沈飞生产数字化综合视频指挥调度系统方案Word文件下载.docx
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●可扩展性：
支持环境数据采集、视频报警联动；
沈飞通过该系统真正实现了企业生产调度和生产管理的可视化和智能化的有机结合，是一个真正实现了企业中视频指挥调度和多业务统一管理的综合视频管理应用平台。
3.设备系统设计
初步建设一套以指挥调度系统及主视频会议为核心的应急指挥调度系统。
该系统主要用于沈飞领导应急指挥、厂房监控、调度、会务、培训、传达上级领导指示等功能。
系统示意图见图3-1。
图3-1
3.1系统设备功能组成
整个系统基于沈飞现有的IP局域网而建，系统功能组成：
指挥调度系统、主视频会议系统、分调度室系统、监控前端系统，系统功能组成见图3-2。
图3-2
3.1.1指挥调度系统
系统主要功能：
视频指挥、视频监控、电话调度、动力热源监控。
包括：
指挥调度终端、监控终端、电视墙系统、视频浏览软件、调度管理软件等。
●指挥调度终端
指挥调度终端主要作用是完成对生产进度指挥和双向音视频交流，以及远端的视频监控和现场视频显示。
企业通过指挥调度终端实时监控现场图像，查询生产过程信息，从而完成对生产计划实施情况的指挥和命令下达与监控调度。
指挥调度终端具有双向音视频编解码能力，它对现场采集的音视频模拟信号进行编码处理，对从网络接收的数字音视频数据进行解码处理，输出至指挥调度中心的监示器上。
●监控终端
监控终端分两种：
视频监控、模拟信号监控
视频监控：
各车间视频信号通过监控室集中录像存储，具有手动录像、定时计划录像、报警录像等多种录像方式；
磁盘自动管理，支持多硬盘，硬盘录满后自动循环覆盖；
简便的录像文件的检索，支持单帧回放、快放、慢放、回放抓图，屏幕大小可选；
录像、回放、网络浏览可同时进行，相互独立；
支持远程回放，远程摄像头控制功能等。
动力热源监控：
对动力热源管网压力、温度信号实时模拟信号监控，在大屏幕上显示热网模拟图及监控点，还可根据电脑记录的实时信息进行温度、压力分析。
●电视墙系统
电视墙系统由监视器、网络视频矩阵和网络视频矩阵控制软件构成。
电视墙由多个监视器组成，每个监视器对应一个车间，每个车间可设置多个监视点，每个监视器可看多路远端车间监控点的实时图像。
电视墙的作用是接收网络上的多个监看点的数字视频流，经过视频解压缩，把多路模拟视频信号输出到显示设备上集中显示，便于领导集中调度、统一指挥。
●视频浏览软件
通过在PC机上安装本系统的视频浏览软件方便地接入系统并浏览前端画面，它能为用户提供灵活便捷的系统接入方式，节省成本。
视频浏览软件具有视频解码和语音双向编解码功能。
●调度管理软件
●电话调度（见触摸屏调度网络图3-3）
触摸屏调度网络图3-3
1）电话调度台功能
Ø
调度呼叫内线：
一键到位；
呼叫外线：
调度应答内外线，自动接听。
调度强插入、强拆除。
调度会议10方双工、单工成员无限。
分机、中继状态显示，来电显示，日期时间显示。
有/无主叫可自由设置。
超时间催挂。
呼叫调度保留、切换。
夜间服务分机、设定调度代接、代答、转接。
通过调度台电脑上的参数设定对用户有鉴权功能：
长途、市话、拨号、直通、允许应答、不能使用等多种鉴权功能，也可以用户自行设计。
调度维护终端可以改变的数据参数及自测故障系统。
调度可以任意设定分机等级，以满足分机在不同场合不同要求。
调度可以任意设定中继等级，循环出局、局向出局、邮路出局。
调度台配置：
有触摸屏操作接口（2M数字中继），有局域网可以实现远程调度、远程维护等功能。
调度机全网数字录音、录时系统。
2）分机功能
分机间拨号交换机。
分机直呼调度台。
分机拨出外线（中继）。
高级别分机强插入其它分机。
当分机配置广播/对讲时，可以选呼广播/对讲，也可以拨特定号码190进行组呼（每组10个用户以内）广播/对讲。
分机转接。
超时自动催挂。
拍叉服务功能。
3）本系统提供的新业务功能：
智能语音信箱、夜服功能、出局代拨、代接来话、三方通话
热线服务、电话会议、免打扰服务、闹钟服务、恶意电话追踪
转移呼叫、遇忙转移、遇忙回叫、无应答转移、帐号密码
