世博会运行管理系统是世博会展示期间用于整体指挥、调度、管理的信息化系统。包括视频监控子系统、会议电视系统、运行指挥子系统、物流管理子系统、交通管理子系统、活动管理子系统、园区能源管理子系统等。
1.视频监控子系统
上海世博园区数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心,结合了计算机多媒体技术、通信及自动控制技术的一种新型监控系统,它以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,处理视频、声音等信息。数字视频监控系统除了具有传统的所有功能外,还具有便于模块化,通用性、可扩展性强,便于智能化、支持远程控制,监控效率高,信号抗干扰强,便于对信号进行存取、查找、再次处理,易于安装管理维护等特点。
世博园区数字视频监控系统包括前端摄像系统、传输网络、监控服务平台等组成。前端摄像机摄取的视频信号以及主控设备向前端设备传送的控制信号等,通过网络传输媒体进行传送。监控服务平台具有业务管理功能,对传送过来的视频流进行转发、分发、显示和存储,对报警进行联动处理。
世博园区面积大、覆盖面广,接入视频数量众多,视频监控系统架构分为园区运营指挥中心、片区管理中心、公共监控点三级,以集中管理、分布接入、联网互动为原则,集中管理园区内外各类视频资源及相关视频设备,在片区管理中心分区域接入区域视频,园区运营指挥中心、各片区管理中心、相关场馆及园区内外各视频监控系统根据需要实施联网。
世博园区运营指挥中心作为整个图像监控系统的核心节点,汇聚来自各片区管理中心的视频以及各类监控点视频,同时与相关单位实现视频信息的互联互通。在世博园区内划分成五个主要片区管理中心,片区管理中心作为公共区域视频接入的基础单位,它将主要承担所属辖区内公共区域及重要场馆的视频信息的接入、存储和发布的功能,此外还与园区运营指挥中心的视频进行互联,构成园区视频互联网络。世博园区数字视频监控的拓扑如图1-25所示。
图1-25 世博园区数字视频监控系统拓扑图
世博园区数字视频监控系统共建设3000多个监控终端,覆盖5.28km2,平台设计了多层次的控制和管理体系,实现了监控信息的资源共享,数字视频监控系统主要有以下应用特点:
1)强大的扩展能力和可控性,数字视频监控系统的前端监控设备可利用网络覆盖范围进行布点,实施简便,有较强的扩展能力,监控平台对每台终端设备通过地址进行识别和控制,系统有较强的可操控能力。
2)提供远程访问实现资源共享,用户通过远程网络连接到数字视频服务器,通过认证后即可实现视频图像的调阅和对摄像机进行管理和控制,系统可同时供多用户使用,实现资源共享。
3)需要较高的网络带宽和设备性能,根据运行经验,为获得较好的监控图像,每一路视频至少需要1M带宽,高清视频需要4M甚至更多。这样对主机设备和存储也带来较高的性能要求,如果带宽和设备性能不够,会造成视频监控系统的数据丢失、图像不流畅、监控停顿等状况。
4)可实现智能视频分析,系统中对部分终端采用了视频分析技术,实现人流密度分析、越界告警等功能,实现视频监控的智能化应用。
2.会议电视系统
世博会视频会议系统用于世博园区各级、各部门之间的会议,各部门、各下属单位之间的点对点的工作交流会议,重要活动情况通报、对地域性的规划活动进行部署等,视频会议系统还用于远程工作安排和远程工作讨论,重大活动和重大问题的处理,各级领导可通过视频会议系统进行远程汇报、交流、处理等。
会议电视系统,是指两个或两个以上不同地方的人,通过传输线路及多媒体设备,将声音、影像及文件资料互传,实现即时且互动的沟通,使得在地理上分散的用户可以共聚一处,通过图像、声音等多种方式交流信息,增加双方对内容的理解,以实现会议目的的系统。会议电视系统除了能看到与你通话的人并进行语言交流外,还能看到他们的表情和动作,使处于不同地方的人就像在同一房间内沟通。
世博会议电视系统设置20个可视对讲节点,分别为位于指挥决策室、片区指挥室、场馆指挥室、专业调度分中心等处。系统控制中心设置在世博园区运营指挥中心主会场内,该中心设置视频多点会议主控设备(MCU)、视频会议业务管理平台及主会场视频会议终端,其余每个分会场配置视频会议终端。会议电视系统拓扑如图1-26所示。
图1-26 会议电视系统拓扑图(www.xing528.com)
世博电视会议系统采用星形组网结构,运用高清视频会议技术手段、基于H.323框架协议进行建设。系统视频协议采用业界最通行的H.263编码和H.264编码,可以为用户提供30f/s流畅的动态1080P高清晰图像,图像分辨率达到1920×1080P,H.264编码协议最高编码速率可达到8M。系统多画面功能支持H.264编码格式,为与会人员提供高清多画面图像,便于清楚观察各会场的动态。同时系统支持H.235和AES加密,确保会议信息的安全,系统还支持用户权限的分级管理,实现不同级别会议的安全召开。
