天誉创高图形图像视化综合管理平台方案

　　第1章 系统概述

　　1.1设计整体描述

　　×××公安单位指挥中心的建设，在该指挥中心部署一套大屏拼接显示平台，用于显示实时视频监控图像、视频指挥终端图像以及各业务功能区的数据信号，便于领导集中观看和了解实时情况，做出正确的指挥和决策。在指挥中心的操作区域配置KVM协作管理系统，实现对多台电脑主机的协作管理，便于工作人员日常办公需求，提升办公效率。

　　该系统是以CREATOR快捷图形图像可视化管理平台为基础，支持不同信号源输入(HDMI/DVI/VGA/IP/Fiber)，DLP大屏拼接显示，KVM协作管理，可视化管理，视频同步录制与播放，所有系统的集中控制管理等功能。实现包括应急指挥系统、公安数据综合网管系统等不同系统的综合监控和显示，进一步完善信息综合显示管理控制系统，满足未来综合网络管理要求。建设以后的监控系统应高度集成，即可方便的对大屏的显示图像进行切换控制，并对改造后的监控系统中的节点进行方便的控制。满足电脑控制、无线终端控制。

　　1.2设计原则

　　数字视频综合管理平台是指挥中心信息系统集成的重要组成部分，在指挥调度、安全防灾、事故处理及预防等方面发挥着重要的作用，也是事后稽查突发事件的重要依据，系统建设需满足以下原则：

　　1.2.1先进性、成熟性

　　采用国际最新的科技成果，从而保证整个系统在技术上处于领先地位，系统在建设后一段时间内不会因技术落后而大规模调整，并能够通过升级保持系统的先进性，延长其生命周期，同时又要保证先进的技术是稳定的、成熟的。

　　1.2.2开放性、灵活性

　　应符合开放系统互联标准和协议，以方便各系统间的互联。

　　1.2.3可扩展性

　　系统设计应采用分层的模块化结构，已达到设置修改灵活，扩充方便，适应业务的发展变化。软、硬件平台应具有良好的可扩展能力，能够方便地进行系统升级和更新，以适应各种不同业务的不断发展。

　　1.2.4安全性、可靠性

　　系统要能够连续长时间不间断工作，并能在不影响系统运转的情况下做到模块在线测试、更新、加载。采用高可靠性的产品和技术，充分考虑整个系统运行的安全策略和机制。系统要具有较强的容错能力和良好的恢复能力，主要设备采用双机或镜像备份工作方式，保证系统稳定运行。

　　1.2.5易用性

　　系统能够连续长时间不间断工作，并能在不影响系统运转的情况下进行检测，减轻维护人员的负担，提高网管和决策的效率。

　　1.3设计依据

　　系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：

　　《安全防范工程技术规范》 (GB 50348-2004);

　　《安全防范工程程序与要求》 (GA/T75-94);

　　《安全防范系统验收规则》 (GA308-2001);

　　《安全防范系统通用图形符号》 (GA/T74-2000);

　　《安全防范系统》(DB33/T334-2001);

　　《工业电视系统工程设计规范》 (GBJ115-87);

　　《音频、视频及类似电子设备安全要求》 (GB8898-2001);

　　《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》 (GB4793-2001);

　　《信息技术设备的安全》 (GB4943-2001);

　　《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。

　　《视频安防监控系统技术要求》 (GA/T 367-2001);

　　《外壳防护等级》(GB 4208-2008);

　　《电磁辐射防护规定》(GB 8702-1988);

　　《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》(GB 9254-1998);

　　《视频安防监控数字录像设备》(GB 20815-2006);

　　《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB 50198-94);

　　《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2004);

　　《入侵报警系统工程设计规范》(GB 50394-2007);

　　《视频安防监控系统工程设计规范》(GB 50395-2007);

　　第2章方案设计

　　2.1整体方案描述

　　本次应用系统的设计方案是遵照相关的国家标准、规范及建筑设计基础上，结合用户提供的具体需求。目的是确保在符合国家规范要求的前提下，最大限度地满足用户的安全管理需求。

　　根据现场的实际调研和用户沟通，本项目设计以CREATOR快捷图形图像可视化管理平台为基础，在指挥大厅部署大屏拼接显示系统以满足视频指挥终端图像和监控图像，其他业务数据的显示。为了便于视频调度和业务数据的分析和信息设备的安全考虑，在指挥操作区域配置KVM协作管理系统。对于各个系统节点和不同功能的业务网的接入提供不同的对接方案。同时支持移动端可视化触控，实现对各个节点设备控制，视频信号的调度，业务数据的切换显示，大屏显示布局的控制进行统一的管理。

