張忠剛，李一鋒，王占軍，李興江，譚 軍，徐 成

(1.中鐵開(kāi)發(fā)投資集團(tuán)有限公司，云南昆明650118 ;2.中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都 610000;3.成都金隧自動(dòng)化工程有限責(zé)任公司，四川成都 610000;4.西南交通大學(xué)，四川成都 610000)

1 高速公路管理

隨著高速公路建設(shè)與運(yùn)營(yíng)里程的不斷加大，大量的橋梁、隧道和復(fù)雜的地理環(huán)境條件，使高速公路容易受到嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害(如泥石流、洪水等)和惡劣氣象條件(大霧、冰雪、暴風(fēng)等)的影響，同時(shí)高速公路也容易發(fā)生翻車(chē)、撞壁、火災(zāi)、追尾等突發(fā)交通事故[1]。高速公路一旦發(fā)生重大突發(fā)事件，或者需要大規(guī)模養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)，根據(jù)事件的等級(jí)，高速公路運(yùn)營(yíng)管理者需要啟動(dòng)應(yīng)急調(diào)度指揮預(yù)案，調(diào)度指揮本單位多個(gè)部門(mén)，協(xié)調(diào)外部單位如：交警、消防、公安、環(huán)保等共同應(yīng)對(duì)和處置重大應(yīng)急事件[2]。

為應(yīng)對(duì)交通運(yùn)輸面臨的新形勢(shì)、新要求、新挑戰(zhàn)，《交通運(yùn)輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》明確提出要“加強(qiáng)交通安全監(jiān)管和應(yīng)急體系建設(shè)”?！豆匪方煌ㄟ\(yùn)輸信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃》更是明確提出要開(kāi)展“公路水路安全暢通與應(yīng)急處置系統(tǒng)”重大工程(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“應(yīng)急重大工程”)建設(shè)[3]。

因此，利用新一代的融合通信技術(shù)，搭建融合通訊服務(wù)設(shè)備群，集無(wú)線集群通信、語(yǔ)音中心、視頻會(huì)議、視頻系統(tǒng)、微信公眾號(hào)、移動(dòng)APP于一體的高速公路融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)，在調(diào)度指揮中提供可靠、安全運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障，有效、快速協(xié)調(diào)通知處理高速公路突發(fā)事件，減少和減輕突發(fā)事件造成的人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失，減少對(duì)高速公路路網(wǎng)交通的運(yùn)行影響，保證其整個(gè)路網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量一直是高速公路營(yíng)運(yùn)管理單位思考和急需解決的問(wèn)題。

2 現(xiàn)狀分析

我國(guó)公路目前已經(jīng)建成監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、交通流量數(shù)據(jù)采集、氣象信息采集、ITS智能交通等信息系統(tǒng)，當(dāng)前大多數(shù)路網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置中心的成立，結(jié)合其應(yīng)急職能將面臨以下幾個(gè)方面的重要問(wèn)題。

2.1 突發(fā)事件預(yù)測(cè)預(yù)警方面，存在信息孤島

智能聯(lián)動(dòng)差：各個(gè)系統(tǒng)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)，例如在收到氣象預(yù)警、交通流量過(guò)大預(yù)警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)相關(guān)路段的視頻監(jiān)控呈現(xiàn)出實(shí)時(shí)的監(jiān)控圖像，同時(shí)聯(lián)動(dòng)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案的啟動(dòng)，以及迅速呼叫相關(guān)人員、召開(kāi)語(yǔ)音會(huì)議進(jìn)行全方位的協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度。

2.2 在應(yīng)急處置方面，由于突發(fā)事件預(yù)測(cè)難度較大

(1)指揮調(diào)度：指揮中心往往在事故發(fā)生的第一時(shí)間，無(wú)法及時(shí)有效收到信息，并進(jìn)行迅速發(fā)布。

(2)會(huì)議會(huì)商：無(wú)法迅速綜合協(xié)調(diào)相關(guān)區(qū)域、部門(mén)內(nèi)部、外協(xié)單位的人員進(jìn)行緊急語(yǔ)音會(huì)議會(huì)商。

