湖南省安监局图像综合管理平台系统方案(稿)(华平)资料.doc

湖南省安监局图像综合管理平台系统方案目 录第一章项目需求分析31.1业务现状31.2网络现状3第二章系统设计原则和建设整体要求52.1 设计原则52.2 建设整体要求6第三章图像综合管理平台系统说明73.1 平台系统的组成93.2 各子系统组成10第四章应用功能154.1 丰富的视频会议应用164.2 实时安全监控174.3 应急指挥调度184.4 远程培训教育194.5 语音对讲应急应用204.6 随时随地办公20第一章 项目需求分析1.1 业务现状湖南省安监局贯彻执行国家安全生产工作的方针、政策和安全生产法律、法规及规章，组织起草安全生产综合性的地方性法规、规章草案，拟订全省安全生产工作的政策和规划，指导协调全省安全生产工作，分析和预测全省安全生产形势，发布全省安全生产信息，协调解决安全生产中的重大问题。承担工矿商贸生产经营单位（煤矿除外，下同）安全生产监督管理责任，按照分级、属地原则，依法监督检查工矿商贸生产经营单位贯彻执行安全生产法律法规情况及其安全生产条件和有关设备（特种设备除外）、材料、劳动防护用品的安全生产管理工作，负责监督管理省属工矿商贸企业安全生产工作。负责组织省人民政府安全生产大检查和专项督查，根据省人民政府授权，依法组织重大事故调查处理和办理结案工作，监督事故查处和责任追究落实情况。湖南省安监局其特殊的业务现状，让数字化、信息化，高度统一的语音图像综合管理平台的建立势在必行。实现湖南省安监局总部和下属单位的可视会议、培训等功能；可以实现行政、人事、生产管理等各个部门同时使用该电视会议系统，为提高湖南省安监局的效率提供基础平台。领导只需要坐在办公室就可以进行远程指挥调度，实现图像、语音、数据各子系统之间的互联互通互操作，为业务实现“一键式调度”和“协同指挥”提供语音、图像及数据的综合通信手段支持。1.2 网络现状湖南省安监局及下属单位其网络结构为树状结构，根据使用性质分为政务内网和政务外网，这样既可以以网络安全性为前提，又可实现多种应用网络共享，也可以使系统具有更好的灵活性和可管理性。现已有和兄弟单位通讯的视频会议，也有石门，宁乡监控系统试点，但是它们是两套单独的系统，所以建立一套数字化、信息化，高度统一指挥协调的语音，图像综合管理平台就是迫切需要的。该系统成为湖南省安监局进行业务流通、管理等各项工作的信息化手段和工具，可以发挥出巨大的支持作用和促进作用。为了达到最好的使用效果，该系统必须要达到以下几点：l 端到端的时延视频会议的通用时延建议为小于200msl 时延抖动由于音频/视频的传输为实时的交互，因此网络的时延抖动更为至关重要，我们的建议范围为通用时延小于50ms。 l 丟包率网络上的丟包率不应该高于1%，在超过1%以后要求系统必须自身具备丢包恢复机制，保障视音频的正常。l 总带宽 中心总部（连接其他N个分部会场）的网络带宽要为其他N个分部会场的网络带宽之和。图像综合管理平台是对实时性要求较高的网络应用。这就要求作为其基础的承载网络有较高的带宽和对网络中的业务流量有较高的控制能力。图像综合管理平台在最初制定整体框架协议时就定义了系统是为了解决在窄带宽的条件下实现远程的视音频交互。视频会议系统本身对带宽的要求为64K2M，但是由于为了满足流畅的视音频效果，要实现720P的高清图像，必须要求768K以上的呼叫带宽，1080P建议至少1M带宽，本系统建立在湖南省安监局专用网，用于视频会议的带宽不低于1M专线线路，完全可以满足高清会议系统的建设要求；再加上监控数据的接入，各会场4M网络带宽完全满足湖南省安监局图像综合管理平台的建设。 最终达到网络互连互通如下：第二章 系统设计原则和建设整体要求2.1 设计原则湖南省安监局图像综合管理平台系统的建设必须从实际出发，尽可能利用现有的网络条件和已有投资，在满足现有需求的同时，能够保证随着网络和技术的发展，支持平滑升级和扩容，有效保护投资。并能根据后续需求的变化和业务的发展，灵活支持各种业务的叠加和融合，满足未来业务的需求。