智慧消防救援車聯(lián)網系統(tǒng)設計與實現

目前智能一體化指 揮管理系統(tǒng) 、 指揮中心管控平臺系統(tǒng) 、視頻監(jiān)控分析系 統(tǒng) 、 視頻無線傳輸系統(tǒng) 、 視頻會議系統(tǒng) 、 等普遍存在 自成體系 、 功能重疊 、 互不兼容的問題 , 與逐行多樣化任務要求不相適應的矛 盾 日益凸顯 , 為此 , 我們研發(fā)了基于大數據分析云計算存儲的智慧消防救援車聯(lián)網系統(tǒng) , 為用 戶帶來三方面 的根本性改變 : 一是改變了業(yè)務應用模式 ;二是改變 了技術保障模式 ; 三是改變了系統(tǒng)建設模式 。 從音視頻數據采集交互到實時分析基本做到同步到指揮中心確保有序決策信息準確性。

一、 智慧消防救援 車聯(lián) 網 系統(tǒng)關系定位目的

智慧消防救援車聯(lián)網系統(tǒng)基于柵格化網絡進行構建 , 每個信息點是平 臺的一個服務節(jié)點 , 由聯(lián)網管理服務將多個服務節(jié)點連成為一個 自感知 自適應網絡 , 也可把網 絡中的信息點作為服務節(jié)點接人更大網格。

二、 建立一個 暢通的通訊環(huán)境最終 呈現結果

每個服務節(jié)點由服務器 、 終端 、 控制單元等設備組成 。服務器和終端設備是整 個平臺的基礎設備 。 服務器為平臺提供音頻資源 管理 、 音頻接人 、 音視頻調度 、 音視頻轉發(fā) 、 錄像與流 化回放 、 聯(lián) 網組網等服務 ; 終端設備也是呈現平臺用戶 的業(yè)務操作 、 管理終端 , 提供會議 、 指 揮等業(yè)務的組織管理系統(tǒng) 、 顯 控大廳導控 、 音視頻監(jiān)聽監(jiān)看等功能。

系統(tǒng)總體架構搭建方法及系統(tǒng)組成 :

1. 智慧消防救援車聯(lián)網系統(tǒng)核心 功能采用 面向服務的體系架構 , 按照 云計算部署 , 有 效承載音視頻數據交互等核心業(yè)務 。

2. 采用 中間件統(tǒng)一接人標準 , 兼容 SI P 、 .H 3 2 3 、 O o v n 斌P SI A 等協(xié)議 , 將音視頻資源原有 的專用信道接人方式改變?yōu)镮 P 網絡接人方式 。

3. 越級調 度通過對各及數據資源 的服務化 , 將所有 數據資源無級別放置在云 服務平臺上 , 通過技勤終端鼠標拖拽 、不需數據資源所屬單位配合調度 , 不受地域 、 級別的限制 ,就像調度本地資源一樣。

4. 臨機會商提供靈活預設組網功能 , 可 以根據不同任務用戶需要 , 高效快捷 自組網 , 滿足不同不同用戶同時臨機召開多個不同會議的需求 。

5.系統(tǒng)是根據各類活動一般具有 預案性的特點 , 針對同一資源在不 同任務場景中使用 方式 、 展現方式不同的情況 ,為解 決傳統(tǒng)指揮存在的無系統(tǒng)手段 、 靠紙質方案 、 多人多崗協(xié)同、 多部位分散控制的問題 , 采用 流程化思想 研發(fā)的計劃指揮平臺 。

6.業(yè)務伴 隨高權限用 戶即使到平 臺最末端服務節(jié)點 , 平臺也能夠依據領導權限 , 自動調整并進行網絡 自適應 , 保障高權限用戶對全局資源的調度 、 指揮 。

7.同步觀摩為滿足重大活動中 , 多會場 同步觀摩主會場的大屏幕顯示需 要 , 系統(tǒng)利用專有融合同步技術和推送技術 ,實現了主會場大屏幕多屏畫 面的遠程同步觀摩 。

8. 執(zhí)勤管理隨著系 統(tǒng)建設規(guī)模的不斷擴大 , 同時 , 也是機關主 管建設的人員對系統(tǒng)建設運行情況掌握越來也困難 。

9. 對各類音視頻數據系統(tǒng)接人具備 良好的兼容性 , 可 以根據 已 有不 同視頻系統(tǒng)的技術體制 , 對兼容系統(tǒng)提供無需轉換的直接接人能力 。

1 0. 語音保底通 信為應對網絡帶寬不能保障的情況 , 依托系 統(tǒng)視頻 、 音頻 、 數據三流分離體制和專利技術 , 可 以在網絡不足 以滿足視頻流傳輸 （ 帶寬 25 6 K 以下 ） 時 , 提供單傳語音服務功能。

