唐珊慧

以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺架構(gòu)為原型，探討如何建設(shè)覆蓋全廠的融合通信，為智能工廠全面感知協(xié)同處理提供全信息流與通訊的高速公路，支撐跨系統(tǒng)、跨部門之間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

一、云和融合通信

融合通信（Unified Communication）簡稱UC，融合計算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)通信技術(shù)實現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)間漫游無縫切換的新通信模式，通過配置不同的接入網(wǎng)關(guān)可連接各類型的通信終端設(shè)備，支撐單一終端在不同類型網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)、專網(wǎng)、Wi-Fi）多媒體互聯(lián)通信及數(shù)據(jù)傳輸功能，實現(xiàn)無障礙通信。

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展，融合通信可以選擇部署到云端，從而實現(xiàn)各類通信終端與工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)融合交互，向網(wǎng)絡(luò)去中心化、即時通信、云端協(xié)同強(qiáng)勢發(fā)展。應(yīng)用圖像識別、視頻智能分析、行為分析、人臉識別等多種成熟智能分析技術(shù)，未來融合通信可廣泛應(yīng)用于云資源協(xié)作，支撐多種通信模式下的云端協(xié)同工作。

基于平臺可融合語音視頻調(diào)度、音視頻會議、GIS地圖、數(shù)據(jù)調(diào)度、集群對講、即時消息、環(huán)保安全、應(yīng)急預(yù)案、智能分析等功能于一體，具有容量大、兼容性強(qiáng)、多網(wǎng)融合、多業(yè)務(wù)集成、調(diào)度形式靈活、平臺開放、跨地域分布式分層級部署等眾多技術(shù)優(yōu)勢，可最大程度地滿足用戶多樣化多變的業(yè)務(wù)通信需求。其簡單化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)及擴(kuò)展業(yè)務(wù)的全面融合，既能解決針對工廠生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的需求，又能有效控制對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的投資。

近年來隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷加快，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷的調(diào)整和優(yōu)化整合，跨地域團(tuán)隊遠(yuǎn)程協(xié)作溝通已經(jīng)成為常態(tài)，工業(yè)生產(chǎn)在遠(yuǎn)程會議交流、遠(yuǎn)程實時監(jiān)控、應(yīng)急事件指揮調(diào)度、移動化音視頻通信、語音與視頻調(diào)度深度融合、HSE音視頻聯(lián)動、智能分析等需求日益強(qiáng)烈，迫切需要工廠基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在語音、圖像、視頻、數(shù)據(jù)等實現(xiàn)全業(yè)務(wù)通信融合。

二、關(guān)鍵技術(shù)與集成架構(gòu)設(shè)計

（一）關(guān)鍵技術(shù)

基于云平臺開發(fā)：融合通信基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺IaaS層開發(fā)，同時可封裝成PaaS層服務(wù)，具有多語言、可擴(kuò)展、高性能、高可靠、可監(jiān)控、大規(guī)模、兼容集成、自定義擴(kuò)展等特點。向上對Saas層應(yīng)用提供高度封裝統(tǒng)一的Restful API，支持調(diào)用平臺能力；向下對底層操作環(huán)境提供極簡SDK，支持跨操作系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

軟交換技術(shù)：基于IP新型網(wǎng)絡(luò)呼叫與控制技術(shù)，具備呼叫控制、計費、認(rèn)證、路由、協(xié)議處理、資源管理及IP分配等功能，是各種業(yè)務(wù)的基本控制功能，提供基本呼叫的建立、保持和釋放，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫的檢出和觸發(fā)、資源控制等；不提供媒體交換功能，控制媒體網(wǎng)關(guān)連接資源、發(fā)送信號音事件等。

統(tǒng)一通信技術(shù)：融合包括公網(wǎng)、專網(wǎng)（常規(guī)、集群、短波、衛(wèi)星通信、寬帶多媒體集群等）、視頻網(wǎng)絡(luò)及短信、傳真等多通道，從而實現(xiàn)不同通道不同制式的通信終端統(tǒng)一接入、統(tǒng)一路由、統(tǒng)一處理。

多碼流同步傳輸技術(shù)：采用多碼流同步傳輸技術(shù)，確保視頻碼流、音頻碼流、數(shù)據(jù)碼流同步實時傳輸。

信令級媒體轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度技術(shù)：提供信息快速接入能力，即時接入通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻、音頻、數(shù)據(jù)等不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實時分發(fā)傳輸。

先進(jìn)的音視頻處理技術(shù)：可選用AMR、H.264等業(yè)界先進(jìn)的高效壓縮編碼技術(shù)，在保證媒體質(zhì)量的同時，大大降低了對傳輸帶寬的要求，同時采用語音引擎可提供從PCM到IP和從IP到PCM的雙向全程語音處理能力。

實時媒體傳輸技術(shù)：針對無線通信網(wǎng)絡(luò)信號的不穩(wěn)定性，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)智能嗅探（Snooping）技術(shù)，通過對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的探測和智能分析，及時對網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行預(yù)警并實時調(diào)整調(diào)整音視頻編碼速率，達(dá)到音視頻傳輸自動適配網(wǎng)絡(luò)帶寬的效果，有效地改善弱信號網(wǎng)絡(luò)條件下的音視頻通信質(zhì)量。

集群通信技術(shù)：語音通信采用即時接聽的方式接續(xù)，接續(xù)速度快且支持群組呼叫，主要以單工、半雙工的模式運行，動態(tài)分配可用信道，能區(qū)分用戶優(yōu)先等級和特殊功能，廣泛應(yīng)用于調(diào)度指揮移動通信場景。

（二）集成架構(gòu)