因此，图像综合管理平台的建设应遵从以下原则：1、 经济、合理原则l 应依据现有网络的实际情况，尽可能利用现有的网络条件l 尽可能的保护已有的投资l 尽可能利用已有的设备l 对现有网络基本无改动，有很好的网络适应性2、 先进性原则l 系统严格遵循国际标准、国家标准和国内通信行业的规范要求l 符合视频技术以及通信行业的发展趋势，并确保采用当前成熟的产品技术l 所有的设备采用最先进的技术，确保今后相当长的时间内技术上不会落伍l 系统具备多业务网融合能力，系统平台建设完成后具备也监控系统；应急指挥系统；多媒体协同等多业务的融合能力3、 开放、兼容原则l 完全符合标准框架协议，采用业界标准的视音频编解码协议l 采用开放式标准设计，兼容标准的视讯系统和设备l 可与其他厂家标准的产品有效互通l 满足今后的发展，为未来业务扩展留有充分的扩充余地4、 安全、可靠原则l 系统具有高度的安全性，具有分级权限管理和高级加密机制l 对工作环境要求较低，环境适应能力要强l 系统设备安装使用简单，无需专业人员维护l 系统具有很好的备份机制，满足高可靠性需求l 对于端到端的业务故障，有很好的备份、应对机制5、 网络、业务灵活原则l 系统应该能够和现有的各种网络如政府外网，Internet网络有良好的互通能力l 系统应该可以和现有的e-mail、短信、彩信等应用有较好的互通能力l 系统应该可以支持和已有的OA办公系统等融合l 系统不仅能够提供视频会议功能，还可以叠加支持丰富的其它业务，如监控，语音，VOIP电话，移动3G终端等等，满足今后不断的使用业务发展需求2.2 建设整体要求本次将要建设的图像综合管理平台要求有良好的实时性和交互性，实现人与人之间的信息交流，使各会场之间通过视频会议设备，能够进行视频、音频等信息的互通，并提供一种可靠的远程维护的手段，达到以更高效率的通讯传输目的，达到节省大量的差旅费用和工作效率并且提高网络资源的利用率的目的；通过车载3G终端，手持终端，全面提升处置应急突发事件的能力，通过融合的监控系统，做到一人操作，远程调用现场实时画面，为应急救援做到快速处理评估；通过无线对讲，让命令直接下到到作战单兵，快速响应；通过手机，平板电脑调用语音、图像，让领导远在千里，做到运筹帷幄。本次图像综合管理平台建成后需实现如下功能：l 实现720P/1080P的高清图像传送，实现双向720P/1080P高清会议；l 实现远程指挥调度，满足实时的业务需求。l 实现中心与下属分会场之间进行双视频流的发送与接收；l 系统可以召开由任意一个会场发起的两方或多方会议；l 传送全运动720P 25 50帧/秒、1080P 25帧/秒的图像，14KHz、22KHz、48KHz高保真的声音效果；l 会议录像以及流媒体功能，会议实况或录像的网上点播、直播；l MCU和终端支持H.320、H.323及SIP协议体系标准；l MCU具有足够的容量，能实现平滑升级和扩容； l 本系统除了用于召开视频会议外，还具有召开应急指挥、多点研讨、技术培训、远程教育，调度救援等功能；图像综合管理平台的特点：l 为各类图像子系统的音视频提供一个资源汇聚管理平台，通过图像综合管理平台，用户可以跨网络、跨平台调用所需的音视频资源。l 实现电视电话会议系统、远程监控系统及指挥视频等图像子系统之间互连、互通、互操作。l 为一体化业务平台提供图像调用接口。l 实现与语音综合管理平台之间语音交互。l 图像综合管理平台软件可实现不同设备及系统的互联、互通、互控，实现视音频及报警信息的采集、传输、交换、显示、存储、控制；进行身份认证和权限管理，保证信息的安全；实现报警联动；提供与其他业务系统的数据接口。本系统的建设方案以ITU-T H.323标准为基础，并结合SIP、VOIP等协议与国际常见标准进行规化和设计，在系统会场数量发生变化时，在现有系统核心设备容量的范围内，可以方便的增加接入点数。第三章 图像综合管理平台系统说明在湖南省安监局图像综合管理平台系统项目的树状网络结构中，湖南省安监局的行政管理与原有骨干网络的组成结构基本上都是集中管理、分层架构的模式，有鉴于此，湖南省安监局图像综合管理平台系统的后台MCU架构也以此对应，采用对应的二级树状MCU架构体系。多MCU树状结构支持网络优化、容错、自动路径选择等众多先进技术，如当其中任一个MCU发生崩溃、断电或遭受病毒攻击等意外情况，其它分MCU可接管已丧失功能的MCU，以保证该子系统的正常使用。