多种通信装备融合的一体化指挥调度平台架构研究

王默 朱兴国 魏立柱 唐静静

（中国电子科学研究院 北京市 100041）

随着通信技术的发展，多种通信装备在应急救援、公安执法、交通指挥等领域都有广泛的应用，比如短波电台、超短波手持台、卫星电话、4G/5G 手持终端等无线通信装备，以及视频会议、视频监控、固话语音等有线通信装备。这些通信装备都有各自独立的操作系统，而如何将这些无线、有线设备的集群调度、实时定位、信息下发等多种功能融合在一起，实现音、视频等多种数据的双向传输，为各类业务应用提供支撑保障，是实现一体化综合指挥度调度的关键。

1 平台架构

如图1 所示，一体化指挥调度平台总体架构由上到下共分为四个层次，分别是业务层、通信平台层、通信网络层和终端设备层，通过融合各类通信网络，为上层的各类业务应用提供统一的服务接口。一体化指挥调度平台针对用户不同应用场景，提供会商研判、灭火作战、GIS 调度、移动指挥、值班值守等多种应用功能，各个业务系统可以直接调用平台层提供的各种基础通信服务。

图1： 平台架构

（1）业务层。针对应急救援、公安执法等多种领域，提供会商研判、灭火作战、GIS 调度、移动指挥、值班值守等各种功能。

（2）通信平台层。主要用于各个通信系统进行接入融合，实现各类音视频信息进行汇聚流转，从而形成多媒体融合调度的能力。主要设备包括各类应用服务器、专业网关等，同时支持在云资源池上进行部署。

（3）通信网络层。主要依托有线网、移动互联网、无线信息网、卫星通信网等，实现基础业务接入，使一体化指挥调度平台能够通过各个网络来连接调度终端层的各个终端。

（4）终端层。指系统需要调度的各类终端，如视频会议终端、固话/手机、超短波/短波电台、智能移动终端、可视话机等。

2 平台组成

一体化指挥调度平台主要包含融合调度服务器、媒体处理服务器、录音录像服务器、调度管理服务器、穿越服务器、视频监控接入网关、视频融合网关等设备，如图2 所示。

图2： 系统组成图

（1）融合调度服务器。主要负责实现各类音视频的调度处理功能。

（2）媒体处理服务器。主要负责实现对音视频媒体进行转码、分发、合成等处理工作。

（3）录音录像服务器。可对音视频信息进行存储，并提供点播与直播功能。

（4）调度管理服务器。用于实现统一的资源配置、设备管理等功能。

（5）穿越服务器。实现多网络之间SIP、H.323 的穿越，使互联网、无线信息网上的终端设备能够连接到一体化调度平台。

（6）视频接入网关。用于与视频监控系统通过 GB/T 28181 或其它协议标准进行对接后，将监控系统的视频信息接入到平台。

（7）视频融合网关。用于与视频会议系统或终端的连接设备，基于 H.323 或 SIP 协议将视频会议设备接入到平台。

3 平台功能

3.1 语音调度功能

平台接入多系统语音，包括运营商 PSTN、内部电话网络、卫星电话系统、移动 APP 语音系统等，在此基础上系统将统一提供各类语音调度、录音管理等功能，如图3 所示。

图3： 系统组成图

音频调度功能包括：

（1）单呼：单呼功能是指平台向被呼叫者进行单一呼叫，完成一对一的快速通话。平台通过选择语音调度终端成员的图标，点击呼叫实现单呼；也可用拨号盘对外部号码终端进行单呼。

（2）点名：平台可预先选择多个不同终端进行点名，系统会按顺序进行逐一的呼叫，被叫方应答挂断后或是呼叫失败（包括无应答）后系统将自动选择下一号码进行呼叫。

（3）轮询：平台可预先选择多个不同终端进行咨询，系统会按顺序进行逐一的呼叫，若呼叫失败（包括无应答）后系统将自动选择下一号码进行呼叫，直到有一个电话应答成功后将不再呼叫后面号码。

