面向公交系统分散多场所的多媒体-应急指挥调度(监控)系统-方案书

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一、引言多媒体指挥调度通信系统是应用在部队、公安、铁路、电力、交通等特殊领域的视频通信系统，而传统的指挥调度系统主要基于语音网络，只听声音、不见其人，指挥者只能通过前方反馈的语音信息进行判断分析后，进行决策、下达命令。由于语音信息是一种描述性的信息，它不像多媒体视频信息那样直观、具体，缺乏一定的准确性，这给指挥者实施及时、有效的正确指挥带来了一定的影响。随着现代通信技术和多媒体技术的高速发展，XXXX科技有限公司在已研制出的运行在互联网或专网中低带宽条件下的具有音、视频双向交互功能的WebAVD”面对面”实时交互多媒体网络通信系统基础上，与基于数字硬盘录像机（DVR）/视频服务器（DVS）组成的数字监控系统相结合，构建一个面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统平台。这与传统的语音指挥调度系统相比发生了质的变化，填补了我国多媒体视频调度系统的市场空白，结束了指挥员调度时只听声音、不见其人的历史。

该多媒体应急指挥调度（监控）系统平台采用兼容H.323协议的具有穿越不同网络能力的专有通信协议，采用目前国际上最先进的H.264视频编解码技术，选用目前支持D1分辨率（704×576）的数字硬盘录像机产品，并结合网络技术和多媒体技术，使其运行在IP通信网络（LAN/WLAN/SDH/ATM）平台上，确保了在中低带宽网络环境条件下提供高清晰、全动态、全实时图像，它是一种具有双向音、视频交互功能的集视频监控、视频通信、视频指挥调度、视频会议、视频协同办公于一体的多媒体应急指挥调度（监控）系统。二、面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统需求分析分散多场所的面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统，多功能、多业务，既可以用于视频指挥调度、也可用于视频监控、视频会议、远程教学、图像传输，并且操作简捷、使用方便，可广泛应用于军队、武警、公安、铁路、电力、石油、大型体育及博览会、智能交通、人防、城市应急通信等等独立性和专业化管理非常强的众多领域都有应用，应用多种多样，比如针对各种体育、博览会等大型活动的多场馆的面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统，针对公安系统的突发紧急事件需各相关部门处理的面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统，针对公交系统的多场站面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统，针对电力系统的多变电站面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统，针对监狱系统的面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统，针对大型企业各车间生产的面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统等等，。通过对不同系统的共性需求的抽象，获得共性的需求。下面以XXX公交总公司所属系统的需求为例具体描述系统需求。由于XXX市区面积辽阔，公交线路复杂，系统中拥有大量的分布在不同地点的公交场站，为确保进入公交场站的公共交通车辆及候车人员的安全、可靠运行，降低运维成本。公交系统需要对这类公交场站的情况进行实时的录像，同时必要时远端分公司指挥调度中心或总公司指挥调度中心可以调用现场图像；总公司指挥调度中心与分公司指挥调度中心以及场站值班人员可以进行视频通信，召开视频会议；因此整个系统要实现监控视频化、告警联动化、指挥双向可视化、通信交流多媒体化等功能，满足公交线路网智能化、自动化建设的需要。三、面向分散多场所的多媒体应急指挥调度（监控）系统功能设计根据用户的具体需求，我们采用XXXX科技有限公司具有自主知识产权的WebAVD“面对面”实时交互多媒体网络通信系统，使用我们最新推出的全球第一款全实时16路D1（704X576）分辨率的网络数字硬盘录像机，量身定制提出针对性的"XXX公交总公司视频指挥调度通信系统"，它可以对远方公交场站实行遥视，监视并记录场站的安全以及车辆进出车的运行情况，监测车辆进出站状况，及时发现车辆进站候车的异常情况并及时进行可视化调度处理，特别是在XXX大型博览会期间，更能充分发挥其独特的可视化指挥作用。从而全面提高公交系统安全性和可靠性，并提供事后分析事件的有关资料。根据XXX公交总公司实际需求，拟利用现有传输网络，构建一个三级星型网络结构的视频调度系统。系统以XXX城市公交总公司为单位，涉及总公司、分公司、公交场站的多级网络结构视频调度系统，系统要求集视频监控、视频通信、视频指挥调度、视频会议、视频协同办公等多功能于一体。以视频为载体的系统结构图针对用户需求分析，新建的公交视频指挥调度通信系统包括了：对前方公交场站公交车辆进出、人员候车及其他重要场所的了解，即监控；对各单位人员的音视频沟通，即视频通信；对事件的指挥，即指挥调度；对日常事务的音视频及数据沟通，即视频协同办公;对紧急事件召集的多方视频会议，即视频会议；授权用户远端调用监控图像，了解现场情况，即浏览。