將融合通信系統(tǒng)部署在云端，總體集成接入分三層架構(gòu)設(shè)計。

系統(tǒng)接入層：分為通信集成和業(yè)務(wù)集成，通信集成包含與現(xiàn)有企業(yè)的各類音頻子系統(tǒng)、視頻子系統(tǒng)的融合接入，業(yè)務(wù)集成可包含各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合對接。

平臺應(yīng)用層：基于系統(tǒng)接入層的通信系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和各種音視頻數(shù)據(jù)協(xié)同交互，實現(xiàn)語音調(diào)度、即時消息、視頻回傳、協(xié)同會商等功能。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：調(diào)用SDK和API接口，配套開發(fā)支持移動端APP、PC端業(yè)務(wù)功能將融合通信組件化嵌入業(yè)務(wù)應(yīng)用中，支撐企業(yè)日常巡檢、調(diào)度指揮、環(huán)保安全業(yè)務(wù)應(yīng)用。

三、應(yīng)用在智能工廠

應(yīng)用有線+無線融合技術(shù)整體融合全廠語音視頻及數(shù)據(jù)，做到“一呼百應(yīng)、一機(jī)多用”：在語音業(yè)務(wù)上，保留音頻原有通信方式，實現(xiàn)巡檢終端、調(diào)度電話、集群、公網(wǎng)移動電話和行政電話等音頻設(shè)備源互聯(lián)互通；在視頻業(yè)務(wù)上，構(gòu)建統(tǒng)一的視頻網(wǎng)絡(luò)融合有線、無線、公網(wǎng)、專網(wǎng)等多類型視頻源，支持全網(wǎng)視頻會議，支持圖像視頻在固定端和移動端的分發(fā)、回傳及查閱，支撐高效指揮決策；在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上，全網(wǎng)通信數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入企業(yè)信息數(shù)據(jù)庫，輔助大數(shù)據(jù)分析，提升決策效率。

采用接入端 + 網(wǎng)端 + 云端部署架構(gòu)，接入端包括移動端和工業(yè)子系統(tǒng)端，廠區(qū)巡檢終端、防爆手機(jī)依托于廠區(qū)工業(yè)無線網(wǎng)，個人手機(jī)連接企業(yè)局域網(wǎng)；音視頻應(yīng)用通過網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一接入到多媒體核心服務(wù)器和移動端接入數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，基于桌面電腦B/S端最終實現(xiàn)跨業(yè)務(wù)、多場景的通信融合，從而提供多個上層業(yè)務(wù)應(yīng)用組件給到云端。

可基于IP網(wǎng)絡(luò)對全終端的語音通話錄音、視頻調(diào)度的進(jìn)行錄音/錄像，在多媒體服務(wù)器端可實現(xiàn)文件的記錄、存儲、轉(zhuǎn)碼、播放、檢索等操作。

可基于GIS地圖和北斗空間定位技術(shù)實現(xiàn)對全廠的IP電話、移動電話、對講機(jī)、防爆移動終端、固定攝像頭、移動作業(yè)監(jiān)控終端等的二維可視化、運行狀況實時感知、視頻語音統(tǒng)一調(diào)度，可顯示各類型固定終端的地理位置并記錄移動終端實時運動軌跡和歷史路徑，根據(jù)應(yīng)急接警信息及時推送現(xiàn)場多媒體視頻至報警點巡檢人員、總調(diào)度、管理者等相關(guān)人員，應(yīng)用多方語音通話組織會議快速響應(yīng)決策。

可基于企業(yè)通訊錄建立員工內(nèi)部即時通信，創(chuàng)建語音對話同時也可以打開視頻會議，會議期間同步共享數(shù)據(jù)和電腦桌面等，通信數(shù)據(jù)流可以在應(yīng)用間切換傳輸，通過將員工有效連接組織打造協(xié)同辦公，加速企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)全面云化轉(zhuǎn)型，同時讓私有云平臺價值最大化。

可基于IP實現(xiàn)全終端的語音通話錄音、視頻調(diào)度錄像，配備專用錄音/錄像IP服務(wù)器，支持錄音/錄像文件的記錄、存儲、轉(zhuǎn)碼、播放、查詢、導(dǎo)出等操作，具備證據(jù)回看、巡檢記錄查詢功能。

應(yīng)用云平臺提供SDK和API接口，將融合通信組件嵌入業(yè)務(wù)應(yīng)用，WEB瀏覽器端實現(xiàn)語音調(diào)度、視頻調(diào)度、指令下達(dá)、集群對講，通過移動端APP可實現(xiàn)音視頻回傳、混合編組對講、一鍵告警，應(yīng)用“移動APP+B/S客戶端管理+云平臺管控”模式，支撐日常巡檢、生產(chǎn)調(diào)度、HSE、操作管理等生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺的融合通信構(gòu)建全廠協(xié)同控制，實現(xiàn)協(xié)助業(yè)務(wù)發(fā)布多媒體調(diào)度通信指令；全面感知數(shù)據(jù)實時反映現(xiàn)場，應(yīng)用分布式計算引擎輔助分析決策；實現(xiàn)全廠異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、有線無線統(tǒng)一認(rèn)證；全面提升能源、環(huán)保、計量等離散數(shù)據(jù)自動化采集回傳能力，建設(shè)智能工廠實現(xiàn)泛在感知協(xié)同處理“高速路”。

伴隨5G時代的全面到來，未來將向著“移動化、云端化、智能化”快速發(fā)展，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、虛擬現(xiàn)實等高新技術(shù)是創(chuàng)新重要手段，5G的出現(xiàn)促進(jìn)了多終端、多場景、多入口全融合，實現(xiàn)工業(yè)化與數(shù)據(jù)化深度融合，從而打造智能工廠云端通信融合新生態(tài)。

作者單位：石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司