多个MCU能相互进行负载均衡。 路由式MCU解决多路音视频的分发控制技术，将每台MCU划分成若干个逻辑处理分区以加快媒体流的中转，并通过MCU数据包的分离处理使单路数据包中转速度加快，在网状MCU的寻址上采用类似路由的算法提高MCU的转发速率，降低因级联造成的延时。湖南省安监局图像综合管理平台系统MCU树状级联架构树状MCU分层结构的视讯系统可以承载会议人员众多，人员组织关系复杂的大规模组网、高标清混合、多种应用模式组成的会议系统。第一、 各级用户帐号由各级管理维护，各级帐号可以同名，下级机构完成本级用户帐号分配后，只需向上级机构提交，上级机构收到下级机构分配帐号后只需审核，一级机构不需提交审核。其中每层机构负责本层机构的参会人员帐号，提高整体工作效率。这样，各区县、地市级个单位可自主召开本区域内的远程教育、视频会议等应用。第二、 不同层之间的通讯只能通过中间层服务端中转，隔层相对封闭，使得整个系统更安全，也更稳定，尤其是一级服务端。第三、 树状分层会议结构具有很好的扩展性；如果将其中一个地市级机构作为一级服务端，其下连接的地市级机构作为二级服务端则又可以衍生出一个小型、独立，实用的会议模式，体现出树状分层会议结构很好的灵活性。3.1 平台系统的组成根据现有的应用，AVCON采用两级MCU组网、三级终端接入，外加监控融合，3G网络无线设备接入，无线语音、对讲功能的系统整体架构，为以后有更多设备接入预留出对接接口。Ø 在湖南省安监局的信息中心配置一级MCU两台，作为视频会议系统的核心设备，为了保证系统稳定性，MCU采用双机热备；在地市信息中心配置二级MCU十四台，作为视频会议系统的接入层设备。Ø 在各会场会议室里配置全高清会议终端，所有终端均根据具体情况配置会议专用的摄像机和麦克风，保证会议室的视频会议效果、稳定、和双流功能的扩展。Ø 在湖南省安监局的管理中心和地市信息中心，按照监控前段DVR的数量可以增加监控流媒体服务器和监控网关服务器（一般按照一个地市部署一台监控流媒体服务器，多台监控网关服务器），融合现有监控设备，可以实现实时指挥调度，让领导在千里之外进行决策。Ø 在湖南省安监局信息中心部署视频网关，通过该设备可接入第三方视频会议产品，起到兼容第三方产品的扩展性。Ø 在监控中心配置电视墙终端一台，通过大屏上墙，实现视讯图像、监控图像、电子地图、电子白板内容、数据页面等各种画面统一上墙与应用。本次配置的电视墙终端是一款集图像解码与图像合成输出功能于一体的专业终端设备，既支持指挥调度系统的图像解码，也支持视频监控或会议系统的图像解码。单机可以将多达16个720P高清数字图像解码并合成为4个全高清视频信号输出到多个大型显示设备上。Ø 在省安监局机房部署录播服务器，可对视频会议，监控等语音、图像、数据实现实时存储，录播，点播等服务，方便日后查询，调研，培训等等。Ø 根据业务特殊应用，增加移动指挥终端，手机视频终端，平板电脑终端，基本按照每个地级市部署一台车载终端，3G，WIFI，无线通过架设在省信息中心机房的VPN服务器可接入到图像综合管理平台中，起到应急指挥调度的作用。图像综合管理平台拓扑结构图3.2 各子系统组成具体到每一个功能结构如下：视频会议系统视频编码技术应采用当前先进的视频压缩算法，具备在2M以内网络带宽条件下实现1080P高清晰度画质、20KHz频宽高保真CD音质的处理能力，以最大限度节省我单位网络资源及网络投资的同时，充分保证视频会议的高质量效果。视频通讯协议应同时支持H.323及SIP协议。这样既满足广域网的带宽要求，又满足在网上开展语音通讯应用的需求。可提供优质的视频传输和低延时的编解码，使视频流更为流畅、自然、清晰。具备良好的网络纠错能力，即便在网络负担不过来、不稳定或出错率较高的情况下，也能提供高品质的视觉。系统需具备完善的1080P 60帧/秒、1080P 30帧/秒及以下的高清分屏功能，能够以不同的分屏方式将与会者进行显示呈现，最大单画面分频不得低于28个屏，便于发言与突出显示。系统需具备全面的双流数据呈现方案。