六部分作为指挥调度工作的六个层面，是有机结合的整体。具体如下：多级视频监控该系统充分考虑了军用、智能交通、电力、石油等独立性和专业化管理非常强的大型行业领域应用特点，在分散式采集与集中统一管理上，采用了网络化与Web浏览式终端监控管理性能优越的B/S模式的三层网络架构：以DVR（硬盘录像机）、DVS（视频服务器）构成第一层，以WebAVD”面对面”实时交互多媒体网络通信系统为整个系统的骨干中间层、以本地指挥控制中心（分公司指挥控制中心）和远端指挥控制中心（总公司主指挥控制中心）的远端监控终端、电视墙服务器构成第三层。系统充分体现基于网络应用的视频传输、可视通信与监控的方便性和网络上多媒体数据流均匀分发的合理性，保障网络上底层DVR设备－视频服务器－监控终端之间数据处理流量负载均衡，达到系统运行稳定，方便行业内基于网络的系统分级控制结构与管理。场站监控录像用DVR选用最新技术的支持16路D1（704X576）分辨率的设备获得最清晰的本地录像，同时为了实现实时远端调用监控图像，设备必须支持双码流编码和输出，通常情况下上传CIF分辨率的监控图像，当需要时可以传送D1分辨率的图像。视频通信在整个多媒体指挥监控系统建设完成后，可以利用各个点的视频调度终端完成对DVR的各路摄像头信号的远端调用，整个系统是基于硬件和软件终端相结合的系统，在硬件和硬件、软件和软件、监控设备和调度设备以及硬件和软件之间，都可以进行点对点音视频通讯。另外，在两个软件终端之间除了可以进行点对点音视频通讯以外，还可以进行即时聊天等即时通信功能和数据会议功能。2.1点对点调度通讯个人桌面视频终端利用个人桌面终端，可以完成与其他不同终端之间的点对点双向调度通信。方便系统内部不同地方、不同人员、以及不同现场之间的沟通与交流。两方通话显示的画面2.2多方音视频通信（四方通话）小范围多方音视频通信是视频会议的简单应用形式之一。传统的视频会议在进行双方通话时，就需要通过会议服务器（H.323会议中称为MCU）进行视频和音频数据的转发。而WebAVD”面对面”实时交互多媒体网络通信系统提供的WebAVD终端内置了四路音视频通信处理功能可以实现多方通话（最多四方），不需要经过会议服务器的转发和处理。在具体操作时类似于点对点通讯，由主叫方直接呼叫其它三方远程硬件视频终端。WebAVD应急视频调度指挥系统会议系统的四方通话界面如图：四方通话界面视频调度3.1远程单点的调度视频监控如果放置于主控制中心的服务器具备外部固定IP地址，系统支持能够访问Internet网络的任何一个地方放置的视频调度终端，可以实现：远端参加调度会议，方便领导异地参加调度会议，听取汇报和发布指示；远端调用监控图像，方便授权用户随时调用和观看监控现场；监控图像可以根据需要调用CIF分辨率或者调用D1分辨率的监控图像。上图为系统结构，位于远端办公室，配置WebAVDGDC1101桌面型调度终端，利用电视机或计算机显示器作为显示设备，可以实现异地远端授权用户调用系统的监控图像，与系统内的调度终端之间进行视音频通信，参加应急视频调度指挥会议，作为领导可以远端听取汇报，掌握第一手的现场资料，便于决策发布指示，提高对意外事件的反应速度。远端办公室设备配置：只需要WebAVDGDC1101调度终端、必要的音视频输入输出设备即可。显示设备可以使用桌面液晶显示器（与已有的计算机公用显示设备），声音输入、输出可以使用桌面电话机，最大限度节省用户的设备投资。上图为远端显示设备显示的异地监控图像，把现场“搬”到眼前，使领导有身临其境的感觉，掌握现场第一手的资料，便于对应急事件做出快速的反应，提高决策水平和决策效率。3.2远程多点的调度视频监控上图为系统结构，位于远端办公室，配置WebAVDGDC1101桌面型调度终端，利用电视机或计算机显示器作为显示设备，可以实现异地远端授权用户调用系统的监控图像，与系统内的调度终端之间进行视音频通信，参加应急视频调度指挥会议，作为领导可以远端听取汇报，掌握第一手的现场资料，便于决策发布指示，提高对意外事件的反应速度。上图为远端显示设备显示的异地调度会议与监控图像，把现场“搬”到眼前，把参加会议的人员拉到眼前，使领导有身临其境的感觉，亲眼看到真实的现场，通过调度会议从相关人处了解现场情况，掌握现场第一手的资料，便于对应急事件做出快速的反映，提高决策效率，及时发布指示。3.3远端调度会议远端授权用户可以参加调度会议，如果必要，在系统管理员授权的情况下，可以在远端控制整个调度会议，观看现场，从现场场站了解情况，下达调度指挥指令。多方会议带监控现场显示的单画面图像多方会议带监控现场显示的四画面图像视频会议WebAVD应急视频调度指挥系统会议系统提供了实用的会议控制管理功能，中心主会议室发言人所能完成的主要功能包括：会议角色的定义和成员列表的显示。会议中定义了各种不同的会议角色，包括会议调度员（主持人）、主会场、主讲人和普通会员等，不同的角色赋予不同的权限，实现不同的会议功能。各个会议角色的状态图标显示不同。所有的角色可以通过后台管理系统进行预先设定，方便企业对整个会议进行集中管理。会议终端的邀请。调度员（会议发起人）可以任何时候邀请远程终端，系统提供对某一个成员进行单一呼叫，也可以实现编辑好会议成员列表进行群体呼。