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安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

2023-07-23 佘琦 依马狮视听工场


安吉县域智治中心位于县城凤凰中心广场东面4号楼,安吉大道北侧,该楼共三层,总规划面积8000余平方米。

一层对应最美县域数字展示中心、城市大脑驾驶中心,作为县域展示推介平台,布局县域数字规划、城市大脑驾驶舱、智慧建设场景等核心展示功能,通过高新技术手段智慧化诠释最美县域建设成果。

二层对应信息化项目全生命管理中心、数字产业服务中心,作为智慧城市建设中枢,布局项目管理中心、路演大厅、两山转化数字研究院、县大数据局办公区域等,兼顾技术研讨、学术交流和会议培训等综合功能。

三层对应综合指挥中心,作为治理运营办公区域,布局综合指挥厅,满足综合指挥中心常驻人员办公以及应急情况指挥、多部门协同指挥需求。

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统是整个系统中最核心的部分,可将分布式KVM输入节点传输的所有光纤信号通过分布式KVM输出节点、分布式拼接节点、高清视频控制终端无损传输至显示端。通过该系统,把相互隔离的信息综合起来,衔接各类资源,实现资源共享、控制管理、统一分析、综合研判的集中化功能。数据信号与音像视频信号实现远距离传输、无缝调用切换,确保机房数据实时性、图像高清展示、音视频流畅播放。

 

一.设计思路                                         

1.分布式传输架构

分布式智控坐席系统以网络交换机为核心,采用无服务器的纯分布式架构,可以保证系统的安全稳定,节点机内嵌系统软件运行系统服务程序,系统服务程序会在网络中进行协商,形成动态的一主多从的分布式架构。单个节点出问题,不影响系统的运行,分布式服务协商协议处于秒级计算,当主服务出现问题后,秒级选举一个从服务器为主服务器。无需单独配置系统服务器,不会因为服务器出现故障导致整个系统无法使用。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

2.组网部署方式

网络组成需要部署万兆光纤或6类网线,高达10Gb/s每秒传输的实时带宽,确保4K超高清分辨率、极低时延的无损传输通路,系统传输不受距离限制,长达60公里以上(根据光模块功率及链路传输损耗情况可增加中继放大器延长传输距离)。

(1)所有功能房间的分布式节点均连接至设备机房的交换网络,每个房间融单模万兆光纤盒;

(2)每个分布式节点通过10Gb SFP+光模块与万兆交换机相连,传输无压缩视频图像,4KP60信号占用8G带宽;

(3)全楼接入信号超过200节点,采用1台核心交换+4台接入交换的组网架构,每台接入交换机与核心交换机采用2根100G堆叠线缆连接,完成音视频资源池的交换汇聚。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

组网交换机支持级联、堆叠、汇聚等方式进行网络部署,一路1080P60无损信源传输需要占用3Gb/s每秒传输通道,1条100G堆叠线缆,可同时传输30路以上1080P无损信源,每台48端口的接入交换机仅需要2根堆叠线缆与主汇聚交换机级联即可实现全部音视频信源的互通共享,对比集中式矩阵设计,可采用更低的成本实现更大容量的组网方案。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

3.多接口适配

系统提供多种采集编码设备,可灵活对接不同接口、不同分辨率设备,实现业务电脑、高分服务器、视频会议、图传服务器、机顶盒等设备音视频采集接入。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

4.业务智能化协同

支持多终端部署,多人面向“一张图”,人机交互的操作过程和显示内容与其它协作终端实时同步,通过大屏分区、分组式权限管理功能,满足不同场景下的协同操作需要。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

5.双引擎图像处理技术

节点设备同时支持无损传输和深压缩技术,能同时输入无损缩流和深压缩流,通过交换机配合支持本地系统和远程系统的接入,形成远近结合、分级管理互联互通的纯分布式智控坐席系统,可以打破距离与规模限制,灵活扩展、柔性部署。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