电脑话务员（个性化引导语音、提示语音、查号语音系统）
3.1.2主视频会议系统
会务、培训、传达上级领导指示。
设备包括：
电子白板、投影仪、大屏幕电视、摄像机、主席会议终端等。
视频会议可实现点到点或点到多点会议功能，召开多点视频会议像打电话一样方便易用。
特别适用于应急指挥，领导不需要预定会议和IT维护人员的干预，就可以召开多点视频会议。
●电子白板
交互式电子白板与电脑进行信息通讯，将电子白板连接到PC，利用投影机将PC上的内容投影到电子白板屏幕上，构造一个大屏幕、交互式的协作会议或教学环境见图3-4。
利用特定的定位笔代替鼠标在白板上进行操作，可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。
一板多用。
（1240X1690）
图3-4
交互式电子白板也支持复印，将电子白板直接与打印机连接，通过特定的白板笔进行板书，需要打印时，只需按下面板上的打印键即可实现彩色或黑白打印。
还可以作为PC白板使用，将电子白板与PC相连，此时的电子白板就相当于一个面积特别大的手写板，可以在上面任意书写、绘画并即时的在PC上显示，文件保存为图形文件。
交互式电子白板就可以通过网络与其他办公室、会议室进行交流，实现网络会议。
见图3-5
图3-5
3.1.3分调度室系统
分调度室系统主要作用是浏览车间和会议室画面，显示视频图像，支持双向语音交互。
视频终端、摄像机、麦克风、监视器、PC机等
视频终端采用8036系列视讯终端，支持H.264图像编解码、H.329双视频流和高分辨率的XGA输入/输出特性，支持全景式视频会议，最高支持4M的会议带宽。
视频终端支持两路活动图像同时传送，或1路活动图像＋1路高分辨率的计算机桌面同时传送，计算机图像通过XGA输出到终端，最高分辨率达1280×
1024，更好满足用户对高质量培训、协商会议的需求。
3.1.4监控前端系统
监控前端负责采集用户现场监控点的音视频数据并进行压缩编码，通过网络传输到指定终端。
监控前端具有多路视频编码，支持多路报警输入输出。
监控前端可以接收指挥调度终端通过综合视频交换机发送的控制信令，进行命令解析，进行本地状态调整和对外接设备的控制。
监控前端系统由监控前端、音视频输入设备（摄像机、云台、云台解码器、防护罩、话筒）等组成，设置在各监控点现场。
主要作用是：
现场音视频采集，并把采集的数据上传，实现已建视频监控系统的物理接入。
3.2系统组织结构
沈飞生产数字化综合视频指挥调度系统从组织结构上应与企业生产管理体系相吻合，这样才能真正发挥视频指挥调度系统的作用。
沈飞生产管理组织结构分为：
总厂生产调度、分厂生产调度、分厂生产车间三级结构，该系统应按照以上结构来设计。
系统分为主生产调度系统、分调度系统、监控前端系统，见图3-6。
图3-6
1）主生产调度系统
由主视频会议系统、视频录像服务器、电视墙服务器、MCU、指挥调度终端、电视墙和音视频输入输出设备、滚动字幕LED显示屏等组成，设计在总厂生产调度中心。
完成信令和控制信息交换、调度以及系统管理；
实现视频指挥调度、远程视频浏览、视频录像、电视墙显示以及动力热源监控等功能。
滚动字幕LED显示屏，系统内嵌字幕播放功能。
在主调度中心，可以同时发送字幕。
通过字幕方便消息通告、指示下达等。
2）分调度系统
该系统由指挥调度终端、音视频输入设备（摄像机、话筒等）和音视频输出设备等组成。
通过指挥调度终端与总厂主指挥调度中心进行音视频双向沟通，参加视频会议，对所管辖监控现场进行监控管理。
根据需要可增加网络视频矩阵与电视墙、大屏幕系统配合使用。
3）监控前端系统
监控前端系统由监控前端、音视频输入设备（摄像机、云台、云台解码器、防护罩、话筒）等组成，分别布置在各监控点现场。
现场音视频采集，并把采集的数据上传；
实现已建视频监控系统的物理接入。
4.系统功能
4.1生产调度指挥功能
上级领导或管理者通过指挥调度终端可以向下级发布指挥和调度命令，上下级各个部门、各级领导与下属之间可以实时地进行音、视频信息的双向交流。
指挥调度人员可实现多种指挥方式：
●点对点指挥调度：
一个上级对一个下级的指挥调度。
●点对多点指挥调度：