指定会员发言和允许发言。所有会员可以申请发言，主席可以允许某一个远程终端的申请发言，同时可以指定会员发言。会议除名。通过会议除名功能，会议主席可以强制把某一会员踢出会议。多路视频显示和会场巡视。WebAVD会议系统支持显示多路视频图像，最多可以支持同时显示4路视频图像。与会人员可根据需要对视频图像进行选择，主讲人图像可同时被所有与会人员显示。对于软件终端，获得相关权限的会员可以使用会场巡视功能，了解各个会场的现场情况。多方会议带监控现场显示的四画面图像显示的参加会议人员的四画面远程云台遥控在MonitorAgent上可以实现远程摄像头的远端云台控制会议终止通过此会议终止功能，主席可以中断整个会议进程。视频协同办公除了召开视频会议外，在不同的WebAVD软件客户端之间可以实现电子白板，共享文件和应用程序功能，并能实现交互式操作，与会者之间的这种数据共享和交互称为数据会议。该能主要用在主控制中心和分控制中心之间进行人员培训和数据交流。WebAVD采用独立开发的符合国际标准的数据会议系统和终端软件，具体实现的数据共享功能包括：文档视图——与传统意义上的电子白板功能类似，通过文档视图功能可以实现不同终端之间的文档和电子白板共享，成员可以远程对文档和电子白板进行修改、示意、标记等，方便与会人员进行远程文档、设计方案、图片等交流；文件柜——文件柜功能实现的方法是在服务器上建立文件共享目录，与会成员可以把欲共享的文件上传到共享目录中；答题/调查——企业可以把重要的议题通过网络进行投票表决，系统自动统计表决结果，为决策提供快捷的依据；Web共享——在不同的成员可以实现Web共享，拥有数据权限的成员输入共享的URL网址，就可以在所有终端成员显示相同的URL；流媒体共享——对MP3、FLASH、流媒体和PPT等多媒体文件进行同步播放。使会议更加丰富，信息交流更加多样化。文件传输——文件传输方便快捷，可默认传输给所有与会人员，也可单独传输给某个与会人员，克服了利用电子邮件不及时、大文档不易传输的毛病；桌面共享——拥有数据权限的成员可以共享自己PC的桌面，让其它会员进行共享操作；会议录制——可在会议中进行语音、视频的同步录制，还可将监控系统的监控图像调入会议中，作为多媒体指挥调度系统的会议录制。软件终端与硬件终端软件客户端会议室功能界面浏览（远程单点的视频调度监控）如果主控制中心的服务器具备固定IP地址，系统将能够支持任何能够访问网络的地方放置的视频调度终端，实现如下功能：远端参加调度会议，方便领导异地参加调度会议，听取汇报和发布指示；远端调用监控图像，方便授权用户随时调用和观看监控现场；上图为系统结构，位于远端办公室，配置WebAVDGDC1101桌面型调度终端，利用电视机或计算机显示器作为显示设备，可以实现异地远端授权用户调用系统的监控图像，与系统内的调度终端之间进行视音频通信，参加应急视频调度指挥会议，作为领导可以远端听取汇报，掌握第一手的现场资料，便于决策发布指示，提高对意外事件的反应速度。远端办公室设备配置：只需要WebAVDGDC1101调度终端、必要的音视频输入输出设备即可。上图为远端显示设备显示的异地监控图像，把现场“搬”到眼前，使领导有身临其境的感觉，掌握现场第一手的资料，便于对应急事件做出快速的反应，提高决策水平和决策效率。四、系统网络结构五、系统主要特点独特的远程指挥调度功能系统的各种终端的级别与权限可按照指挥关系与业务需要进行设定，这样可通过传输网络方便地实现各种模式的远程视频调度，如：直接调度、越级调度、点对点调度、点对多点调度、会议调度、多组调度等。多功能于一体系统集视频调度、视频监控、视频通信、视频会议、协同办公、录像与回放等多种功能于一体，全面提升了系统的使用效益。完美的音、视频效果系统采用先进的H.264视频编码技术，音频采用G.7XX标准，在低带宽条件下可达到理想的图像与声音效果。多种技术传输系统既支持单播技术，也支持组播技术，这样可以显著地减少了网络的负载，更能有效地利用宝贵的带宽资源，降低网络负荷，防止网络拥塞。全实时交互（需要基础网络条件的支持，每路250KBPS）系统提供帧频为25fps的全动态图像，系统时延小于300ms，特别适合实时性音、视频交互应用。实用性强系统既可用于监控，也可用于调度、远程实时教学、远程会议、图像传输等。扩展性好系统超大容量，由于采用软件方式实现综合视频交换，理论上系统支持的调度终端数量不受限制，更大容量可通过级联来实现。同时系统采用模块化设计,组网灵活，具有良好的扩充性，易于系统今后的扩容和平滑升级。性价比高系统为我公司自行研发生产，具有完全自主知识产权，是一种具有高性价比的产品。量身定制系统充分考虑了我国国情，可按照用户的实际需求“量身定制”，能充分满足用户个性化需求。完善的系统管理系统采用集中控制方式管理系统资源和设备。系统管理员可远程配置和控制管理视频设备，合理限制视频接入，避免网络拥塞。六、系统主要功能视频调度各种终端的调度权限可根据上下级关系或业务关系进行设定。总公司主控制中心-分公司控制中心-场站监控从上至下按照隶属关系可进行视频调度。调度可分为点对点调度、点对多点调度、直接调度、越级调度、插入调度等。监控与通话功能各种终端的监控权限可根据上下级关系或业务关系进行设定。高级别的监控中心可以监控低级别的监控中心，各级监控中心均可监控所属各场站监控点的实时图像。