（4）三方通话：平台与用户 A 通话时，若遇到复杂情况则可快速将用户 B 拉入到会议中形成三方通话。

（5）话机联动：系统可以指定一部 IP 话机与平台进行绑定，来电可以在 IP 话机上振铃并被接听。

（6）通话记录：记录并可查询显示已拨、已接、未接通话的记录。

（7）录音管理：语音通话内容将被录音记录，系统提供查询及回放界面。

（8）语音通知：将文字自动转换为语音，并通过系统自动外呼的方式广播通知多个用户。

支持召开交互式电话会议，由调度台或调度台指定分机进行召集，调度台在系统会议资源足够的情况下，可随时召开3 方或3 方以上的多场会议，音频电话会议功能包括：

（1）创建语音会议：调度员可将多个调度台席及语音终端设备呼叫到同一会议中，进行多方语音通话。

（2）会场控制：包括对参会人员通话状态监控，静音/恢复等控制操作。

（3）语音广播：可设置广播功能，会场中只有一个发言方能讲话其它参会方仅能收听。

（4）成员管理：在语音会议过程中，调度台可选择挂断参会方使其离开当前语音会议；也可以选择新的参会方或挂断参会房加入到会议中。

（5）语音追呼：在语音会议进行时，调度员可选择通过追呼的方式加入新的参会方，系统会发起对新成员的呼叫若出现占线、关机等情况导致呼叫失败则系统间隔一定时间后自动重呼再次发起呼叫直至呼叫成功或会议结束。

（6）录音管理：会议内容将被录音记录，系统提供查询及回放界面。

3.2 视频调度功能

视频调度功能主要实现各类视频源的接入，并通过系统实现对各类视频源的转码、转发、分发等功能，接入的视频源包括视频监控系统、视频会议系统、移动 APP 等各类视频源，如图4 所示。

图4： 系统组成图

视频调度功能，包括：

（1）图像调用：支持多种协议的视频源接入。

（2）视频分发：通过平台可将摄像头、执法仪等终端上拉的视频实时推送转发给其它调度台、终端等具备视频接收的设备进行播放。

（3）分发转码：在视频分发中当接收终端无法接收原视频时（如原视频为 1080P，但终端仅能接收播放 720P），则系统提供转码功能可以将原视频实时转码再分发。

（4）视频拍照/录像：对正在进行视频调度的视频画面进行静态图像抓取或动态图像的录制，并保存到系统存储空间，供后续查询和调用查看。

与原有视频监控系统联动功能，包括：

可实现统一的视频监控接入管理功能，包括固定、移动及卫星等各类视频信号的统一接入、调度、大屏展示等功能，满足对各类指挥现场情况的实时掌握，及各类辅助决策支持的需求。一般来说，视频监控系统的对接，可以按照是否满足国标，来进行分类集成：

（1）满足国标GB/T28181 规范的，可以直接接入。

（2）不满足国标GB/T28181规范的，需要接入代理网关，实现对非国标设备的接入管理、协议转换、视频转码，输出标准信令与标准码流，屏蔽前端设备的差异性。

3.3 融合会商功能

基于系统的多终端广泛接入及媒体处理能力，在面对重大事件处置时，能够组织多方视频融合会商。为参会领导及相关人员提供全面现场信息，并在会商中实时沟通，快速形成处置意见。平台可以选择视频会议终端、移动APP 等不同设备进行视频会商，同时可通过语音方式加入固话、移动电话等，在会商过程中可拉取现场摄像头等的实时画面。具体功能如下：

（1）多终端的混合视频组会：可召集视频会议终端、手机等进行混合终端的视频融合会议。

（2）会场控制：包括对参会人员通话状态监控，静音/恢复等控制操作。

（3）多会议管理：实时查看系统当前正在进行会议的会场音视频内容，可将会场成员转移到另一个会议中，可同时查看多个正在进行的会议，可对正在进行的会议进行关闭、延时、加入会议等操控。