须支持H.239双流技术，并保证在召开多点会议，任意分会场发送双流时，其主流1080p 60帧/秒、1080P 30帧/秒的图像质量及帧率不降低，同时辅流能够达到1080p图像质量效果，以满足日常工作中远程多媒体培训等工作的需要。为了满足视频会议的存档需求，系统必须能够基于网络实现对1080p 60帧/秒、1080P 30帧/秒及720P 60帧/秒等不同高清格式的视频会议数字化录制与回放，并能够同时实现对会场人物主图像以及电脑辅助画面的双流录制与存档，还必须能通过高清视频终端与电脑分别实现高清视频会议实况的现场点播回放及桌面点播回放。同时，为保证视频会议的视、音频录制质量，系统除具备1080p 60帧/秒高清视频录制能力以外，还必须具备20KHz以上高清音频的录制能力。监控融合系统在湖南省安监局的管理中心和地市信息中心，按照监控前段DVR的数量可以增加监控流媒体服务器和监控网关服务器（一般按照一个地市部署一台监控流媒体服务器，多台监控网关服务器），融合现有监控设备。采用分布式组网和电信级线速转发技术，具备电信级大容量，单机最大可支持384路视频接入，1000路视音频分发，能够满足大容量、高可靠视频监控系统的负载要求。支持视频监控、流媒体转发、视频会议、视频直播、语音对讲及广播等丰富的业务功能，支持完全标准的SIP信令及H.263、H.263+、H.264 Main Profile、H.264 High Profile、H.264 SVC等多种视频压缩标准。具有Http隧道和防火墙穿越技术，满足各种不同组网的需求，对现有网络无更改；多网络桥接技术，可同时跨多个不同的IP网段组网，提供中国南北网络互通、企业内外网互通的组网支撑。完美实现多种网络情况下的视频监控应用。通过集图像解码与图像合成输出功能于一体的专业电视墙终端设备，既支持视频指挥系统的图像解码，也支持视频会议、视频监控系统的图像解码。单机可以将多达16个720P高清数字图像解码并合成为4个全高清视频信号输出到多个大型显示设备上，支持最多32台设备通过IP方式级联。集中在大屏幕电视墙上面展示视频会议，监控，3G传输图像，做到一键操作，远程调用能力。第三方视频系统融合通过视频网关服务器与主流H.323会议设备的互相兼容，可以实现新建视频会议系统与主流H.323会议设备的互联互通；并支持对H.323会议设备管理，实现添加、删除、设置、管理等操作应用。与H.323会议系统全面融合，在实现大规模视频通信应用的同时，保护原有投资，提供最具性价比的视频通信解决方案。3G移动指挥调度系统在各地级市部署移动车载终端或者3G手持终端，当出现现场救援的时候，能立刻打开设备，通过3G网络实时将语音，图像，数据传输到省安监局图像综合管理中心，由领导下达决策命令和指挥调度命令。由于根据业务特殊，可能有时候会下到矿井或者情况比较负责，车辆无法到达的地方，就必须运用个人单兵终端，如3G手持终端，便于方便操作。语音通讯指挥系统在省安监局及下属单位部署350M语音对讲系统，通过指挥调度语音互连平台，可实现对讲到手机，对讲到固定电话，固定电话到手机的全方位立体语音通讯指挥系统。避免在复杂情况下，无线网络受到信号问题，立刻使用该语音通信指挥系统，也能达到指挥调度救援的作用。第四章 应用功能图像综合管理平台实际应用是通信业务融合，通信网络融合，通信终端融合；是针对安全施工（缺乏可靠的技术手），质量控制（依赖现场管理人）等工地安全保障难；工程安全监察监控难；在遇到安全问题，指挥救援人员需集中到一起办公，费时、费力，还不能达到第一时间赶往救援现场；增加了额外的差旅成本，任何跨区域会议和培训都得出差，频繁的差旅成本、路途的时间成本高居不下提供出的一套管理系统。图像综合管理平台的出现实现了如下的功能（如图）：4.1 丰富的视频会议应用高效的双流数据会议功能，用户可方便的使用外带笔记本电脑进行视频会议、远程培训时，视频会议系统会议终端设备具备分辨率为1024*768的高速（25帧/秒）VGA视频采集输入，支持笔记本电脑播放动态视频影像的实时VGA信号采集，以实现数据内容实时分享。成熟的实时屏幕传输技术，您根本不需要转换、上传、下载文件来共享数据，这样会浪费时间、降低隐私保护级别、占用带宽，特别是许多应用根本无法转为文件，例如一个动态的程序或者一个财务软件的使用过程，而这些都是您会遇到的，AVCON的实时屏幕压缩算法占用带宽非常少，例如一个WORD文档，或者一个财务软件界面，仅仅需要5KB每秒就可以了。