系统支持所有调度终端实现可视通话。环境监控系统不仅可实时监控现场图像，同时可监控各场站现场环境（温度、湿度、红外、烟雾等），采集的数据实时显示在终端的屏幕上，若采集的数据值大于触发告警值，则立即触发告警产生告警联动，摄像机自动转向告警区城并启动录像设备录像。桌面浏览控制中心以外的高级管理部门通过办公室的调度终端或计算机也能通过传输网络实时监控所属各监控点图像。会议功能各调度终端之间可召开视频调度会议。多画面显示不论在监控状态下，还是在调度状态下，均可实现单画面、四画面、画中画显示,同时可远程/本地遥控云台、摄像机。支持与电视墙连接为了使应急视频调度指挥系统的调度会议的效果可以与真实会议的效果一样直观、同步，让所有参会者都有亲临会议现场的感受，实现“视天涯如咫尺，集四海为一家”的理想境界，需要主控中心和分控中心参会者能够清晰地同时观看下属每个参会者的图像。WebAVD的电视墙解决方案突破传统MCU多分屏模式在显示点数和清晰度上的各种局限性，为用户彻底解决了多画面同时显示的问题，使用户在大点数会议中仍然可以观看到高清晰的多画面显示。录放像功能系统的配置的硬盘录像机可以用高分辨率D1标准录像，具有录像及回放功能，便于资料存储与查询。远程授权软件客户端可以异地点播系统录像文件，查看历史记录。便于对事件进行事后追述，了解真实情况。占用带宽可调系统占用带宽可根据传输信道情况进行调整，调整范围64kbps-2Mbps。远程维护可通过INTRENRT对系统进行远程维护，也可在调度中心对远端的各种终端进行远程维护。七、方案设计1、系统设计原则鉴于应急指挥系统的发展趋势，对城市公交系统应急视频调度指挥系统的选型应遵循以下原则：依据统一领导、统一规划、统一管理的原则；能满足当前和今后长时间内的公交系统应急视频调度指挥业务需求；系统规划科学合理，采用分级管理；安全性、可靠性、保密性好，使用方便，具有良好的可维护性和可扩充性；本项目方案建设的总体目标是：保证系统建成后的技术先进性，保证系统安全可靠、性能稳定。2、系统设计 本方案选用XXXX科技有限公司的WebAVD“面对面”实时交互多媒体网络通信系统为基本通信平台，系统采用软硬件相结合、视频通信与视频监控紧密相结合的方式来满足系统的潜在功能和技术需求。2.1系统结构按照系统设计要求，本系统建设中共包含了城市系统应急视频调度指挥系统主控制中心一个、分布于8个分公司的应急视频调度指挥系统分控制中心以及下属的500个公交场站被控点。主控制中心的接入带宽约为100MVPN专线，分公司分控制中心的接入带宽约为8M的VPN专线，每个公交场站的接入带宽约为2M的ADSL。根据需求，本系统采用分布级联的系统架构，在主控制中心的中心机房布置服务器，安装应急视频调度指挥系统软件作为系统最高级别的控制中心管理下属的位于分公司分指挥控制中心，每个分公司的机房布置二级应急视频调度指挥系统服务器及系统软件，管理本分公司以及下属的场站的通信指挥调度业务。系统结构原理图如下：系统结构图2.2方案具体描述整个应急视频调度指挥系统是建立在IP网络基础上的，主控制中心和各分控制中心之间以及各个场站被控点通过IP网络和分布级联的应急视频调度指挥系统来组建完整的应急视频调度指挥系统，应急视频调度指挥系统的控制由主控制中心统一进行调度管理，包括了多路视频电视墙输出、多方视频调度会议、点对点的视频通话、多方的视频讨论，远程单点的视频监控，远程多点的视频监控，远程录像文件点播等。2.2.1产品配置主控制中心和分控制中心的设备有一套电视墙服务器可以任意调度下属所有500个被控场站内DVR的图像（每路图像约512k的码率要求，同时显示的图像数目主要受网络带宽的限制）、一套WebAVDGC1101硬件终端完成应急视频调度指挥功能，应急视频调度指挥系统中可以召集8个分公司的分控制中心，以及500个被控场站参加的调度指挥会议，并且可以同时调出分公司或下属场站的视频调度终端以及还可以是场站内的DVR的任意16路图像。主控制中心会场配置示意图：主控制中心配置示意图指挥调度系统中央服务器是整个应急视频调度指挥系统的关键设备，它跟H.323协议簇的MCU单元类似，它的作用相当于一个电话局里的交换机，负责决定整个应急视频调度指挥系统的流程与权限的定义及分配。服务器将来自各分控制中心、被控点的信息流，经过同步分离后，抽取出音频、视频、数据等信息和信令，再将各调度场点的信息和信令，送入同一种处理模块，完成相应的音频混合或切换、视频混合或切换、电视墙输出、DVR远程录像文件点播、数据广播和路由选择、定时会议控制等过程，最后将各调度场点所需的各种信息重新组合起来，送往各相应的调度终端系统设备。调度管理PC实际上是在一台性能较好的PC上安装应急视频调度指挥系统后台管理控制软件包，以及前台的管理控制软件包，整个系统的调度控制通过软件或硬件方式来完成的。在整个调度系统中，视频数据流和信息流的转发由级联服务器来完成的，也就是本级内的数据只通过本级内的服务器来处理，跨级的调度有两台不同级联的服务器来完成，而系统控制软件的作用则是负责向服务器发送控制指令信息，如电视墙的调度、应急调度会议的召开和结束、邀请和踢掉某个终端、会场轮巡切换、多方可视通讯、远程DVR图像的调度等等。WebAVDGC1101系列视频通信终端集成了音视频编码和解码技术，来自本端的视频图像可以直接被编码送到目标终端，同时来自别的终端的视频图像也可以直接被解码后输出到显示设备上。