（4）成员管理：在融合会商过程中，平台可选择挂断参会方使其离开当前会议，也可以选择新的参会方或挂断参会房加入到会议中。

（5）视频追呼：在融合会商进行时，平台可选择通过追呼的方式加入新的参会方，系统会发起对新成员的呼叫若出现占线、关机等情况导致呼叫失败则系统间隔一定时间后自动重呼再次发起呼叫直至呼叫成功或会议结束。

（6）摄像头/移动终端入会：可以在会议召开后选择将任意摄像头或移动终端的画面加入到会议。

（7）会议预案：用户可提前编制会议预案设定参会成员、开始时间、会议时长、画面布局、会议字幕、成员标签等信息，编制完成的预案可以自动或手动开启并按照录入的要求执行视频会议。

（8）视频混码：融合会商支持视频混码功能，不同的终端可以上传不同的视频码流（如 720P、1080P 等），同时系统可以根据各个终端的媒体能力下发不同的视频码流（如720P、1080P 等）。

（9）分组会议：根据大会场中成员的标签属性一键实现会场拆分形成多个分组小会场（小会场间互不影响），支持将小会场重新合并到大会场中。

3.4 无线通信功能

短波、超短波、卫星通信等设备基于SIP 协议，实现与平台的对接，同时利用数据库同步、WebService 接口等方式获取各个设备的位置信息用于在可视化展现，如图5 所示。

图5： 系统组成图

把无线通功能与GIS 平台融合后，可以图上实现以下功能：

（1）语音呼叫：可选择短波、超短波终端后发起呼叫操作，实现调度台与终端之间的语音通话。

（2）语音会议：可选择多个短波、超短波终端等其它终端实现语音会议通话。

（3）融合会议：在视频会议中，短波、超短波终端可以语音方式参加到会议中。

（4）设备列表：可以将短波、超短波终端设备信息加入到设备列表中，在地图上进行点选操作等。

（5）位置信息同步：通过数据同步的方式，可以将短波、超短波终端设备的实时位置信息同步到数据库中，并在地图上进行显示。

3.5 GIS调度功能

平台可获取移动终端的 GPS、北斗等实时位置数据，并可向其它系统获取事件处置、政府机关、救援物资、避难场所、重点危险源等数据，并把这些数据在电子地图上进行呈现，并可在地图上进行可视化的调度。具体功能如下：

（1）提供 GIS 的基本功能包括放大、缩小、漫游等，并结合项目要求提供各类业务功能。

（2）资源上图：各类终端、机构、物资等资源要在地图上显示。可通过图层开关进行资源的筛选显示。可通过点选、圈选、框选等多种方式进行资源选取查看，查看内容应包含资源名称、类型、所属部门、通讯号码、在线状态等信息。

（3）图上调度：支持在 GIS 地图上选择各类终端资源后直接发起音频与视频调度，GIS 上具备多个视频播放窗口，可在 GIS 上直接显示视频会议画面。

（4）事件列表：具备事件处理列表显示正在处理的多个事件列表信息，可通过列表选择切换当前处理的事件。

（5）事件处置：支持地图上显示事件点，并自动显示和选中周边范围内（可利用范围进度条拖动及加减按钮方式进行半径调整）各类资源。支持一键直接对选中的资源发起语音会议、视频会议、语音广播、即时消息等群组操作。

4 结论

本文从平台架构、平台组成、平台功能3 个方面，提出了一种解决多种通信装备融合的一体化指挥调度平台的架构，通过上层业务与底层通信分离解耦的方法，实现各业务系统间的互联互通和数据共享，从而解决各型通信装备难以融合，无法统一指挥的问题。该平台架构可以广泛应用于应急指挥等各种领域，为各层级用户提供可靠、高效的音视频通信与会商手段，达到“平时”满足日常管理，“战时”保障任务处置的目标，可以有效提升用户的快速反应能力和整体协同能力。