三 、 系統(tǒng)優(yōu)勢及特點

1.配置低帶寬高清編碼器 。 使用窄帶高清編碼器可 以節(jié)省近 4 0% 的帶寬占用 。

2. 就近人網 、 接力轉發(fā)。 支持組播和單播兩種方式 , 節(jié)點間實現單播接力交換 、 設備就近接人 、 終端就近訪問 , 最大限度減少主干網絡資源 占用 。

3. 帶寬 自適應 。 通過實時偵測 網絡帶寬的變化 、 抖動情況 , 自動調整 編碼器的碼率 、 幀率 、 分辨率 。

4.丟 包恢復 。 采用 重傳 、 前向預測 技術 , 在網 絡丟包4 5% 情況下 , 聲音 圖像流 暢 。

5.通用 網絡保障與專線保障相結合 。 在通用 網絡信道無 法保障視頻應用 時 , 可臨機調整 專線同時進行保障 , 根據人員權限分配帶寬優(yōu)先 占用 級 。 帶寬不夠時 , 權限高的人員擁有帶寬資源 的優(yōu)先占用 權 。

6. 多路視頻進行 自動拼接 、 合成 、 轉碼 。 當末端帶寬不足 時 , 利用 拼接服務 、 轉碼服務 , 按預定策略將多路視音頻進行拼接 、 合成和轉碼 , 生成符合低帶寬網絡傳輸要求 的音視頻流 。

7. 靈活 使用 編碼器的主 、 子碼率 。 根據 網絡貸款情況 ,自動調 度主碼流或子碼流。

四 、 系統(tǒng)安全設計原則

1. 音視 頻標 準遵循 H 26 4 H i g h p r o i f l e 、 H 2 65 H E V C 視頻 標 準 ; 遵 循 C7 1 1 、 A A C 音 頻標 準 ; 兼 容 S I P 、 .H 3 2 3 、O n v if 、 P S IA 等協(xié)議 。

2. 低帶寬條件下 的高清圖像傳輸 s lZ K 網絡帶寬下 傳輸1 9 2 0 x 1 0 8 0 高清視頻 。

3. 信 號 類 別 視 頻 支 持 H D 一 SD I 、 V C A 、 D v l 、 H D M I 、Y p b t P 、 標清視頻等信號 。

4. 復雜網絡環(huán)境的傳輸適應性 自動偵測 網絡丟包并 自動回復 （ 支持 4 5 % 網絡丟包率 ） ; 支持分層編碼 ; 支持主子碼流 自動選擇 ; 支持視頻拼接與視頻轉碼 ; 支持優(yōu)先級控制策略 。

5. 時延指標端到端解 碼時延 : 蕊 1 7 0 m s ; 每轉發(fā)一次增加時延 : 蕊 1 0 m s ; 音唇同步誤差： 蕊 .0 5 個字 ; 設備控制時延：蕊 1 0 0 m s 。 平臺指 標聯(lián)網管理服務可管理服務節(jié)點數： 5 1 2 個 ;聯(lián)網管理服務支持級聯(lián)層數 : 4 級。

6. 單服務節(jié)點可管理下級級聯(lián)服務數 : 1 6 臺 ; 單服務節(jié)點支持級聯(lián)層數 : 8 級 ; 單服務節(jié)點設備接人數 : 1 0 2 4 個 ;單服務節(jié)點終端接人數 : 1 0 2 4 個 ; 單服務節(jié)點流媒體轉發(fā)數 :6 4 路 ; 單服務節(jié)點可 堆疊流媒體轉發(fā)服務器數 : 8 臺 ; 任務流 程數 : 1 0 2 4 個。 建設智慧消防救援車聯(lián)網系統(tǒng) , 打破 目

前設備使用單一化限制 , 實現了音視頻數據互通互聯(lián)控制業(yè)務融合 ; 打破指揮地理限制和功能限制 , 實現了指 揮員在任意 地點 、 依托任意終端都可 完成跨區(qū)越級 的按需 自主指揮調度 , 推動指揮手段懂 “ 以平臺為中心 ” 向 “ 以網絡為中心 ”轉變 , 最終實現 “ 以服務為中心 ” , 讓視頻指揮真正變得簡單 ,做到 “ 想看哪里 , 就看哪里 ” 、 “ 向指 揮哪里 , 就指揮哪里 ” 、“ 人走到哪里 , 就指 揮到哪里 ” 、 “ 想 怎么組織 , 就怎么組織” 、“想怎么使用 , 就怎么使用 ” 。

1. 實現真正 的車輛網系統(tǒng) 。 每個服務節(jié)點設備為平臺提供音頻數據采集聯(lián)動組網等服務 。

2. 建立一個共用 車聯(lián)網平臺。 終端設備是平臺用戶的業(yè)務操作 、 管理終端 , 也是信息數據最前沿 采集點 。

來源：王素鋒 , 華北石油 通訊公司 生產技 術部 ;白曉梅 , 華北石油通信 公司 ; 王濱 , 京政廣 和安全科 技研究 院?