WebAVDGC1101系列视频终端自带CCD摄像头，若用户对图像清晰度要求较高，可以选择配置使用外接高清晰SONY、CANON等专用会议摄像头；在主控制中心会场视频显示设备可以选用电视机或投影设备；语音采集输入设备可以选择使用普通电话机或麦克风。电视墙服务器用于同时显示多个调度现场，具有以下几个特点：=1\*GB3①支持多种显示方式。因为视频显示效果的要求多种多样，只有支持多种显示方式：一个输出端口可以进行多个会场画面的轮询，一个输出端口同样可以做多分屏画面输出。这样在会场数量大于显示单元数量时非常有用，也可以满足监控等特殊需求。2.2.2各个分公司分控制中心配置示意图：分公司分控制中心配置示意图位于8个分公司的分控制中心有一套电视墙服务器可以任意调度下属场站内DVR的图像（每路图像约512k的码率要求），一套WebAVDGC1101硬件终端完成视频通信指挥调度。一台控制调度PC。以下是各个场站的配置示意图：公交场站配置示意图（选择一）公交场站配置示意图（选择二）500个场站各有一套16路的DVR监控系统设备，一套WebAVDGC1101硬件终端完成视频通信指挥调度功能，一台路由MA代理器，音视频输入和输出设备。MonitorAgent软件通过Proxy程序把监控系统中的每一路监控图像的通道变成应急视频调度指挥系统会议系统的一个客户端。一方面MonitorAgent作为监控视频服务器的Client，连接到监控服务器，可以调用任意十六路监控图像；另一方面MonitorAgent也可以看作是视频会议系统的一个Client，通过Proxy程序给十六监控图像各分配一个视频会议的客户端ID。2.2.3设备连接说明WebAVD视频终端提供了丰富的网络和音视频接口，主要包括：终端提供了视频输出接口和VGA输出接口，会议图像通过终端解码后输出，可以在各会场的普通电视机或其它投影视频显示设备上显示，也可以在显示器或其它VGA显示设备上显示；终端提供的音频输入接口可以跟外接麦克风相连，同时也提供了RJ11接口，可以把PSTN普通电话机直接作为语音输入设备；终端提供的音频输入输出接口也可以直接跟前置器和功放等调音台设备相连。2.3网络基础建设应急视频调度指挥系统所在的IP网络是一个多设备的庞大数据网络，因此网络的基础建设至关重要。WebAVD应急视频调度指挥系统基于目前已经建立的基础IP网络，在目前已有业务的基础上增加新的视频和数据业务，对已有的基础网络不做大的调整。系统拓扑结构无需改动，只是在需进行视频调度地方通过以太网络接口将终端设备接入IP网络，同时保证网关防火墙开放必要的端口即可，实际安装调试实现比较方便简单。视频业务的接入是建立在IP数据网基础上的。视频会议设备接在路由器的后端，采用WebAVD独有的兼容H.323的协议，以IP数据包的方式传送视音频信号和控制信令。视频是实时业务，以UDP，RTP方式在网上传送语音和图像数据包，采用音频数据优先的策略，数据传输自适应网络的通信状况。系统的视频和音频数据是通过点播方式由级联视频会议服务器进行转发的。为使用户了解在开会时网络数据流量的实时变化，我们这里分类对在不同会议情况下的终端和各个网络出口的流量进行分析，然后结合实际应用提出网络基础建设要求。2.3.1基础流量分析系统具有视频码流速率自适应机制，支持多种码流（64k—2M）传输，可根据不同的网络带宽条件选择不同的传输码流，灵活方便，同时也可以最大限度地利用用户的网络带宽资源。单播方式下的带宽需求分析由于单播是在IP网络最常见的传输方式，如果采用单播方式进行传输会议数据，则系统具有非常好的适用性，可以广泛地用于各种广域网环境，甚至公众网环境。但是采用单播方式传输会议，其缺陷也是显而易见的，在一个单播环境里，由一路用户发送图像和声音，经由会议服务器依次送出N个信息流，由网络中的N个用户接收，则服务器端网络上行和下行总出口需要[一路音视频流所占带宽×（N+1）Bps的带宽。因此，采用单播方式传输会议音视频数据，在会议方数较少的情况下是可行的，但要组建几百方甚至几千方的视频会议系统时，在广域网环境中服务器端网络出口的带宽容量是一个巨大的瓶颈。以下以传输码流为200k左右的条件结合实际功能应用进行带宽条件的分析：点对点音视频通讯一个终端视频和音频编码后的数据包流量大约为250kbit（视频占210k左右，音频占用40k左右），如果用户采用的是点对点呼叫模式（即不通过服务器中转）进行双方通话，则双方的网络出口情况为接收（received）和发送（send）都为250k，因此双方点对点呼叫的最低带宽要求为500k。多方通话超过4方多方通话时，需要通过服务器进行视频和音频数据的转发，4方以内的多方会话是采用直接的P2P的技术。进行多方通话时，具体各个网络出口的流量分布如下（为了描述方便，省略网络中继设备和其它网络开销）：R：表示为终端接受到的数据流量S：表示终端发送的数据流量组播方式下的带宽需求分析因为组播能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，所以在实时数据传送、多媒体会议、数据拷贝、游戏和仿真等诸多方面都有广泛的应用。WebAVD系统利用IP组播技术实现了IP网络中一点到多点的高效数据传送，有效的降低了网络资源利用率。同单播相比，组播效率非常高，因为任何给定的链路至多用一次，可以节省网络带宽和资源。