(3)多媒體呈現(xiàn)：指揮中心無(wú)法將視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控、可視電話、手機(jī)視頻等圖像在指揮中心大屏幕上的綜合呈現(xiàn)。

(4)集群通信：現(xiàn)場(chǎng)處置情況無(wú)法及時(shí)通過(guò)智能手機(jī)/單兵等終端回傳至指揮中心，以便指揮中心第一時(shí)間作出決策。

3 融合通信的解決思路

3.1 關(guān)于融合通信

融合通信是以IP通信為基礎(chǔ)，以VoIP(基于IP的語(yǔ)音傳輸)、視頻通信、多媒體會(huì)議、協(xié)同辦公、通信錄及即時(shí)通信等為核心業(yè)務(wù)能力的，無(wú)論用戶(hù)在哪兒都可以接入到網(wǎng)絡(luò)享有統(tǒng)一通信的各種服務(wù);統(tǒng)一通信平臺(tái)還可以使用戶(hù)通過(guò)多樣化的終端、以IP為核心的統(tǒng)一控制和承載網(wǎng)以及融合的業(yè)務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各類(lèi)通信的統(tǒng)一和用戶(hù)體驗(yàn)的統(tǒng)一。統(tǒng)一通信能夠適應(yīng)不同行業(yè)甚至不同企業(yè)的通信需求，與企業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合，例如可以與OA辦公/CRM客戶(hù)管理系統(tǒng)、郵件和辦公軟件以及第三方應(yīng)用的集成等。融合通信有三大特點(diǎn)：(1)業(yè)務(wù)融合(視頻、話音和數(shù)據(jù))，(2)電信、互聯(lián)網(wǎng)、IT三個(gè)領(lǐng)域交互，(3)企業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)顯著。

3.2 解決思路

本文提出建立高速公路融合通信系統(tǒng)智能調(diào)度指揮平臺(tái)，將已有資源的最大化利用，整合語(yǔ)音、視頻監(jiān)控/會(huì)議、指揮調(diào)度、集群對(duì)講、GPS/GIS業(yè)務(wù)、3D實(shí)景、3G/4G單兵、應(yīng)急預(yù)案等系統(tǒng)，建立集語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)三位于一體的全面綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)的融合與調(diào)度功能。進(jìn)一步建立、健全日常綜合指揮調(diào)度管控、突發(fā)事件預(yù)警和應(yīng)急保障機(jī)制，提高各級(jí)指揮效率。

圖1 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)構(gòu)建思路

根據(jù)實(shí)際情況，可采取多級(jí)部署模式，實(shí)現(xiàn)省/市/縣各級(jí)跨地區(qū)、跨部門(mén)之間的統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，形成對(duì)突發(fā)事件的快速上報(bào)、統(tǒng)一部署、迅速處理和聯(lián)合行動(dòng)，提高各行業(yè)的指揮能力。

4 系統(tǒng)架構(gòu)與部署

系統(tǒng)充分整合通信業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，滿足高速公路安全監(jiān)管工作的日常聯(lián)絡(luò)與突發(fā)事件應(yīng)急處置時(shí)話音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)通信需要，確保部門(mén)內(nèi)部以及跨部門(mén)、跨地域的各類(lèi)路網(wǎng)管理機(jī)構(gòu)和人員之間應(yīng)急處置時(shí)通信聯(lián)絡(luò)的安全、可靠、通暢(圖2)。

圖2 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)組網(wǎng)說(shuō)明

4.1 組網(wǎng)說(shuō)明

(1)調(diào)度主機(jī)配置音頻接入模塊與調(diào)音臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)互聯(lián)互通。

(2)調(diào)度主機(jī)配置數(shù)字中繼模塊與運(yùn)營(yíng)商PSTN(公共交換電話網(wǎng)絡(luò))對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)外語(yǔ)音通信。

(3)調(diào)度主機(jī)配置無(wú)線模塊與車(chē)載臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)集群系統(tǒng)調(diào)度。

(4)視頻監(jiān)控接入管理服務(wù)器與視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)音頻與視頻的聯(lián)動(dòng)。

(5)手機(jī)終端接入管理服務(wù)器、實(shí)現(xiàn)手機(jī)可視對(duì)講功能，加大現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控能力。