6.硬件智能化控制

用一套分布式节点替代传统光交换矩阵、拼接处理器、多画面处理器、分配器、光端机、字幕机的功能,简化系统设计复杂度,降低建设成本,实现软件定义功能的设计,满足用户对KVM功能、坐席功能、传输功能、拼接功能、中控等功能使用需求。

 

安吉县域智治中心分布式智控坐席系统设计与运用

 

二.技术运用

1.4KP60超高清处理技术

通过万兆10G光纤交换网络,提供无损的像素对像素传输,最大分辨率支持4096*2160、60帧、4:4:4色度采样图像,文字清晰、画面流畅,最高带宽占用8Gb/s,对于1080@60、4K@30的4:4:4采样标准,无任何压缩处理,确保信号源接入无任何二次编解损失,高质量无损还原。

2.5ms极低延时、无感知操控体验

采用我司自研的无损压缩算法Ti-2,在完整保留了原始图像信息的情况下,自适应光纤网络通路带宽,在板级和芯片内高速传输,采用了行同步机制下点对点延时约为50~100us。信号源由输入节点编码,经过交换机传输,由输出节点上屏显示,输入节点至输出节点,图像传输延时≤5ms。信号源与解码信号同步投屏显示,鼠标键鼠操作如同本地,无任何滞后感,极大提升了KVM键鼠操作的实用性、便捷性。

3.双引擎、多码流同传

无损SDOVE解决方案与深压H.264编码算法混合组网技术,单节点设备通过10Gb/s光纤网络,同时发送多路码流传输方案,既满足高清晰、零延迟的高质量信号还原,同时又兼顾可视化控制、远程传输的低码流显控要求。分布式节点盒具备4K@60环出接口,可满足信号预监与无损信号扩展传输功能。

4.一体化图形处理、零时延拼接、监控融合

传统分布式系统的图形处理是有损压缩,在信号拼接过程存在同步误差、且系统时延叠加大,影响信号还原效果。采用一体化图形处理器,可直接无损解码万兆光纤交换机的音视频信号,通过与内置传统拼接板卡的结合,实现零时延的拼接同步,并可对接监控平台的解码器,实现跨网调度监控画面。

5.安全、高可靠、USB数据透传

当操作员有临时文件需要处理,由于人机分离的布局,所有信号源都在远端的机房内存放,如果操作员需要使用U盘中的数据,会比较麻烦。因此坐席管理系统在临近操作员的KVM接收器上提供了U盘接口,此时通过数据透传功能可将U盘内的信号接入的系统中,轻松实现对U盘等移动存储设备的操控。当然,数据透传功能需通过账户获取,管理员有权关闭任一账户的数据透传功能,做到重要数据安全保密,智控协作系统支持USB2.0高速传输、最高速率可达480Mb/s。

6.信源无缝切换

信号切换时,可以做到无延时、无黑场、无蓝屏、无闪屏等中间过渡态,瞬间完成切换。操作员需要查看或操作哪个服务器信号时,无需等待,瞬时显示视频、数据信息,同样可在拼接大屏上无缝切换显示,保障观看感受。

7.可视化中控管理

系统内坐席、大屏、中控等功能的使用界面全部集成在一套软件中,在实际的使用中,操作人员只需要通过鼠标进行简单的拖拽就可以完成大屏信号的切换,坐席控制和室内环境的变换。所有的软件实现和硬件建设全部在统一的一套硬件结构下和软件界面中实现,真正做到了显控一体,化繁为简。

 

三.系统功能

1.人机分离

实现“人机分离”的运行环境,用户可以选择将所有服务器统一放置在机房,来满足更多需求:

为值班人员提供了“人机分离”的舒适环境,将坐席人员的精力放在业务的操作上。

将服务器统一放置在机房进行管控,使得运维人员更加便捷的进行维护,而不再耗费坐席操作人员的时间,影响其工作效率。

“人”和“机器”分离,重要服务器可以放在机房,或者是涉密机房,减少了重要数据丢失的风险。

2.不同业务切换

智控协作系统可实现便捷的业务切换,坐席人员仅仅通过鼠标点击即可调取数据机房里权限内的多路业务电脑,可视化的信号源状态可帮助坐席操作员轻松辨别,快速调用切换。

(1)一人多业务模式

每个值班员在权限内会有多不同网络的业务需要处理或察看,如果使用多套鼠标键盘显示器,并来回移动操作,会给值班员带来很大的麻烦,智控协作系统支持通过一套鼠标键盘、多台显示器完成对多台服务器的操作,鼠标可在多个显示屏滑动实现信号源切换或业务处理,当需要转移到另一台显示屏上时,只需要将鼠标移动过去即可,为不同值班人员提供高速无缝、简洁舒适、一人多业务的日常工作桌面环境,是各方之间开展高效协作的基石。

(2)一屏多系统

值班员一般只对一个业务电脑数据进行处理,其他数据只进行查看。可将显示器设置为4画面分割显示,以在一个坐席上同时显示更多业务系统数据,节省显示屏,扩大值班人员的信息查看范围。

3.大屏拼接控制

智控协作系统可实现不同输入信号在拼接屏上的灵活显示,包括画面拼接、叠加、漫游、缩放等效果。拼接屏的信号和坐席工作区的信号可统一管控,方便进行共享及协作。

鼠标拖动视频源直接开窗,支持跨屏、漫游、叠加、缩放、移动、画中画、定位等操作,支持跑马灯和字幕叠加,设置底图。大屏拼控的系统操作窗口与坐席管理界面在同一界面,无需第三方拼控设备及软件支持,提升运维操作人员的工作效率。

4.鼠标级OSD

智控协作系统提供最人性化的操作界面,对于坐席人员需要通过自主的界面完成切换。坐席管理提供可视化OSD界面,坐席人员可以非常简便的调出OSD界面,通过鼠标完成信号切换、模式配置、场景预案等功能。

5.可视化操作

智控协作系统深入客户具体价值,实时信号源的采集,真正将信号源可视化的显示在屏幕,信号源实时显示,方便坐席人员的调用,避免误操作。

6.账户权限管理

一体化坐席管理支持精细的用户权限管理,指挥长可以创建任意数量的用户并分配不同的权限,让不同权限的账户只能看到指定的信号源,处理的权限内的业务信息。通过分组分权的账户管理机制,操作人员不再局限于席位,业务数据的权限变化也不再繁琐,实现了流动坐席效果。

7.业务推送

智控协作系统,通过坐席内、坐席间、坐席与大屏的不同推送方式,实现操作员的高效工作。

(1)主屏推送

适用于坐席内的操作,即将某个窗口推送到主屏显示。

(2)坐席推送

坐席间可进行信号的推送,可同时推送给多个坐席,并且支持将键鼠控制权一同推送,方便协作。

(3)大屏推送

坐席人员可将权限内的信号推送到大屏显示,共享给其他值班人员观看。推送形式可以是全屏显示、单屏显示、窗口显示。

8.信号跟随

智控协作系统不仅支持信号的推送,也可实现信号跟随,无需走到坐席人员面前即可观看其对信号的操控情况。例如具有高权限的指挥人员需要查看低权限坐席人员对某一重要数据的操作情况,则可直接通过跟随功能,将坐席人员所操作的显示屏画面调用到自己的显示屏上显示,实时进行观看,节省时间、方便快捷。

9.工作预案

智控协作系统支持根据保存场景,值班人员通过提前保存布局,轻松切换模式,减轻布局的压力;同时当值班人员由于业务需要更换位置后,只要输入原有的用户名,即可调出以前的场景,迅速进行工作状态,提升工作效率。

10.数据报警

系统支持与业务数据系统对接,支持报警阈值设置,超过阈值自动报警,可通过数据指令触发,支持控制动作一键联动,出现报警,自动提醒下一步操作,实现快速异常处理。

县域智治中心分布式智控坐席系统

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