世博会议电视系统采用标准H.329双视频流协议实现双流传送,双流是指分会场能够将本会场的两路视频同时传输到控制中心,中心将两路视频同时传输到各分会场,双流模式下的两路码流均支持H.264编码格式,H.264编码有效提升带内双流的两路画面的流畅性及清晰程度,第二路视频流可以是PC画面、DVD动态画面、幻灯片、电子白板等,在传输PC画面时,能够支持最高1600×1200分辨率,在开会的同时,可对文件、图片讲解,使会议更加生动,内容更加丰富。
会议电视系统的控制中心设置在运营指挥中心主会场机房内,配置会议控制设备,实现各会场的接入,并提供各会场语音混合、转发,图像的拼接、转发,各种视音频的编码转换以及各种会议功能。系统支持最高8M的1080P终端接入,提供36分屏、12组会议、H.239双流、1920×1080P高清视频支持、组播发送等功能。同时会议控制单元提供完善的会议控制功能,包括指定主席、申请发言、字幕设置、广播会场、多分屏设置、会场静音、会议召集、结束会议等。会议控制单元能够支持多组会议同时召开,在实际应用中,不同的部门之间可同时召开不同的视频会议,相互之间不会有干扰。
系统在主会场和分会场配备高清会议电视终端,支持H.263、H.264等视频编解码协议,并采用了专有的视频前、后处理技术,能够得到清晰、自然的图像。终端能提供高清图像、H.239高清双视频流传送、画中画、多分屏显示、VGA输入输出、桌面传送、图像屏蔽、图像参数调整等。
系统还在办公室的PC上安装了桌面软件终端,通过PC上的软件可直接拨入电视会议系统参加会议,扩大视频会议的使用范围。
3.运行指挥子系统
世博会运营指挥中心是园区运营组织的核心机构,是信息汇聚、指挥调度、综合协调和应急响应的指挥中心。运行指挥信息系统是支撑世博会运营指挥中心运行的统一信息通信平台、资源汇聚平台和指挥调度平台,为指挥和决策分析提供科学依据。系统架构如图1-27所示。
系统架构中基础支撑系统包括运营指挥的网络系统、主机系统、操作系统、灾备系统等。通信支撑技术系统包含有线指挥调度系统、无线指挥调度系统、图像监控系统、综合显示系统等。外部系统延伸至其他市级专业指挥机构、延伸至世博运营指挥中心的系统,如120(急救台)分系统、气象保障相关业务应用系统等。数据汇聚平台为各异构系统在复杂的网络环境中提供可靠的信息资源汇聚服务,包括运营指挥业务相关的业务系统数据、展会现场的运营管理信息以及上海市级相关的专业化管理和服务部门产生的信息。运营指挥应用系统包括可视化指挥系统、计划与日程管理系统、重大事项督办系统、预案管理系统、辅助决策系统、客流信息管理系统和时钟同步系统,在这些系统之上构建运营指挥集成门户,为系统提供统一门户和运营数据的集中展示,系统主要功能如下。
1)运营指挥集成门户主要实现信息的集成展示,全面评估园区运营指挥态势,获取统一的数据视图。门户集成了计划与日程管理、预案管理、事件与跟踪管理、辅助决策等多个运营指挥网内应用子系统及外延应用子系统集成信息,把不同业务应用系统的信息和应用有效地整合在一起,从而对数据进行深层次的整合应用,形成统一的数据视图,提供统一的权限控制,实现各个系统的单点登录,并可以动态装载各个系统。运营系统集成门户能处理运营过程中信息的实时传递,能够快速响应当前各个系统重要信息的变化,尤其在应急事件发生时,能够快速将整合的信息呈现在指挥者面前,供指挥者参考、决策、指挥。
图1-27 运行指挥系统架构
2)可视化指挥系统是以图像监控、GPS定位、GIS地图、大屏幕显示等系统为基础,通过可视化指挥管理软件,并综合事件、预案、计划等相关信息对世博运营工作进行管理的图形化指挥方式。系统在整合全区范围的基础地理数据基础上,实现对计划信息、预案信息、事件处理信息、日常监控信息、指挥调度信息等专业管理数据的综合提炼、加工、转换等功能,其次利用后台功能支撑服务,为信息应用提供配置管理、接口服务、基础功能服务等支持,从而实现园区概况监控、态势运营情况、重大活动管理、事件处理监管、事故处置调度等业务应用需求。系统依据需求划分为GIS基本应用模块、地图查询定位模块、运营态势展示模块、三维场馆展示模块、指挥调度模块、预案地图管理模块、指挥辅助分析模块、地图数据维护模块、系统接口模块。系统数据根据世博区域相关GIS数据并结合应急联动平台的GIS数据统一整合建库,同时利用间件以及空间分析模型、人口疏散模型等相关技术,实现可视化的综合应用。