(6)系統(tǒng)提供互聯(lián)接口(即開(kāi)發(fā)接口)與視頻會(huì)議、GIS地理信息系統(tǒng)、隧道廣播系統(tǒng)對(duì)接。

(7)多場(chǎng)景智能呈現(xiàn)服務(wù)器與視頻矩陣對(duì)接實(shí)現(xiàn)大屏上墻。

4.2 網(wǎng)絡(luò)部署

(1)融合通信平臺(tái)“指揮中心”、“核心機(jī)房”設(shè)備部署在內(nèi)網(wǎng)，“設(shè)備接入交換機(jī)”提供對(duì)融合通信平臺(tái)各個(gè)設(shè)備接入。

(2)融合通信平臺(tái)通過(guò)“數(shù)據(jù)接入交換機(jī)”接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、隧道廣播系統(tǒng)數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)要求需要在“數(shù)據(jù)接入交換機(jī)”邏輯隔離劃分相應(yīng)的VLAN。

(3)手機(jī)APP用作現(xiàn)場(chǎng)音視頻回傳、視頻監(jiān)控點(diǎn)播控制等功能，因此需要考慮公網(wǎng)引入,以及為融合通信平臺(tái)分配公網(wǎng)固定IP；手機(jī)終端接入管理服務(wù)器內(nèi)置SBC(邊界會(huì)話控制器)功能，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)安全管控。

5 通信業(yè)務(wù)融合

5.1 語(yǔ)音中繼備份

系統(tǒng)提供2路E1 中繼與PSTN對(duì)接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與公共電話網(wǎng)絡(luò)的互通，保障通信線路的暢通(圖3)。(PSTN注：Public Switched Telephone Network 定義：公共交換電話網(wǎng)絡(luò)，一種常用舊式電話系統(tǒng)。即我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫碾娫捑W(wǎng)。)

圖3 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)語(yǔ)音中繼備份接入

5.2 數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)

系統(tǒng)提供音頻模塊與調(diào)音臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)與指揮中心數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)的互聯(lián)互通；利用數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)中的話筒，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可完成對(duì)電話、對(duì)講機(jī)、單兵等多種語(yǔ)音終端的調(diào)度(圖4)。

圖4 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)數(shù)字會(huì)議接入

5.3 隧道廣播系統(tǒng)

系統(tǒng)提供互聯(lián)接口接入隧道廣播、報(bào)警電話，實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與定位，同時(shí)與視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)(圖5)。

圖5 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)隧道廣播接入

5.4集群通信系統(tǒng)

系統(tǒng)提供2路無(wú)線模塊，可以進(jìn)行波段設(shè)定，每塊集群板卡可與兩臺(tái)集群接入設(shè)備進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)不同波段集群的接入(圖6)。

圖6 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)集群通訊接入

6 視頻業(yè)務(wù)融合

6.1 視頻監(jiān)控

系統(tǒng)可以接入視頻監(jiān)控信息，支持H.264、MPEG、MPEG-4等視頻格式。視頻模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化接口，支持多種標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，系統(tǒng)支持三種接入方式進(jìn)行視頻接入(圖7)。

圖7 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)視頻接入

(1)平臺(tái)接入：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口或SDK直接通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)對(duì)選定的視頻進(jìn)行接入。

(2)前端接入：對(duì)于平臺(tái)不好接入的部分監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)SDK或者標(biāo)準(zhǔn)化接口接入DVR、NVR、車(chē)載等視頻。

(3)攝像機(jī)接入：針對(duì)前面兩種方式無(wú)法接入的設(shè)備，直接接入IP攝像機(jī)的視頻監(jiān)控圖像，模擬攝像機(jī)需配置視頻編碼設(shè)備接入至系統(tǒng)。

6.2 APP可視對(duì)講

系統(tǒng)提供手機(jī)可視對(duì)講APP，實(shí)現(xiàn)指揮中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的調(diào)度，所以本次項(xiàng)目應(yīng)考慮公網(wǎng)引入。通過(guò)客戶(hù)端IM(即時(shí)通訊)協(xié)同辦公、集群對(duì)講、視頻對(duì)講、撥號(hào)通話等功能了解現(xiàn)場(chǎng)情況，現(xiàn)場(chǎng)人員通過(guò)手機(jī)可視對(duì)講APP及時(shí)向指揮中心反饋情況(圖8)。

