張 頌， 郭紅艷

（清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，北京100084）

0 引言

隨著技術(shù)的發(fā)展以及智慧建筑中的智慧型應(yīng)用越來越多，少則幾個，多則幾十個。而一般智慧建筑的控制中心面積有限，無法放置很多工作站，多個子系統(tǒng)如何在控制中心設(shè)置及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制管理，直接影響管理人員的工作效率以及系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的效果。

分布式KVM（多計算機(jī)切換器）坐席協(xié)作系統(tǒng)就是為了解決這個問題應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)以指揮技術(shù)和信息技術(shù)為主導(dǎo)，充分運(yùn)用現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)、自動化、電子監(jiān)控等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建以數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以計算機(jī)信息系統(tǒng)為支撐，集音頻處理、視頻拼接處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、KVM協(xié)作管理、高清錄播、環(huán)境監(jiān)控、集中控制等多種功能于一體的現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化處理平臺。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

分布式KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，前端為信號源輸入端（源端），源端設(shè)備為信號的采集層，均放置在設(shè)備機(jī)房中，實(shí)現(xiàn)集中管理；第二層為數(shù)據(jù)傳輸層+控制端，所有視頻、控制等信號均通過TCP／IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并在指揮中心協(xié)作控制；第三層為展現(xiàn)層（顯示端），將所有前端信號在大屏、坐席顯示屏上顯示，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)功能

2.1 大屏拼接

控制中心往往由多塊大屏幕組成屏幕墻，各種信號以直觀的方式調(diào)取到大屏幕顯示，為決策提供依據(jù)。分布式KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)能夠支持LED大屏拼接、DID大屏拼接、DLP大屏拼接等，同時可以在大屏上任意切換、劃分區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)屏之間的各種大小圖像的任意漫游。

2.2 超高清4K信號

支持4K信號接入，除了4K的會議攝像機(jī)、4K電腦信號源之外，還有4K H.265的IP攝像機(jī)的接入。

2.3 信號無縫切換

可實(shí)現(xiàn)視頻信號的無縫切換，切換信號源不會使大屏幕變黑影響使用。

2.4 OSD快速切換

控制中心的信號源往往會有幾百路，常規(guī)的設(shè)備，通過中控頁面或者電腦軟件頁面來調(diào)取，從幾百路信號里查找到需要的信號源，再切換到大屏幕，往往需要幾十秒。如果是一個緊急狀況，幾十秒會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。所以信號調(diào)取一定要采用OSD快速切換，在一秒內(nèi)把信號調(diào)取過來。

2.5 KVM坐席管理

一名操作員往往要管理多個信號源，在操作員面前，會配備多個顯示器，但只配備一套鼠標(biāo)鍵盤，也就是KVM功能的引入。實(shí)際操作中，鼠標(biāo)可以任意跨顯示器，即進(jìn)入到哪個顯示器就能進(jìn)入到對應(yīng)電腦進(jìn)行操作。

2.6 業(yè)務(wù)協(xié)作功能

重要的工作往往不是一個操作員能完成的，每人完成一部分工作，最后由管理員審核，審核過后，再往大屏幕投放。

2.7 信號互聯(lián)互通

分布式KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)能跟大樓內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)辦辦室、多功能會議室甚至遠(yuǎn)程會議室進(jìn)行信號互通，示意圖如圖2所示。

2.8 權(quán)限管理靈活

系統(tǒng)管理員可對子賬戶進(jìn)行靈活的權(quán)限分級管理；除通過對賬戶分配權(quán)限進(jìn)行控制外，還可啟用非常嚴(yán)密的權(quán)限管理系統(tǒng)，精確管理到操作員與分布式節(jié)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系、分布式節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)容路由關(guān)系、操作員與系統(tǒng)的關(guān)系，權(quán)限管理示意圖如圖3所示。

圖2 分布式KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)信號互聯(lián)示意圖

圖3 權(quán)限管理示意圖

2.9 系統(tǒng)穩(wěn)定性

控制中心往往是7×24h運(yùn)行，對穩(wěn)定性的要求非常高。早期往往用矩陣+拼接處理器方式來搭建，為中心化集中式的設(shè)備。此種設(shè)備最大的弊端就是即使出現(xiàn)一點(diǎn)小問題都需要整機(jī)斷電檢修，相當(dāng)于整個系統(tǒng)停機(jī)。分布式系統(tǒng)可完美解決此問題，去中心化的分布式，任意一個節(jié)點(diǎn)的檢修，不影響整個系統(tǒng)。

2.10 遠(yuǎn)程可視化操作

操作界面要有實(shí)時預(yù)覽，經(jīng)過預(yù)覽的信息再投放到大屏幕上，但嚴(yán)禁隨便亂調(diào)取信息干擾決策。操作要簡單，采用拖拉上屏。操作界面要能安裝到手持平板上，方便操作員或者領(lǐng)導(dǎo)操作。