某指挥调度终端根据权限设置可以呼入召集多个指挥调度终端，进行一对多的指挥调度。
●多组指挥调度：
系统中可以有多个指挥调度组共存，各个指挥调度组之间互不干扰。
●插入指挥调度：
上级指挥调度终端可以呼叫插入其它正在进行的指挥调度组，并得到指挥调度组的指挥权；
上级指挥调度终端可以呼叫其它正在进行的指挥调度组内的终端用户，经指挥调度组指挥者同意后，可加入上级指挥调度组。
被指挥调度者可随时加入和退出指挥调度组。
指挥调度者对多个监控前端进行语音广播。
生产调度中心的调度人员在日常生产过程中可以利用视频指挥调度功能与各分厂调度中心的值班人员、各车间现场的工作人员进行业务协调。
当车间现场发生意外事故或设备发生故障，现场人员不能解决，各级领导和相关专家又不能及时赶到现场，此时可以利用系统的指挥调度功能召集相关业务主管和专家实时的监视现场情况，并与现场人员进行语音实时交流，共同指导现场进行意外事故的处理以及对设备抢修的技术指导，为现场解决问题提供有力的技术支持，大大节省时间，提高工作效率。
4.2模拟图/流程图展示
本方案以系统模拟图的方式允许用户通过网络实时监测生产现场系统运行的实际情况，并实时观测现场的各项指标。
本功能主要完成对控制系统上各个需要监控的设备在系统模拟图上的显示形式、显示位置、相互之间的连接信息等参数的定义，由此组态出一幅逼真的生产现场模拟图，如图4-1。
模拟设备的实时数据显示、开关量的实时图形显示等；
定义各模拟设备的报警限值以实现故障报警显示。
图4-1
系统使用目前最流行、功能最强大的图形编辑软件作为组态工具的绘图引擎部分（具有容量小、缩放不失真、网络传输速率高的特点），见图4-2。
图4-2组态及图库展示
系统提供丰富的可扩展的组态元件图库，设计者可将自己设计的图形存入自定义图库或者新建图库当中，图库元件采用拖拽的方式直接放到需编辑的矢量图中使用，大大减少了组态图形绘制的工作量。
4.3报表组态与展示
系统提供了灵活的报表功能，用户无需编写代码，只需简单配置即可实现查询和报表功能，节省了90%的工作量。
系统具有可视化查询和报表配置界面，可以批量生成文件；
针对复杂的报表，系统提供可引用的报表模板。
这种灵活报表功能可以满足沈飞的日报表、月报表等的查询需求，可以快速地收集和显示所关心的现场设备数据。
由于报表通过对长期的生产过程数据进行分析统计，使报表的每列数据可以是控制系统的某一项指标，也可以是某几项指标的运算表达式，并可以在报表内进行自动计算、汇总等操作。
报表反应了现场的实时情况，管理者和系统维护人员能够实时地掌握生产情况并及时地进行分析，从而为沈飞积累了丰富的经验数据，见图4-3。
图4-3生产报表功能
系统同时为用户提供了功能强大的查询功能，针对实时数据进行分析、展现，针对历史数据（包括历史数据、巡检数据、网络数据、监控节点数据）应用商业智能工具进行数据挖掘。
该功能可根据需要灵活设置各种查询条件，提供单棒图、多棒图、直方图、曲线图等多种统计分析报表，见图4-4，并可与时间排程、邮件发送功能相结合，生成PDF、Excel、HTML等多种输出格式的报表发送给指定用户，丰富决策分析功能，方便用户查询数据、分析趋势、制定调整方案。
同时，系统具有扩展性，能够提供给二次开发人员以图形化配置界面，可以便捷地为新查询应用进行定制开发。
图4-4多种统计报表图
4.3实时趋势曲线及历史数据曲线组态展示
通过本系统的实时趋势曲线，管理者可以查看某一个指定的数据库点或中间点在当前时刻下的状态，同时还可以保存一小段时间的数据趋势，这样通过系统相关人员就可以及时了解当前生产设备的运行状况，便于他们对生产现场进行实时监控，见图4-5。
图4-5
历史数据曲线可以显示现场设备的某个参数在指定时间内的点值变化曲线及其报警线，见图4-6；
可以同时观察多个参数曲线的对比显示，并支持动态的添加、删除曲线；
可以查看各个参数的报警限值，统计每个参数在指定时间段内的最大值、最小值及其对应的取值时间；
也可以任意缩放曲线来查看各指定时间精确的点值信息和总体趋势。
图4-6
4.4报警信息与超限时间统计
在本系统中，用户可以根据需要灵活地设置基于实时数据的报警规则和控制执行策略规则。
