數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)在消防救援隊伍工作中的應用

羅小龍

(天津市消防救援總隊滅火救援指揮部信息通信處,天津 300000)

0 引言

在當前信息化的大背景下,遠程視頻會議成為了利用率最高,最普遍的會議形式。在給人們帶來便捷的同時,也存在自己的短板。對于政府機關、企事業(yè)單位,特別是消防救援隊伍來說,各省市的視頻會議系統(tǒng)建設規(guī)模、時間、品牌等均存在一定的差異,一些品牌的特色功能也不盡相同。與此同時,系統(tǒng)總體設計及承建單位無法做到統(tǒng)一,系統(tǒng)部署時間更是無法做保證“一刀切”的一致性,只能是逐代更迭。會議室多、位置分散,信號源分散不集中,在一定程度上會影響系統(tǒng)的兼容性,難以實現(xiàn)信息共享的目標,在遇到需要跨系統(tǒng)互通或者多品牌融合使用的情況下,不能滿足會議承辦方的需求,給會議效果帶來了一定影響?；诖?視頻會議系統(tǒng)的整合和互聯(lián)互通就成了迫在眉睫要解決的問題。為解決這一難題,建立數(shù)字化分布式會議系統(tǒng)是非常必要的,在消防救援隊伍中有著重要的意義和廣闊的應用前景[1]。

1 數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)的特點

數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)的特點主要體現(xiàn)在具有建設簡單、可拓展性強、融合能力高、交互界面人性化等優(yōu)勢,如圖1所示。

1.1 建設簡單

圖1 數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)拓撲圖Fig.1 Topology diagram of digital distributed video conference system

數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)以星型結(jié)構(gòu)為常見建設方式,其中心服務節(jié)點承載著音視頻交互處理,多系統(tǒng)多終端互聯(lián)互通的樞紐功能。通過強大的運算能力使得音視頻以及控制信號能夠跨系統(tǒng)、跨平臺進行互聯(lián)互通,解決了多套視頻會議系統(tǒng)無法融合、不能互通的局面,特別適用于消防救援隊伍目前多套不同品牌視頻會議系統(tǒng)并存的情況,可將一個個系統(tǒng)孤島有機的進行整合,并且具有不斷擴容的能力。改善了以往會議系統(tǒng)布線復雜、線纜多、突發(fā)故障多,管理消耗資源大,維護麻煩的問題[2]。

數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)主要以全部網(wǎng)絡化的系統(tǒng)架構(gòu)組成,特別適合在消防救援支隊級以上單位進行部署,這類單位經(jīng)常擁有多套視頻會議系統(tǒng),分別對應不同級別的政府部門和事業(yè)單位,存在樓宇環(huán)境復雜、會場不固定、參會人員數(shù)量不固定的特點,并且有多個會議室同時開會的需求。其建設要點主要分三部分:

(1)建強中心節(jié)點,即分布式視頻會議系統(tǒng)服務器。主要包括數(shù)字信號控制單元、多媒體數(shù)據(jù)流分發(fā)處理單元、用戶界面管理單元、可擴容式錄播單元、基礎網(wǎng)絡支撐單元以及多媒體信號編解碼單元,還可部署雙機熱備份結(jié)構(gòu),實現(xiàn)負載均衡等功能;

(2)建全網(wǎng)絡節(jié)點,即在所有有可能需要分布式視頻會議系統(tǒng)信號的房間和樓層都部署好網(wǎng)絡資源和電力資源,保證網(wǎng)絡傳輸穩(wěn)定可靠,最好能夠?qū)崿F(xiàn)主備網(wǎng)絡干線部署和無線AP覆蓋,便于后期各種應用拓展;

(3)建強末端節(jié)點,即在使用地點部署足夠數(shù)量的音視頻編解碼采集盒、豐富多樣的音視頻線材、平臺控制電腦、拼接中控、無線AP覆蓋設備和其他外設,確保音視頻輸出輸入能夠滿足需求。

1.2 可拓展性強

將數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)應用在消防救援支隊級以上單位,可以充分發(fā)揮出其可拓展性強的優(yōu)勢。支隊級以上單位,一般有2至3個會議室和3至4套視頻會議系統(tǒng),分別對應不同的政府部門。在參會人數(shù)超出原有會議室承載能力的情況下,就可以利用數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)擴展性強的優(yōu)勢來處理這類問題[3]。