3)应急预案管理系统是以运营指挥平台为依托,为世博会运营指挥中心应对突发公共事件、在应急预防、应急准备、应急响应和应急恢复四个主要阶段提供信息化服务的系统。它将世博园区内的应急预案、应急资源、应急组织进行信息化整合,以突发事件为触发条件,从应急预案中提取要素,形成可执行的数字化应急预案,与运营指挥各子系统一起共同形成一个平战结合、信息共享、协同高效、科学决策的综合信息系统。系统在实际运行过程中,通过预警监控系统,获取突发事件的告警信息,通过对事件的性质和级别的判定,自动匹配或手工查询到相应的数字化应急预案,通过预案流程的启动和任务的分发,使相关处置单位协调联动,完成相关任务并及时反馈信息,通过预案任务绑定的应急资源信息来完成应急资源的申请、调度和释放等应急资源管理动作,使应急资源得到合理高效地使用。
4)客流信息管理,通过不同的功能模块实现客流数据采集、客流数据处理、客流数据分析和客流数据应用。数据接收接口实现不同采集系统获取的客流数据,并统一存储到客流数据库中。数据库包括基础设置信息、采集明细数据、单元客流数据和统计报表数据等功能,基础信息管理系统的配置信息主要包括园区的地理信息和采集设备信息,采集汇总数据是根据设备获取的明细数据,按地理位置信息和管理区域统计客流数据信息,统计报表数据提供不同管理区域存储的客流数据,客流统计数据按固定的时间间隔进行计算。
5)通信支撑技术系统,包括有线指挥调度和无线指挥调度。运营指挥中心设置1台数字调度机,通过2条数字中继NO.7信令分别与电信汇接局和世博局行政电话交换机连接。可实现世博业务网运营指挥中心指挥坐席、二级指挥机构指挥长坐席及应急指挥网的指挥坐席对世博内线电话和世博直线电话及所有公网电话的指挥调度。指挥席配有指挥调度终端,提供统一指挥调度界面,实现运营指挥中心对远程有线指挥调度终端进行强拆、强插功能,确保调度指令的及时下达。同时,世博园区内采用政务共网(800M)作为无线调度的基础无线网络平台,园区内运营指挥中心与各专业分中心、各片区、场馆管理部、园区内的工作人员之间的无线调度指挥均通过政务共网完成。无线集成调度台作为指挥坐席的标准配置,采用一个桌面控制器对应四个对讲机的工作方式。每个对讲机独立控制,保证对讲机的独立性和系统的稳定性。系统将多个对讲机的天线合成一路引至室外,实现天线共用,可有效减少室外天线的数量,降低众多天线间的干扰。
6)图像监控平台,世博运行指挥中心图像监控平台实现各级指挥中心图像监控的信息接入、园区内外各视频子系统的联网以及高清视频、视频智能分析等视频拓展应用。实现各类视频信息在桌面客户端、显示屏幕等终端设备上的显示控制,其中坐席将直接通过视频专网访问园区图像监控点。系统以平台管理服务、视频综合服务为基础,集成视频播放及控制控件,通过与流媒体服务器、平台管理服务器等的通信,实现视频浏览、视频控制、录像检索与回放等功能,并且结合园区运营指挥GIS,为应急指挥、辅助决策提供更为直观、便捷的服务。视频智能分析服务器将通过视频专网,从各个片区获取相应需要分析的数字视频流,在本地进行解码转换后进行分析,对于异常的图像将实时告警,并与综合显示等系统实现联动。可实现客流密度监测预警,针对世博园区相关的重要公共区域的游客人流密度进行实时监控,并分析和预测人群密度变化的趋势,对出现高密度人群现象进行预警,提示管理人员及时进行疏导;行人异常行为监控,在世博园区的园区级大型活动广场以及部分敏感展馆出入口周边等特定区域内进行监控,对该区域内出现的人进行跟踪和行为分析,如果出现徘徊、停留时间过长等异常行为,发出报警信号;非法入侵目标监控,在世博园区闭园后,对世博园区重要展馆周边非法越界或非常入侵目标进行分析报警。
运行指挥信息系统是世博会实现高效运行指挥的技术平台,是实现指挥有序、高效的必要保障。系统提高了园区各级指挥机构的应急反应速度和突发事件的处置能力,节省了大量岗位的人力、物力。指挥系统每天在线用户数量在100个以上,成为各级指挥中心掌握各类实时态势的重要支撑。客流分析系统每天完成前端各出入口、场馆客流数据统计、处理近300次,总数达55200次。辅助决策系统预测模型提供552次预测数据,预测与实际值的绝对平均误差在7%以内。图像监控系统对园区内外的视频资源进行了充分整合,实现了模拟、数字、高清视频混合的综合性应用平台,实现了全方位、立体化的监控,各级指挥平台视频图像总调用次数超过120万次,视频录像查询及下载超过1000次,协助园区安保部门破获、处理了大量案件,保障了世博会的平安运行。
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