在一个组播会议环境里，由一路用户发送图像和声音，服务器发出的一个组播视频流，不论网络中的用户数目有多少，由网络中的路由器或交换器同时复制出N个视频流，广播到每个用户，因此仅需一路音视频流所占的带宽。另一方面，由于组播的实现实际上基于IP网络上路由交换设备对组播协议（如IGMP、PIM协议等）的实现，而路由交换设备针对组播协议的配置相对复杂，要求相关技术人员有较高的网络管理水平。因此，组播的应用虽然简单，但对针对组播应用的网络配置较为复杂。单播和组播混合的会议传输基于单播会议和组播会议各自的优缺点，WebAVD视频会议系统结合实现了单播和组播混合的会议传输方式，以使系统具有极强的适应性。在视频会议实际应用中，系统的会议服务器在转发音视频数据时可以同时支持组播和单播两种传输方式，并且具有自适应机制，服务器在转发会议数据时可以支持单播和组播混合的方式传输。由于组播能有效地节省网络带宽资源，因此系统的设计考虑组播优先、单播次之的原则，既在网络环境上的单播路由器上支持组播路由，则采用组播方式传输音视频数据，否则用单播方式传输。这样可以最大限度地利用带宽资源，同时有效地减轻服务器的CPU负载。另外，除了考虑为视频会议系统建设分配足够的网络带宽，为保证原有的业务系统和建设的应急视频调度指挥系统不相互影响，还可以进一步考虑网络QOS的设计，如在局域网和广域网的边界网关路由设备通过定义修改IP报文的TOS字段来实现QOS的方法等，保证视频调度指挥系统数据业务的优先权，从而保证整个视频会议的音视频数据流的流畅。在整个数据网络建立会议网管系统是减少工作负担、增加会议管理的方便性的必要条件，对整个视频会议网络起到综合管理的作用。2.3.2实际应用带宽要求以下结合系统实际应用，以9方会议，中心会场（主会场终端）发言、各级分会场终端收听发言的会议、以及8路电视墙输出模式为例，列出各个网络出口的流量数据：R：表示为终端接受到的数据流量S：表示终端发送的数据流量上图为各个网络出口的理论值，为保证整个视频会议系统的流畅、实时性，调度指挥系统服务器、电视墙服务器端网络出口建议带宽要保证在3M以上，各个分会场建议带宽要保证1若中心主会场和会议服务器处在同一个专网出口，则网络环境出口要求分配的最小带宽为250k+250k+250×8k=2500kbit（约2.5M），在实际应用中，还要考虑会场切换发言因素以及其它网络开销的因素，因此我们推荐分配给视频调度指挥系统的服务器端的网络出口带宽要达到4各个分会场网络出口的带宽要求为250k，考虑到会场切换发言以及其它网络开销的因素，我们推荐在各个分会场的网络出口带宽要达到1M如果参加讨论的会议方数越多，服务器的网络出口地方的流量就越大，因此服务器的网络出口环境的路由和交换设备要求性能比较高。另外，除了考虑为视频会议系统建设分配足够的网络带宽，为保证原有的业务系统和建设的应急视频调度指挥系统会议系统不相互影响，还可以进一步考虑网络QOS的设计，如在局域网和广域网的边界网关路由设备通过定义修改IP报文的TOS字段来实现QOS的方法等，保证视频会议数据业务的优先权，从而保证整个视频会议的音视频数据流的流畅。在整个数据网络建立会议网管系统是减少工作负担、增加会议管理的方便性的必要条件，对整个视频会议网络起到综合管理的作用。2.4系统功能设计2.4.1功能实现模块主要功能包括多路视频电视墙输出、多方视频会议、点对点的视频通话、多方的视频讨论，远程单点的视频监控，远程多点的视频监控，远程录像文件点播等。点对点调度通讯多方视频会议控制多个会议同时进行针对公交系统不同分公司会同时召开分公司调度会议的情况，WebAVD应急视频调度指挥系统提供了多个调度会议可以同时进行的功能。系统管理员可以在后台管理系统设置多个调度会议，各个调度会议可以独立举行而不相互影响。数据会议电视墙输出远程单点的视频调度监控远程多点的调度视频监控远程会议的调度视频监控远程录像文件点播2.4.2后台管理应急视频调度指挥系统的后台管理模块是系统管理员对该平台中的不同调度终端可视通信、调度会议等相应模块的配置和管理，进行分公司及场站人员管理，人员号码分配，召开可视调度会议管理等等。整个后台管理平台基于Web形式，易于操作，上手容易。整个后台管理实现的管理功能包括：系统分公司部门以及场站人员号码的分配根据公交系统的人员结构，管理员可以建立多个不同的部门，并给相应的部门人员分配终端号码段，分配的终端号码既可以用于硬件终端，也可以用于软件客户端。人员权限的设定根据调度会议中的不同角色定义，管理员可以通过后台管理平台设定终端号码的不同权限。调度会议室的管理管理员通过后台管理平台建立调度会议，并设定调度会议的属性，包括会议密码和会议管理员密码设定、会议是否公开等设置管理。办公室和培训室的管理管理员通过后台管理平台建立企业办公室和培训室，并设定相关属性，包括成员管理设置管理。使用该功能可以进行在线培训，提高管理人员的素质，从而提高系统的效率。3、系统特点WebAVD应急视频调度指挥系统，基于WebAVD”面对面”实时交互多媒体网络通信系统构建，提供了全面的网络多媒体解决方案，具有以下技术特点和优势。3.1系统的完整性本系统总体包含基于网络视频调度会议、协同办公系统两大部分，对数字视频监控系统具有很好的包容性，系统从技术路线、实现功能、互联互通等各个方面，充分考虑了当前需要和未来的发展，总体规划，充分考虑系统的扩展性。