(yán)重影響抗災(zāi)救援的及時(shí)推進(jìn)。

圖4 戰(zhàn)時(shí)防務(wù)及自然災(zāi)害應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)解決方案

采用無(wú)線(xiàn)寬帶自組網(wǎng)設(shè)備，具有開(kāi)機(jī)即用、自動(dòng)中繼和機(jī)動(dòng)組網(wǎng)的特點(diǎn)。在災(zāi)區(qū)的基礎(chǔ)通信設(shè)施、電力設(shè)施等都無(wú)法正常工作的情況下，設(shè)備可以通過(guò)合理部署無(wú)人機(jī)和單兵、車(chē)輛等節(jié)點(diǎn)，克服復(fù)雜地理環(huán)境對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，快速打通從?zāi)區(qū)到救災(zāi)指揮部的通信鏈路，為決策者提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的第一手現(xiàn)場(chǎng)信息，保障救援指令的上傳下達(dá)，確保災(zāi)害救援工作的高效開(kāi)展。如圖4所示。

4.2 民防救災(zāi)車(chē)隊(duì)通信系統(tǒng)解決方案

大型車(chē)隊(duì)在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，如山區(qū)，森林，封閉的隧道行進(jìn)時(shí)，傳統(tǒng)通信手段（如公網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)、集群通信等）均無(wú)法完成有效覆蓋，大型車(chē)隊(duì)在該類(lèi)地區(qū)的通信順暢度無(wú)法得到有效保障，導(dǎo)致指揮人員對(duì)突發(fā)事件和潛在風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法做到及時(shí)處置和有效預(yù)防，在決策時(shí)缺乏對(duì)態(tài)勢(shì)的全面感知，指揮命令也難以有效下達(dá)。

圖5 民防救災(zāi)車(chē)隊(duì)通信系統(tǒng)解決方案

無(wú)線(xiàn)寬帶自組網(wǎng)設(shè)備采用COFDM調(diào)制技術(shù)，繞射和抗多徑能力強(qiáng)，支持多跳自組網(wǎng)，具備自組織自愈合等特點(diǎn)，是在非視距場(chǎng)景中連接多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)選方案。自組網(wǎng)設(shè)備、可快速在上述場(chǎng)景中組成多跳寬帶通信鏈路，有效解決車(chē)隊(duì)行進(jìn)過(guò)程中可能遇到的通信中斷難題，為指揮人員提供實(shí)時(shí)車(chē)況、音視頻等綜合情報(bào)信息，為整個(gè)車(chē)隊(duì)提供可靠的指揮通信保障。如圖5所示。

4.3 民防救災(zāi)應(yīng)急通信系統(tǒng)解決方案

隨著各地城市化建筑的不斷發(fā)展，高層建筑、密集建筑、地下商場(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)、地鐵隧道和城市隧道等不斷增多，在戰(zhàn)時(shí)會(huì)發(fā)生火災(zāi)、建筑塌陷等事故發(fā)生后，傳統(tǒng)通信手段難以形成有效覆蓋來(lái)保證可靠的現(xiàn)場(chǎng)指揮、協(xié)調(diào)和調(diào)度，使得救災(zāi)工作無(wú)法高效實(shí)施，消防救災(zāi)人員的安全也難以得到可靠保障。

圖6 民防救災(zāi)應(yīng)急通信系統(tǒng)解決方案

寬帶無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)設(shè)備組具有很強(qiáng)的對(duì)抗復(fù)雜信道環(huán)境能力。在超高層建筑內(nèi)部或地下室等傳統(tǒng)通信手段難以覆蓋的區(qū)域，該設(shè)備通過(guò)單兵攜帶，機(jī)動(dòng)靈活地承擔(dān)單兵信息收集、無(wú)線(xiàn)鏈路中繼、現(xiàn)場(chǎng)視頻回傳等多種任務(wù)，實(shí)現(xiàn)指定區(qū)域的無(wú)縫覆蓋，快速打通救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)到指揮部的通信鏈路，保證救災(zāi)工作的高效指揮和協(xié)同，最大限度保障救災(zāi)人員的人身安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

可視化綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)接入民防應(yīng)急指揮中心各個(gè)獨(dú)立應(yīng)用業(yè)務(wù)，如動(dòng)中通系統(tǒng)、靜中通系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、移動(dòng)警務(wù)系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)、來(lái)電系統(tǒng)等系統(tǒng)的視頻信號(hào)/數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度與可視化統(tǒng)一操作。減少各業(yè)務(wù)之間信號(hào)調(diào)用的復(fù)雜度，提高工作效率；只需一個(gè)人就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有系統(tǒng)的調(diào)度，大大減少操作人員的投入；“可見(jiàn)及所得”的可視化操控模式，提高了操控的準(zhǔn)確性。為民防應(yīng)急指揮提供有效的技術(shù)支持，提高對(duì)突發(fā)公共事件的預(yù)測(cè)預(yù)警能力，降低和減少突發(fā)公共事件造成的損失，具有良好的間接經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 王志軍，柳彩志．多媒體技術(shù)及應(yīng)用（第2版）.北京：高等教育出版社，2016

[2] 賈群林，林鵬飛．突發(fā)公共事件的應(yīng)急指揮與協(xié)調(diào)．北京：當(dāng)代世界出版社，2010

[3] 陳山枝．應(yīng)急通信指揮——技術(shù)、系統(tǒng)與應(yīng)用（應(yīng)急通信指揮是實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的關(guān)鍵技術(shù)）．北京：電子工業(yè)出版社，2013

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.05.014

TN919，TJ768.4

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