例如,只需要在有基礎網(wǎng)絡布線的房間即可快速連接一對分布式會議視頻系統(tǒng)的編解碼音視頻采集盒及輸出盒,配合大屏、電視和音響,就可以在極短的時間內(nèi)完成一個會場的信號設備搭建,滿足開會需求。改變了以往通過拆裝整套設備才能夠?qū)崿F(xiàn)的會場遷移工作。

此外,還避免了在拆裝設備時可能給原系統(tǒng)帶來損壞的風險。眾所周知,音視頻接口一般比較容易損壞,多次的插拔和彎曲,以及搬運過程的疏忽,很可能會給線材帶來許多未知的故障,例如斷芯、脫焊、絕緣層破損等問題。

這種全網(wǎng)絡構(gòu)架的分布式數(shù)字視頻會議系統(tǒng),通過依靠網(wǎng)絡延伸增加系統(tǒng)終端節(jié)點的優(yōu)勢,真正解決了傳統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)單一化、中心化的弊端。

1.3 融合能力高

消防救援隊伍不僅要面對自身內(nèi)部的會議精神傳達和視頻調(diào)度指揮,還分別與屬地政府、應急廳局等部門建立了專用視頻會議系統(tǒng),由于網(wǎng)絡規(guī)劃和設備品牌型號不同等原因,消防救援隊伍現(xiàn)有的多套視頻會議終端,不能實現(xiàn)融合共享,必須以每套設備為中心,為其部署全套專用外設,包括攝像頭、話筒、調(diào)音臺、顯示器等,不僅如此,每套視頻會議系統(tǒng)的信號源接口有限,無法兼容多信號輸入和切換,通過使用數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)就可以很好地解決這個問題。

1.4 交互界面人性化

傳統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)普遍采用遙控器控制、操作或web頁面設置的方式,其受制于遙控距離遠近、角度和電腦網(wǎng)絡的連通性。控制電腦必須和視頻會議終端在同一個網(wǎng)絡vlan內(nèi),而且針對不同內(nèi)核的瀏覽器的支持程度也存在差異。相比較而言,數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)則采用平板電腦應用程序的方式進行遠程控制,只要在無線AP的覆蓋范圍內(nèi),網(wǎng)絡連接可靠,它可以實現(xiàn)任意位置任意系統(tǒng)的無線控制,可以實時監(jiān)看被控制設備的狀態(tài)和工作狀況,并將信號源與控制信號以圖形化的界面展示在用戶面前,大大提高了會議保障人員的操作效率[4]。

同時,還可以通過管理系統(tǒng)實現(xiàn)權(quán)限分級管理,更好的對管理員和操作員進行區(qū)分,極大的方便了個性化的管理需求。從另一個角度來看,這種分權(quán)限的控制形式,也提高了會議私密性和保密性。

2 數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)與消防救援工作的結(jié)合應用

2.1 多種音視頻資源集成化、扁平化管理

數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)憑借其優(yōu)秀的算法和智能化協(xié)同構(gòu)架模型,使得接入其管理平臺的不同品牌型號的視頻會議終端能夠同步并行工作而不會產(chǎn)生干擾,而且能夠?qū)崿F(xiàn)多線程并行處理。通過動態(tài)資源分配,從協(xié)議層和應用層提高了系統(tǒng)整體的處理效率、處理容量和運行可靠性[5]。

數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)本身的優(yōu)勢特別適用于消防救援總隊級和支隊級指揮中心。一般情況下,這類指揮中心承載的音視頻傳輸任務較重、資源豐富且來源復雜,傳統(tǒng)的“終端——信號線——音視頻矩陣——信號線——終端”的處理方式存在著故障節(jié)點多、線材鋪設困難等諸多問題。一旦連接完畢,遇到新需求時,只能重新進行連接和切換。

利用數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng),并與屏幕拼接系統(tǒng)的配合,在消防救援指揮中心內(nèi)部就可以將不同網(wǎng)絡的不同視頻會議資源進行整合,通過網(wǎng)絡編解碼的方式實現(xiàn)畫面上墻、聲音互通的目標。