　　2.2 信号接入、切换和超高清显示的处理

　　2.2.1 不同节点信号的接入

　　该系统信号源存在数量多，类型多，位置分散，管理麻烦等特点，为了解决该问题，需配备CREATOR快捷Pro系列混合矩阵来满足各种类型信号的接入。

　　CREATOR快捷PRO系列混合矩阵支持各种类型信号接入，支持复合视频和分量视频(DVD，模拟球机，机顶盒)，电脑信号(VGA/DVI/HDMI)，摄像机信号(SDI)，高清数字信号(HDMI/DVI)。可以支持兼容常见的各种分辨率，且输出可以自定义分辨率显示。所有不同信号类型直接均可同过矩阵进行信号切换和转换。对于节点距离的不同，CREATOR提供了不同接入方案：

　　1、高清HDMI/DVI信号的直接接入，可以支持信号均衡，输入端可延长至35米。

　　2、使用双绞线(HDBaseT和IP)传输高清音视频接入，支持距离100米。

　　3、使用光纤信号传输，单模单芯支持20KM，单芯多模支持300米。

　　2.2.2  4K超高清显示

　　CREATOR图形图像可视化管理平台支持4K单屏输出和拼接输出显示，满足用户对超高清视频信号的需求。对于高清和标清信号的接入可以进行倍频，倍线处理提升图像的清晰度给用更好的视觉体验。

　　2.2.3 视频无缝切换

　　CREATOR图形图像可视化管理平台支持无缝实时切换功能(图像切换间隔无黑场出现)，设备内部硬件的高清信号处理机制，从原理上确保了单个或多个信号进行切换时没有黑场间隔困扰。高清信号切换间隔只有人眼无法察觉的数帧时长，切换间隔将已经达到实时、无缝。另外传统的信号切换器在切换过程中产生的裂缝、抖动，已经不能满足高端客户和系统的应用需求，无缝切换将使得切换器在切换过程无闪烁、无黑屏、无抖动、无裂缝等特点而满足指挥中心对信号实时的要求。

　　2.3 大屏拼接处理

　　CREATOR图形图像可视化管理平台具备大屏拼接处理，整个拼接屏可被看作整块没有分隔的虚拟屏，也可以按照需要灵活分区显示，所有信号窗口应能在整屏范围内具备丰富的图像处理功能任一信号都可在全屏墙显示范围内开窗显示、整屏拼接、任意漫游、信号叠加、任意跨屏、信号分割，相互之间不受影响;多种类型的信号切换间，不能出现闪屏、黑屏、花屏以及显示不同步等现象;要求保证7×24小时连续运行，整套系统硬件具有高度的可靠性、稳定性、兼容性和匹配性。

　　2.3.1 整屏显示

　　可实现任意一路输入信号实现整屏显示，通过整屏显示用户可实现对局部重点区域信号实现重点监控的目的。

　　2.3.2 图像漫游

　　CREATOR图形图像可视化管理平台可实现拼接漫游的效果。

　　2.3.3 图像叠加

　　支持多画面叠加，用户可根据需要在任意显示画面上叠加显示其它画面。

　　2.3.4 图像缩放

　　CREATOR图形图像可视化管理平台可实现显示画面的任意拉伸缩放，用户可根据需要任意调节，拉伸缩放之后的图像不会失真。

　　2.3.5 多窗口显示

　　支持任意开窗，用户可以根据自己的需求，来选择开窗数量和布局。

　　2.3.6 画面分割显示

　　支持画面的任意分割显示，用户可根据需要在单屏幕上任意分割显示多个画面信号，从而增加了信号源上墙显示的数量。

　　2.4 可编程中控功能

　　由于本项目节点繁多且分布散乱，使用传统的集中控制解决方案不利于有效的与可视化平台结合在一起，且增加项目实施的难度，同时也不利于后期的系统维护。

　　CREATOR图形图像可视化管理平台同时具备有可编程中控系统的功能，可以通过编程来实现对周边声、光、电、视频的智能化操控，对于市场上第三方的设备(其他品牌的视频会议、音频处理、大屏、投影等)也可以进行完美的对接。配合周边的传感器实现对温度，湿度，光照，烟雾，PM2.5数据的实时监测。支持pc端触控操作