3.2技术的标准性WebAVD实时可视通信系统采用的是兼容H.323的通信协议。视频编码支持H.264标准，音频编码支持G.XXX系列标准。WebAVD服务器端和客户端系统软件已进行了软件著作权登记，软件产品通过了检测，并获得了软件产品登记。产品具有完全的自主知识产权，便于根据用户的特殊需要增加系统功能。通信方式的选择目前，视频会议系统体系结构的标准化工作主要由国际电信联盟（ITU-T）来完成。ITU-T关于视频会议系统的标准主要有两个：H.320和H.323。H.320是基于电路交换的视频会议标准。视频设备之间通过专线或ISDN相连，网络结构主要采用主从星型结构。H.320的优点是传输图像的信道是固定分配的，带宽是有保证的，不会有其它业务挤占该带宽。在带宽资源较为紧张的广域网上，能保证视频会议的效果。但由于设备之间要采用专线连接，因此对线路要求较高，组网不够灵活。H.323是基于分组交换的视频会议标准。视频设备之间的通信依托于路由器、交换机等构建的数据网络（Internet/Intranet），每个视频设备通过数据网络实现互联通信。由于依托于数据网络，因此H.323视频会议系统具有非常灵活的网络结构，不需要为视频业务提供专门的信道。只要数据网络到达的地方，就可实现视频通信。除了视频传输之外，H.323还能提供视频点播、网上直播、数据会议、桌面可视通话等丰富的多媒体应用功能。但由于视频业务与数据业务在同一个网上传输，因此存在带宽争用的问题，它要求网络设备具有较好的QoS机制，让图像业务优先传送，才能在一定程度上保证图像质量。WebAVD实时可视通信系统依托于IP基础网络线路，为了克服H.320和H.323协议的不足，采用WebAVD的私有通信协议（兼容H.323协议），自动适应网络的通信带宽，在保证声音和数据的基础上，根据网络状况传输视频信号，对基础网络的要求比较低。可以最大限度减少对已有业务的影响。关键技术的选择当前，视频编解码标准主要有H系列（H.261、H.263、H.263+）和MPEG系列（MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4）两大标准。H.261、H.263、H.263+、MPEG-1的编解码标准占用带宽为64K-2048K，支持352×288的图像分辨率。MPEG-2能支持704×576（4CIF）的高分辨率，但占用带宽要求太高，要达到4CIF分辨率，需要4M以上的带宽，即使在低分辨率情况下最低带宽也至少2M。目前，MPEG-2主要用于广电运营商的电视传输系统。WebAVD“面对面”实时交互多媒体网络通信系统的视频编码采用目前国际上最先进的H.264视频编解码方式，能支持QCIF，CIF的图像分辨率，带宽范围120K时图像流畅。H.264编码是MPEG-4与H.26LWebAVD“面对面”实时交互多媒体网络通信系统的音频编码支持G系列（G.711、G.722、G.728、G.729）标准。根据网络会议的特点，音频编码采用了G.722的编码技术，保证了音频在采集后的快速、准确、高效的编码，同时用户可以根据自身网络状况选择设置音频编码参数。3.3系统的灵活性系统采用分布式,集群式设计，组网方式灵活高效，应用功能采用模块化设计，高效灵活。同时，系统可以应用于多种复杂网络条件，包括企业和政府部门的专业网络或Internet公共网络。集群设计多点分布WebAVD“面对面”实时交互多媒体网络通信系统是一个分布、集群式的系统：集群是主要的功能点，分布是贯穿在各个集群之间的线，这些点和线相互作用，组成了一个统一的网状结构的系统。各个集群从功能上来看是相同的，所以整个的构架可以看成是一个对等的结构，当然，我们也可以通过配置文件人为的对集群的功能进行划分。集群是实现系统功能的主体。分布式逻辑的功能包括：实现各个集群之间的联系，使各个集群不再是独立的，无关联的个体，而是相互联系的整体。实现负载的有效分配。实现对集群的统一管理，对集群的分布有宏观的控制。应用功能模块化设计系统平台通过模块化设计，具有可定制、互操作、扩展和角色灵活性等多种技术特性，易于通过技术整合，实现“一个平台，一个门户，多种应用”的无缝连接。根据需求量身定做，用户需要什么功能模块（点对点，视讯会议，电话会议，客服呼叫中心等）给予什么功能模块，各个模块之间即相互独立和紧密结合在一起，方便随时更改变换。各种网络情况的穿透性WebAVD“面对面”实时交互多媒体网络通信系统可以依托于公众网络（Internet），对于各种类型的NAT具有很好的穿透性。同时，为了减少服务器的压力和网络带宽的压力，在交流方数不多的情况下，我们采用P2P的通讯方式，并保证了在不同网络情况下的互通性，包括实现了代理服务器，Socks5，以及http代理机制。3.4系统的易用性系统平台上提供实时业务和非实时业务，并实现了两者之间的充分融合。系统在可视通讯系统的基础上，综合利用多种信息技术，整合了即时通信、Web技术、流媒体技术、数据库技术以及文档数据共享技术等等，实现终端控制各点间的多画面广播、点名发言、自由讨论等功能，使得网络会议交流的及时性和互动性的优点得到了更进一步的加强，更贴近企业的需求。易安装，既可以使用硬件终端也可以使用个人PC软件终端，同时也可以使用软硬件结合使用。无论是软件终端还是硬件终端，都具备傻瓜式安装引导，极大方便客户根据需求进行选择；易使用，无论是程序客户端界面还是管理界面，都采用高度人性化设计，采用中文图形化网管界面和会议控制台界面，操作直观方便。