此外,通過將控制信號集成在數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)中,可以將原來需要多人同時協(xié)作才能夠保障的任務進行簡化。以往需要在調(diào)音臺、視頻會議終端操作臺、大屏控制臺分別設置保障人員才能夠很好的對消防救援過程中的音視頻傳輸或重要視頻會議的信號傳輸進行有效保障。借助數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)的集成化管理屬性,可以將音頻、視頻、控制信號都整合在一個管理程序內(nèi),由一名操作員就可以通過平板電腦來控制多臺視頻會議設備的多種開關和設置,極大地提高了操作的便攜性,提升了系統(tǒng)整體的扁平化水平。

2.2 滿足信息化大背景下的智能化需求

面對新形勢新任務,消防救援隊伍的視頻會議面臨著向智能化轉(zhuǎn)型的需求,通過以下幾點進行分析:

(1)音頻信號需要進行智能化處理。傳統(tǒng)模擬音頻信號存在背景噪聲大、失真等問題,大部分單位難以實現(xiàn)每套會議系統(tǒng)都單獨配備數(shù)字音頻處理設備。借助數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)可與數(shù)字調(diào)音臺和數(shù)字音頻處理器進行協(xié)議互通,在音頻信號處理時,可將多個終端采集盒采集到的音頻信號進行統(tǒng)一處理,再將處理后的信號發(fā)往各個視頻會議終端內(nèi),從而解決了音頻信號源的智能化處理和分發(fā)任務,使發(fā)言人聲音更加清晰。

(2)視頻信號需要進行無縫轉(zhuǎn)換。目前視頻信號普遍為高清化,甚至超高清通過數(shù)字壓縮技術(shù)實現(xiàn)低帶寬高清畫面?zhèn)鬏斠惨呀?jīng)成熟,但是作為不同品牌視頻會議系統(tǒng)來說,在視頻信號接口和參數(shù)設置上還多少存在差異,無論是HDMI接口還是DVI接口,輸入幀率和輸出幀率無法完美適配會造成視頻會議系統(tǒng)畫面出現(xiàn)彩條、跳幀、拖影、畸變等問題。數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)能夠借助其強大的編解碼適配能力,滿足同一視頻信號在不同系統(tǒng)之間的穩(wěn)定傳輸,從而滿足復雜條件下的會議保障需求。

(3)系統(tǒng)外設需要物聯(lián)網(wǎng)智能控制。隨著越來越多物聯(lián)網(wǎng)設備的推出,在數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)中也可以接入各種各樣的支持物聯(lián)網(wǎng)的外設,以此提高視頻會議會場的智能化水平。例如,智能照明系統(tǒng)、自動窗簾、自動幕布、智能空調(diào)、空氣凈化機、智能音響、無紙化會議發(fā)言系統(tǒng)、AI同聲傳譯系統(tǒng)、智能轉(zhuǎn)稿錄音設備等都可以通過標準協(xié)議接入數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng)管理平臺中,實現(xiàn)一個APP控制所有視頻會議室內(nèi)智能化設備的功能,極大地提高了工作效率和智能化水平。

3 結(jié)論

總而言之,通過數(shù)字化分布式視頻會議系統(tǒng),能夠有效地解決多系統(tǒng)互聯(lián)互通的瓶頸問題,并且在網(wǎng)絡帶寬容量允許的情況之下,能夠無限擴展音視頻采集和傳輸節(jié)點,并實現(xiàn)多線程、扁平化管理和智能化控制。打破傳統(tǒng)會議系統(tǒng)的壁壘,解決消防救援隊伍多套視頻會議系統(tǒng)不互通、信號傳輸便捷的難點,實現(xiàn)分布式的、網(wǎng)絡化的、去中心化的遠程視頻會議模式。不受會議室、會議終端的限制,順利地舉行各項遠程視頻工作會議。在此基礎上,還能夠節(jié)約建造成本,降低單節(jié)點故障對中心系統(tǒng)的影響。更為重要的是,能夠極大提升工作效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,將原始音視頻信號通過編碼變?yōu)榫W(wǎng)絡信號進行傳輸,從根本上解決了同軸線纜長距離傳輸信號衰減的問題,為有效開展與消防救援相關的音視頻傳輸工作,打下堅實的基礎。