系统提供GSM/GPRS短信、e-Mail、网页等多种报警发送机制，系统管理员和用户可在系统配置页面（可远程）上根据预定权限设置进行报警事件的记录、操作、跟踪。
系统还可以根据联动规则执行视频联动，并对报警提供数字预案辅助处理功能。
图4-7
超限统计功能可以查看任意时间段内某个参数超过报警限值运行的时间累计情况，见图4-7，同时还可以实现所有重要参数的超限额运行时间统计报表，从而使管理者能据此实时地对生产现场进行优化调整。
4.5视频会议功能
召开传统视频会议，进行双向音视频交流互动。
主席可以设定多个例会，每个例会包含相对固定的成员，主席可以方便地组织会议。
会议成员可随时加入和退出会议组。
主席可以对各个会场的发言权进行控制，并可广播某一分会场。
总厂管理层，可根据需要适时召开视频会议，实现交班会、生产会、总结会等各种会议，进行多点多方双向音视频交流互动。
4.6生产过程视频监控功能
企业生产调度中心利用本系统提供的功能，对各分厂调度、动力热源及各生产现场等部位进行视频监视。
用户能灵活切换现场视频画面、控制云台和摄像头，方便地组合显示多路视频画面显示。
通过网络，可以实现多种监控方式（单摄像头监控、画中画监控、四画面监控、三九画面监控、十六画面监控等）实时监控图像，见图4-8。
并可以进行云台控制，如控制摄像头的左右上下转动以及焦距的拉伸等操作并且具有实时的画面截取和视频的录像、回放功能。
图4-8多种监控模式
点对点监控：
某指挥调度终端或视频浏览终端可以监视其他指挥调度终端及监控前端的图像，必要时可进行语音对讲。
点对多点监控：
某指挥调度终端或视频浏览终端可以同时监视其他监控前端，通过流媒体服务器，同样带宽条件下可以实现同时对更多点的监控。
多点对一点监控：
系统中可以有多个不同级别的指挥调度终端或视频浏览终端监视同一监控前端。
多点对多点的监控：
系统可以做到多个指挥调度终端或视频浏览终端对多个监控前端的同时交叉监控。
各分厂调度室、对本厂生产现场等部位进行视频监视。
可实现现场画面灵活切换、对远端摄像云台遥控，方便地组合显示多路视频画面等功能。
4.7领导办公室
企业领导在办公室里直接对生产调度中心、各分厂调度中心的值班人员或生产现场进行视频监控或生产现场人员下达命令。
4.8电视墙多画面显示功能
总厂生产调度中心可安装多台网络视频矩阵，用户通过网络视频矩阵控制终端任意选择浏览监视现场多路视频画面，通过大屏幕电视墙实时显示。
若监控点较多时，可以根据需求设置各种图像显示轮询方案，保证监控点的实时显示，便于系统管理员统一指挥、集中调度。
4.9数字录音、录像功能
总厂生产调度中心设计集中录像服务器，录像服务器支持音视频的录制和查询检索回放等功能,见图4-9。
用户通过录像服务器控制终端选择任意多路现场的画面随时手动录像、也可根据要求设定定时录像和设定联动报警触发录像。
图4-9
4.10文件/数据传输整合功能
各分厂生产调度中心、工艺室等可以利用系统数据转换系统的文件传输功能将每天生产报表等重要文件传到生产部总调度中心或其他部门，方便快捷。
并可以批量完成数据抽取（Extract）、转换（Transformation）、装载（Loading）等任务，见图4-10。
不但满足了对种类繁多的异构数据库进行整合的需求，同时可以通过增量方式进行数据的后期更新，一体化的解决了数据整合过程中遇到的种种困难。
图4-10
4.11多种级别权限设置
用户权限管理规定了对其他各终端的三种权限：
指挥权、监视权和控制权。
系统进行配置时可以根据实际的隶属关系进行灵活的权限设置。
发生争用时，级别不同的级别优先，级别相同的时间优先。
通过综合视频交换机可以根据用户管理需求进行灵活的级别和权限设置，能够适用于各种管理方式。
多种级别与权限设置：
比如，将总厂生产调度中心设置为对所有下属单位具有最高三种权限，可以对下属单位终端具有指挥、监视和控制。
分厂调度中心只对本厂生产现场监控点进行指挥、监视和控制，而不能对其他分厂监控点图像进行指挥、监视和控制。
总厂领导可设置为对所有下属单位具有监视和控制权，可以随时任意监控浏览下属监控点图像。
5.软件系统设计
5.1总体架构
总体技术架构从大的架构上分为三层结构，分别是数据通讯层、应用处理层和用户展现层。