圖8 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)APP對(duì)講

6.3 視頻會(huì)議融合

系統(tǒng)可接入視頻會(huì)議信息，支持H.264、MPEG、MPEG-4等視頻格式。系統(tǒng)可通過(guò)SDK接口、SIP(會(huì)話初始協(xié)議)中繼、H.323協(xié)議三種對(duì)接方式與視頻會(huì)議系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)與視頻會(huì)議系統(tǒng)的互聯(lián)互通(圖9)。(注：MCU，即指視頻會(huì)議系統(tǒng)中心控制設(shè)備)

圖9 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)視頻會(huì)議接入

7 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)融合

7.1 傳真

系統(tǒng)配置相應(yīng)傳真模塊與配套軟件，實(shí)現(xiàn)多路電子傳真功能，該功能支持T3.0,T3.8協(xié)議，且最大支持16路并發(fā)(圖10)。

圖10 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)傳真接入

7.2 短信

配置GSM/CDMA模塊，通過(guò)調(diào)度臺(tái)可進(jìn)行短信單發(fā)、群發(fā)、接收短信等功能。短信業(yè)務(wù)包含對(duì)接設(shè)備告警信息收發(fā)、短信回執(zhí)、通知下發(fā)等(圖11)。

圖11 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)短信接入

7.3 二維GIS地理信息系統(tǒng)互聯(lián)

系統(tǒng)提供GIS地理信息系統(tǒng)互聯(lián)接口，實(shí)現(xiàn)與GIS系統(tǒng)互聯(lián)互通，并可在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻監(jiān)控的點(diǎn)位標(biāo)注，從而實(shí)現(xiàn)通信對(duì)象地圖定位功能(圖12)。

圖12 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)GIS系統(tǒng)互聯(lián)

8 融合通信廠家及二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)

目前，現(xiàn)在市場(chǎng)上有很多融合通信解決方案廠家，均提供融合通訊的調(diào)度主機(jī)及全套實(shí)施硬件，并且提供互聯(lián)接口，供第三方平臺(tái)調(diào)用，提供WebService、SDK兩種開(kāi)發(fā)接口。WebWervice接口提供呼叫、錄音、組呼、組呼通知、會(huì)議、提供短信、傳真發(fā)送功能(需配置短信板、傳真板)；提供獲取錄音文件、錄音記錄、呼叫記錄等功能。SDK開(kāi)發(fā)包提供Windows下打開(kāi)視頻監(jiān)控、可視IP電話視頻功能，提供SDK或者ActiveX方式。

9 結(jié)論

配套開(kāi)發(fā)完成的融合通訊軟件平臺(tái)，將融合通訊應(yīng)用于高速公路管理，突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案啟動(dòng)后，以迅速呼叫相關(guān)人員、召開(kāi)語(yǔ)音會(huì)議進(jìn)行全方位的協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度。指揮中心利用融合通信事故發(fā)生的第一時(shí)間，及時(shí)有效的收到信息，并進(jìn)行迅速發(fā)布；在應(yīng)急會(huì)商方面，能夠迅速綜合協(xié)調(diào)相關(guān)區(qū)域、部門(mén)內(nèi)部、外協(xié)單位的人員進(jìn)行緊急語(yǔ)音會(huì)議會(huì)商；在應(yīng)急多媒體呈現(xiàn)方面，則指揮中心能將視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控、可視電話、手機(jī)視頻等圖像在指揮中心大屏幕上的綜合呈現(xiàn)；在集群通信方面，現(xiàn)場(chǎng)處置情況能夠及時(shí)通過(guò)智能手機(jī)/單兵等終端回傳至指揮中心，以便指揮中心第一時(shí)間作出決策，能實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)。其效果如圖13所示，可見(jiàn)軟件可充分試驗(yàn)期望功能，并具有較好的展示效果。

圖13 融合通信智能調(diào)度指揮平臺(tái)軟件系統(tǒng)