　　2.4.1 环境数据监测

　　2.4.2 拼接屏控制和信号调用

　　2.4.3 定时任务

　　2.4.4 灯光环境控制

　　2.5 KVM协作管理和业务网的对接

　　在视频调度区域有时候需要一人对于多台主机操作，或多人轮流操作一台主机，为便于操作员快速响应领导的调度指令，要求系统在视频信号管理的基础上具备KVM管理功能。

　　KVM对于公安、边防、军警机房或数据中心的空间及信息环境能创造广大的效益，不只能降低能源消耗、节省机架与机房空间，还能避免多余的键盘、显示器与鼠标所造成的杂乱。而且通过KVM的集中管理，可协助军区部队信息人员大幅简化工作流程、强化部队作战能力。

　　2.6 会议录播系统

　　对于视频会议的录制和重要指挥调度工作的视频录制，建议采用可以直接和整个系统结构对接的RPS100录播服务器，可以直接以IP网络数据流的形式融入和CREATOR图形图像可视化管理平台，优化了中间矩阵输出后再次编码的环节，同时节省了购买编码器的成本，在录播服务器内可以选择任意输入信号进行实时的录制和视频回放。

　　2.7 网络可扩展性

　　CREATOR图形图像可视化管理平台支持网络IP音视频(H.264)的输入和输出，可以支持IP网络监控球机的接入，和市场上所有厂家的网络监控系统无缝对接。支持网络交换机无限扩展输入输出节点，可以和CREATOR快捷的DS分布式协作交互系统无缝对接融为一套音视频和控制都可以远程互联互通的的解决方案，这种应用更适于指挥中心，调度中心或图控中心。

　　2.7.1 IP网络球机接入和分布式传输器实现远程传输

　　2.7.2  和DS分布式交互系统互联互通

　　2.8 系统特性

　　2.8.1 高性能系统架构

　　CREATOR图形图像可视化管理平台采用CrossPoint全交叉调度架构高速数据传输技术。保证视频的低延时和高质量的性能，与以太网总线结合用于处理编码后的视频数据，实现视频数据接入、平台对接、信号编码预监、与大屏同步回显等应用。

　　2.8.2全硬件FPGA，自建运算机制

　　采用全硬件FPGA架构，内部自建核心运算机制，图像处理性能优异。无内嵌操作系统，启动速度快(约5秒)，没有工控机式设备的死机、硬件冲突、蓝屏、计算机病毒的困扰。平均故障时间MTBF>30,000小时，稳定性高，支持365×24小时的连续运行，能够适应控制室、调度中心、监控中心等场所对系统性能日益严格的要求。

　　2.8.3 CrossPoint总线传输

　　主板采用自主研发的巨量数据交换芯片技术，高速宽带总线，彻底根除了多屏处理器数据总线带宽低下引起的拼接系统显示速度慢且不稳定的瓶颈问题。多屏处理器采用CrossPoint全交叉调度架构高速数据传输技术，底层数据传输由数据调度芯片控制，每路信号独享专用通道进行传输，保证了所有信号图像的完全实时显示，信号显示速度达到60帧/秒。

　　2.8.4 灵活的板卡设计

　　输入采集卡、输出卡、控制卡、风扇、电源等主要模块均为插卡式设计。灵活的板卡式设计为日常使用、维修带来了极大的方便，替换故障组件时无需拆开机箱，仅需将故障模块取下替换即可。输入、输出板卡在工作状态下可以热插拔，无需重启或刷新设备，不会对其他信号的显示造成影响，不会造成设备的工作状态异常，真正实现板卡的“即时在线切换”。在设备扩容时，无需关机，仅需要将板卡在设备运行状态下插入相应的卡槽即可实现系统在线扩容，最大程度地保证了工作系统的稳定。

　　2.8.5 倍频倍线设计

　　设备具有倍频倍线功能，可对图像信号进行倍线缩放显示，对低帧率信号进行倍频增强显示，实现对低分辨率、低帧率信号的完美增强回显。通过倍频倍线处理，可将不同分辨率的各路信号统一处理输出相同分辨率的信号，极大程度地提升了画面的整体质量。

　　2.8.6 无极缩放

　　任何一路信号都可以进行任意比例的缩放变化，通过采用多相位滤波技术，可以保持缩放后的图像物理边界清晰自然，纹理的颜色深浅尽可能与原图一致。

　　2.9 可视化管理平台

　　CREATOR可视化管理平台包含了可视化视频显示模块，矩阵切换模块，大屏拼接模块，集中控制模块，用户管理和权限模块。保证用户在触控端可以随时对系统内所有设备进行管理和控制。

　　2.9.1可视化显示和切换

　　2.9.2 大屏拼接管理

　　2.9.3 中央集中控制

　　2.9.4 用户管理和权限分配