屏幕演讲功能：会议主持人和发言人可以把自己的屏幕和视频图像（如结合PPT进行屏幕演讲）向所有与会者发布，演讲者的所有操作和视频图像都将同步显示在观看者的屏幕上，完成常规会议的演示功能。电子白板交流功能：主持人可以同与会者在当前屏幕下打开电子白版同时共享此白板，进行注解、介绍或者板书。如同传统的白板一样可以进行板书，同时系统还提供标准的绘图工具集区，可方便地使用绘图和文字操作，可进行四个会场的屏幕共享方式，四方协同工作，共同讨论，相互交流，也可以锁定白板只允许一人操作。白板支持新增页面，可以分多页面显示，任何一端都可以把白板的操作过程记录下来以会后回放和存档，或把单独一帧的白板图像存为bmp文件。文字交互方面：主持人和与会者可以用文字交互系统交流，允许对全体人员或对某个用户交流。另外，还有消息系统，也可进行文字交流。文件传输功能：异地文件的在线实时收发，可以将所选择的文件传输至其它与会者指定的目录中，通过此功能可以把会议讨论和决议远程发放到各分会场，同时利用此功能方便地进行交流文档、与会资料电子文档的相互交换，可交互传输。丰富的电子白板功能，模拟了现实课堂中的“黑板”；随时提问，哪怕相隔千里，主讲者也能“当面”解疑答惑；“所见即所得”的录象，可以存储为宝贵的复习资料。4.2 实时安全监控把本地监控进行升级，成为统一的远程监控调度指挥系统，方便监察人员随时监察单位，项目进展的安全，保障老百姓的生命财产安全。通过录播服务器随时存储监控图像，可作为日后执法的凭证，让事实说话。4.3 应急指挥调度图像综合管理平台在概念上已有很大改变，将发现问题和解决问题连接起来，通过车载移动终端、移动单兵系统和上述视频会议系统配合使用，可随时调取远程图象并通过会议系统进行现场指挥。该应用可以在第一时间了解到事件的真实情况，为应急决策提供依据，不至于贻误战机。下图为监控指挥中心实景。ü 一点到多点的跨地域监控模式，实现区域间安保联动；ü 紧急情况监控和应急指挥会议机制的瞬间合成；ü 电子地图功能，可迅速定位到事故现场；ü 多种报警机制，如火警、无人期不明闯入等；ü 超长时间录象，本地和远程双重备份；ü 一旦发生突发情况短信自动发送至相关责任人手机。4.4 远程培训教育各地终端通过多点视频会议控制单元（MCU）召开会议，由中心会议室集中控制。实现会议中的视频切换广播和声音混合广播，由中心统一切换和组合会议画面，可以同时听到所有与会者的声音。这种会议模式可以使全区范围内同处一个会议之中讨论一个话题。 另外，通过异地交互式电子白板系统，使用多点触摸操作可有效提升群体沟通效率，改善沟通环境。可实现以下效果：1、 屏幕书写屏幕直接书写，无需专用书写笔。笔色任意可选，粗细可调，提供硬笔、毛笔、荧光笔等状态选择，板擦支持点擦除、线擦除和擦除，另有图型库可供调用，方便绘图。书写内容都随时进行编辑与保存，书写内容也可任意放大、缩小、拖动和删除。 2、 图形的快速处理图形的快速调用、缩小、放大、移动、链接等功能，特别适用于业务会议中对各类设计图纸、图像、卫星图片、勘探图表等的分析与研讨，高清显示效果能够分析图形图像的每一个细节。3、 即时标注与讨论方便使用者实时标注出讲述的重点、提出针对性的疑问或在屏幕上板书即时的思路等等，从而不仅仅能够有效地吸引了与会者的注意力，激发了与会者的思考，更为会议室、远程教学现场讨论、创意表达以及分析研讨创造了一个互动交流的环境。4.5 语音对讲应急应用考虑到执法或者救援环境的复杂性，当设备车辆或者无线网络不能全面覆盖的时候，基本通讯处于断开状态的时候，可以考虑使用短波对讲平台，一样可以采集语音传送到指挥调度中心，起到应急处理能力。4.6 随时随地办公利用3G高速数据传输和手机移动的特点，支持3G智能手机的视频会议和监控客户端。通过手机一键登录，实现与视频会议和监控系统的无缝对接。集成会议人员及监控列表、视频图像浏览和语音对讲等常用功能，能够帮助用户轻松实现视频参会和远程监控。系统支持Android操作系统的智能手机和平板电脑。领导出差在外也可以随时随地办公，应急指挥救援。