易维护，系统适用于2000,XP,NT等多种操作系统，后台管理采用和Windows操作系统类似的分组+权限的管理模式，便于用户快速上手使用；易管理，系统提供远程Web管理，同时用户管理、系统更新等管理功能均可远程进行，真正实现了Internet范围的部署。3.5系统的可扩展性服务器端系统采用的是集群分布式结构，可以通过增加硬件服务器数量，实现动态容量的扩展，对正在进行的会议没有影响。客户端终端采用软件和软硬件结合的方式实现功能，也满足系统容量和功能扩展的需要。考虑到将来视频会议还会进一步扩容，因此视频会议服务器的级联也显得十分重要，WebAVD的视频会议服务器可以做到级联，保证即使在将来网络扩展的情况下仍能实现语音、图像和数据的传输。另外，通过接口的定义和标准化，我们提供了系统功能上的扩展，使用户可以进行二次开发。3.6系统的可靠性服务器端系统软件是按照电信级要求设计的，具有灾难恢复和自动负载平衡功能。硬件选用高可靠的服务器产品。硬件终端采用嵌入式设计，采用VxWorks实时操作系统，硬件结构紧凑、功耗低，并能有效抵御病毒的侵袭和驻留。3.7系统的安全性为了尽力避免网络中各种安全隐患的出现，降低网络受到攻击的可能性，有效地提高网络通信的可靠性，系统在安全方面具备如下特性：集中认证和管理系统具有严格的授权和认证机制，非授权和非被邀请用户不能加入任何会议和讨论。在用户应用系统的时候，系统管理员、普通客户端用户、信息服务部门管理员等等，不同的角色在系统中有不同的用户权限。系统采用了严谨而又非常灵活的用户权限机制：用户权限机制分为两方面的内容，身份验证和访问控制。身份验证：是可以唯一确认客户身份，而不是其他假冒的身份的过程。访问控制：是通过身份验证的客户对某个服务器端对象访问的控制。主要是指对服务器对象的访问权限，比如信息服务中文件的读写、教室的建立、讨论组的发起等等。数据加密系统软件具备用户认证功能，数据采用128位加密算法。系统中各个模块之间、各个插件之间的数据通信，都采用的是TCP协议、UDP协议和RTP协议相结合的传输方式，增强了通信方式的灵活性。同时，为了避免数据的明文传递，系统采用了多种加密算法进行数据加密，这样，即时通信信息、文件、讨论组信息等等可能因为明文而造成的网络传输安全隐患，在系统中得以合理消除。在实际应用中，涉及登录信息、权限变更等关键数据，都是采用数据加密并从服务器转发采用TCP协议的方式；而非关键的数据，类似语音流、视频流等，才是通过UDP协议和RTP协议实现高效的传送。4、技术参数4.1应急视频调度指挥系统硬件和软件环境客户端硬件要求硬盘：100M以上剩余空间；内存：128M以上；CPU：PⅢ800MHz以上连接数码摄像头的USB接口（可选）声卡上可连接麦克风的接口（可选）客户端软件要求操作系统环境（WindowsXP+SP4＋IE6以上）服务器硬件要求CPU：P42.4GHZ以上；内存：SDRAM1G以上；硬盘：大于30G品牌硬盘；网卡：二个IntelPro网卡(一个Pro100网卡,一个Pro100/1000网卡)；磁盘阵列/光盘库/磁带机（可选）；服务器软件要求软件操作系统环境（RedHatLinux9或以上版本，LinuxAdvanceServer3.0或以上）。4.2网络环境服务器端网络环境的防火墙配置要求：允许企业总部防火墙外的用户向内访问WebAVD服务器TCP端口：80、443，7700~7710，7800~7801，8080；允许企业总部防火墙外的用户向内访问WebAVD服务器UDP端口：7700~7710；允许服务器相互间允许访问所有和TCP和UDP端口。客户端网络环境的防火墙配置要求：客户端的防火墙应至少允许客户端向外访问服务器集群TCP/IP端口：80，443。4.3WebAVD硬件终端技术指标WebAVD可视会议/远程教学/个人通信技术指标音频技术音频编码G7235.3/6.3kbps

8khz,

mono,

16bitGSM6.013.5kbps

8khz,mono,16bit

G722

64kbps8khz,mono,16bitG72916kbps8khz,mono,16bit音频输入Microphone/LineIn

AGC(自动增益)/NS(噪音抑制)/VAD(静音检测)视频技术视频图像解析度176X144(QCIF)、240X176、320X240、352X288(CIF)、视频输入USB摄像头、标准采集卡视频编码H264（QCIF：流量：约60KBIT/SCIF：流量：约130KBIT/S）视频帧率PAL(1-25)、NTSC(1-30)传输协议采用RTP/RTCP，基于TCP和UDP4.4数字硬盘录像机（DVR）技术指标产品概述产品类型：嵌入式网络硬盘录像机（FULLD1），具备网络视频服务器功能。视频压缩标准：H.264。操作系统：RTOS嵌入式操作系统。产品技术参数实时监视图像分辨率：PAL：704×576（D1）；NTSC：704×480（D1）。回放分辨率：PAL：176×144（QCIF），352×288（CIF），704×288（2CIF），528×384（DCIF），704×576（D1）；NTSC：176×120（QCIF），352×240（CIF），704×240（2CIF），528