2.11 維護(hù)簡單

網(wǎng)絡(luò)化、分布式的系統(tǒng)構(gòu)成使得部分系統(tǒng)故障不會影響到整體，提高了維護(hù)效率。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢

3.1 去中心化

中心化集中控制系統(tǒng)面臨以下兩個問題：第一，單個設(shè)備的硬件處理能力受限，當(dāng)系統(tǒng)容量和處理能力要求不斷提升時，中心化系統(tǒng)的能力不能無限制擴(kuò)展；第二，系統(tǒng)難免出現(xiàn)故障，需要整機(jī)斷電修理，不利于風(fēng)險管理。傳統(tǒng)中心化集中控制系統(tǒng)示意圖如圖4所示。

分布式KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)的本質(zhì)是“去中心化”。與集中式相對應(yīng)，分布式是由若干個系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)整合而成，每一個節(jié)點(diǎn)完全獨(dú)立，節(jié)點(diǎn)之間有序運(yùn)行，用戶所感知到的是一個整體存在。即使用起來感覺像集中式，內(nèi)部運(yùn)作由不同的節(jié)點(diǎn)完成，任一節(jié)點(diǎn)故障檢修，相互之間不會互相影響。

圖4 傳統(tǒng)中心化集中控制系統(tǒng)示意圖

3.2 純正網(wǎng)絡(luò)式

分布式系統(tǒng)由于基于不同的網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、計算機(jī)硬件和編程語言，必須要采用一種通用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議來屏蔽不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的差異。只有采用IP標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議后，才可能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通及按需擴(kuò)展。也就是說，不管是本地網(wǎng)絡(luò)還是異地，只有完全基于IP網(wǎng)絡(luò)，才是真正的分布式架構(gòu)。

3.3 席位聯(lián)動

一般指揮中心里面都會有不同的坐席負(fù)責(zé)不同的業(yè)務(wù)，而不同負(fù)責(zé)人員在自己的工作中往往是孤立的，但事實(shí)上又特別需要協(xié)同處理一些信息，或者信息之間需要互聯(lián)互通。傳統(tǒng)的方式需要人為切換信號進(jìn)行處理，而分布式KVM坐席協(xié)作采用如下方式解決：當(dāng)一個工位要尋求別人協(xié)作時，立刻就可以實(shí)現(xiàn)信息之間瞬間共享、傳遞；不同工位人員處理完畢之后，瞬間再把信息傳遞給其他人。也就是說，坐席協(xié)作的本質(zhì)就是快速便捷地解決坐席之間的信息共享和處理的問題。

3.4 可視化預(yù)覽

將界面預(yù)覽可視化，系統(tǒng)視頻可視、系統(tǒng)狀態(tài)可視、系統(tǒng)態(tài)勢跟蹤可視；操作界面在用戶操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)多指觸控、拖放、漂出等操作動作，可視化預(yù)覽效果如圖5所示。

圖5 可視化預(yù)覽效果圖

3.5 環(huán)境感知能力

也稱為智慧能力。比如指揮控制中心、大型會議室的空氣凈化器的開、關(guān)管理，濾芯更換提醒等，均可通過系統(tǒng)上的智慧感知接口實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和管理。

3.6 可擴(kuò)展性

系統(tǒng)無信號輸入輸出上限，支持無限擴(kuò)展，支持統(tǒng)一平臺管理。

3.7 保證信息安全

系統(tǒng)業(yè)務(wù)網(wǎng)和指揮中心物理上完全隔離，業(yè)務(wù)網(wǎng)無法通過任何方式連入指揮中心從而保證控制網(wǎng)信息安全，如圖6所示。

圖6 信息安全示意圖

4 結(jié)束語

分布式KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)正在對行業(yè)產(chǎn)生巨大影響，已經(jīng)進(jìn)入公安、軍隊(duì)、電力、石油、智慧建筑、智慧園區(qū)、智慧城市等重要機(jī)構(gòu)的指揮中心、監(jiān)控中心，為用戶系統(tǒng)可視化、對接和互聯(lián)互通帶來強(qiáng)大的應(yīng)用。協(xié)作系統(tǒng)打通了聯(lián)合作戰(zhàn)數(shù)據(jù)的共享通道，加速推進(jìn)以數(shù)據(jù)流為紐帶的聯(lián)合指揮，促進(jìn)不同作戰(zhàn)單元和作戰(zhàn)要素的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享和綜合集成，有效消除指揮員的認(rèn)知局限，使指揮變得精準(zhǔn)高效，智慧系統(tǒng)建設(shè)真正實(shí)現(xiàn)指揮決策的智能化、實(shí)時化、精準(zhǔn)化。