各层功能模块以组件的方式存在，包括通讯接口、处理程序和用户界面等程序，见图5-1。
图5-1
下面对总体技术架构各个层次进行介绍。
5.1.1数据层
数据层由控制系统层和数据通讯层组成，控制系统层提供各子系统实时或存储数据服务，数据通讯层提供数据的采集、转换和传输功能。
1、控制系统层
控制系统层由各异构子系统的实时或者非实时存储数据组成，主要包括视频数据（音频信号、视频信号）、报警数据、各种实时数据，包括设备运行、计算机信号等开关量和模拟量数据。
2、数据通讯层
数据通讯层主要实现对数据信息的访问、写入（控制）、更新与维护操作，以及对部署在下级、远程的控制系统层的访问机制。
数据通讯层针对不同的数据来源类型采用了不同的访问引擎技术，以“面向接口编程”的设计思想保证系统对于不同的业务系统数据的整合需要和未来的不断扩充。
数据通讯层还通过数据转换、加工、提取和过滤等过程，可与其他指挥调度平台进行数据交换，另外，数据交换与共享采用企业服务总线功能。
对信息管理层，通过企业服务总线可用于帮其迅速建立基于标准的、分布式的、事件驱动的、并可支持中央管理的应用与流程集成体系，可为应用系统的集成与流程的协同提供基于标准的信息转换和路由，基于标准的服务总线体系可保证性能的线性增长和灵活多样的部署模式，为用户提供了渐进式发展的途径，从而增加了实施中的可重复利用性，避免了重复建设。
5.1.2应用处理层
应用数据处理层是综合应用系统实现对沈飞生产数字化综合视频指挥调度系统业务数据加工和处理的重要部分。
该层所有的服务及管理组件都是基于OGSIBundle开发的，OSGiBundle运行管理平台提供了对框架事件的支持。
如服务事件（ServiceEvent），包事件（BundleEvent）等。
前者报告的是服务对象（Service）的注册，撤销，属性变化等事件，后者报告的是Bundle的涉及生命周期变化的事件，如更新，启动，停止等。
每一个Bundle都是可热插拔的，对一个特定的Bundle进行修改不会影响到容器中的其它应用，系统运行的大部分应用组件还可照常工作。
此特性在一些及时性很强的系统中尤其重要，当服务器因为要更新某个组件或运行参数而花上数分钟时间重新启动整个系统的话，必然导致系统的数据流失和运行隐患，但是采用OSGi架构的应用则完全可以将损失降到最低,此外还具有运行稳定高效和可复用性强的特点。
该层提供了系统数据采集、运行控制策略及用户界面所需的经逻辑处理的所有数据。
由于底层各个控制系统提供的接口千差万别，在该层对数据进行了转换并将采集到的数据通过数据层ezGate网关接口存储到实时数据库中，如图图5-2所示。
图5-2
实时数据库相当于一个数据处理中心，同时也起到公用数据交换区的作用。
用实时数据库来管理所有实时数据。
实时数据库所存储的单元，不单单是变量的数值，还包括变量的特征参数（属性）及对该变量的操作方法（报警属性、报警处理和存盘处理等）。
这种将数值、属性、方法封装在一起的数据我们称之为数据对象。
实时数据库采用面向对象的技术，为其它组件模块提供实时数据服务，并提供了系统内各个功能组件的数据共享。
数据处理各组件控制与其他子系统的通讯和中心数据库的连接以及业务处理功能，可通过实时数据库分析出报警信息，从而在发生报警时进行响应处理，此外还包括报警通知功能（Email,SMS等）、任务调度、定时排程、软件升级等功能。
5.1.3用户展现层
用户展现层集成综合应用系统和其他指挥业务系统的业务功能，是整个系统的对外展现窗口，包括各种监控、查询、配置的功能模块，以统一的展现风格和个性化工作界面实现用户的操作要求。
展现层提供对不同渠道的接入服务，如报警监控、实时监控、数据库监控、视频监控、决策分析等用户应用组件，通过相应的渠道服务对象将渠道接入的信息转换成调用业务层服务所需要的统一格式，同时将返回结果转换成各渠道能接受的格式。
展现层包括基于大屏的输出展现和基于客户端网络终端两种展现方式。
1、基于大屏的输出展现
可将各种综合信息经过加工、处理后通过大屏集中、直观展现。
2、客户端
用户可通过自己的电脑访问此系统按照自己的权限查看所需内容。
5.2技术路线
沈飞生产数字化
升级会员 