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公路交通應(yīng)急指揮平臺(tái)統(tǒng)一通信系統(tǒng)的研究工學(xué)論文
摘要：文章通過(guò)對(duì)江蘇公路局通信現(xiàn)狀的剖析，研究整合現(xiàn)有資源形成省局、市處與大隊(duì)、支隊(duì)之間視頻會(huì)議的級(jí)聯(lián)和雙流的互通，并創(chuàng)建一套SIP語(yǔ)音會(huì)議系統(tǒng)融合PSTN、VOIP、SIP語(yǔ)音，探索了SIP語(yǔ)音會(huì)議與視頻會(huì)議的融合方案與方法。最后通過(guò)與桌面通信軟件的集成，在全省公路系統(tǒng)內(nèi)部形成統(tǒng)一通信的平臺(tái)，為江蘇公路應(yīng)急指揮和日常辦公提供通信保障。
關(guān)鍵字：應(yīng)急指揮;統(tǒng)一通信;視頻會(huì)議;SIP服務(wù);通信平臺(tái)圖
1全省的三級(jí)音視頻中心及移動(dòng)視頻的融合1.應(yīng)急指揮系統(tǒng)主要的通信方式國(guó)內(nèi)外應(yīng)急指揮通信手段有很多種，主要包括電臺(tái)通信、衛(wèi)星通信、電話(huà)通信、多媒體集成通信等。多媒體應(yīng)急通信和江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局的應(yīng)急指揮通信需求有類(lèi)似之處，不同的是江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局的應(yīng)急指揮通信是建立在自己的信息化專(zhuān)網(wǎng)上，數(shù)據(jù)更安全可靠，網(wǎng)絡(luò)帶寬更有保障,更適合使用現(xiàn)代化多媒體通信手段。
2.統(tǒng)一通信系統(tǒng)
(1)統(tǒng)一視頻系統(tǒng)。
本方案將江蘇省交通運(yùn)輸廳公路
局系統(tǒng)內(nèi)的省、市、地方三級(jí)視頻融合在一起，方便應(yīng)急指揮中心組織各種會(huì)議。同樣，將移動(dòng)終端視頻，包括手機(jī)視頻和應(yīng)急指揮移動(dòng)車(chē)視頻，通過(guò)移動(dòng)視頻網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有的MCU級(jí)聯(lián)，納入到會(huì)議室一起協(xié)同工作。全省的三級(jí)音視頻中心與移動(dòng)視頻融合(如圖1所示)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下。
�、偈〖�(jí)指揮中心部署核心視頻
MCU會(huì)議，要求具有良好的兼容性，能支持原省級(jí)、地市級(jí)不同品牌的MCU接入，包括寶利通、騰博、中興、鼎視通等主流品牌。
�、�13個(gè)市處通過(guò)MCU級(jí)聯(lián)的方式
接入江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局MCU視頻會(huì)議，市處下屬的縣級(jí)MCU視頻通過(guò)級(jí)聯(lián)市處的方式接入到省廳公路局，10個(gè)路政支隊(duì)和48個(gè)大隊(duì)的視頻直接接入省廳公路局，以滿(mǎn)足其相互開(kāi)視頻會(huì)議。因此，要求具有滿(mǎn)足同時(shí)接入40路視頻，并能組建并發(fā)多組多分屏高清會(huì)議能力的視頻MCU設(shè)備。
�、凼〖�(jí)級(jí)聯(lián)能與地市級(jí)視頻會(huì)議
的MCU同時(shí)互聯(lián)，各地市MCU不要求雙向呼叫。
�、芰粲幸苿�(dòng)手機(jī)視頻通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)
接入視頻會(huì)議功能,并許可其他軟件端接入，包括PC機(jī)、PDA和手機(jī)上的軟終端。
多種品牌的移動(dòng)視頻終端接入視
頻會(huì)議，能支持H.323通信協(xié)議，管理軟件可配置移動(dòng)視頻網(wǎng)關(guān)地址、端口，以及協(xié)議。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，有以下兩種接入方式，公共2G/3G網(wǎng)絡(luò)和專(zhuān)有VPDN網(wǎng)絡(luò)接入移動(dòng)終端視頻。
�、偻ㄟ^(guò)公共2G/3G公共網(wǎng)絡(luò)接入
移動(dòng)終端視頻。
②通過(guò)專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò)VPDN的移動(dòng)視
頻接入。通過(guò)VPDN方式接入，PC機(jī)、PDA、手機(jī)終端能夠直接接入江蘇公路交通信息化專(zhuān)網(wǎng)，獲得內(nèi)部IP地址，方便開(kāi)展工作。
(2)電話(huà)融入音視頻會(huì)議。
普通電話(huà)撥打特定電話(huà)會(huì)議號(hào)碼，即可接入視頻會(huì)議參與討論。主要通過(guò)視頻MCU作為SIP語(yǔ)音服務(wù)器的一個(gè)SIP終端，使參與視頻MCU會(huì)議的人員能和電話(huà)參與者開(kāi)辟一個(gè)電話(huà)會(huì)議，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)會(huì)議的混音。
省級(jí)視頻會(huì)議系統(tǒng)包括省級(jí)視頻
MCU、省級(jí)視頻終端、省級(jí)3G移動(dòng)視訊網(wǎng)關(guān)、PC視頻軟客戶(hù)端。級(jí)聯(lián)的MCU將江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局下屬各市處的現(xiàn)有視頻MCU級(jí)聯(lián)起來(lái)，不改變現(xiàn)有平臺(tái)的視頻MCU，后續(xù)各市同樣可以在現(xiàn)有的4種品牌(寶利通、騰博、中興、鼎視通)中任意選擇，所以級(jí)聯(lián)的MCU必須滿(mǎn)足以下功能和特性，即終端無(wú)關(guān)性、支持標(biāo)準(zhǔn)H323和SIP協(xié)議、高清視頻和高清音頻效果和安全可靠的網(wǎng)絡(luò)部署。
系統(tǒng)部署、升級(jí)和維護(hù)要求自動(dòng)升級(jí)功能，方便用戶(hù)的使用。支持視頻通信模式調(diào)整、文字交互、后臺(tái)廣播、錄制播放、用戶(hù)管理、頻道管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)加密等功能�；赪eb的方式來(lái)進(jìn)行后臺(tái)管理，操作簡(jiǎn)單，界面直觀。
3G移動(dòng)視訊網(wǎng)關(guān)的主要作用就是
將3G手機(jī)移動(dòng)用戶(hù)接入到音視頻會(huì)議室，及時(shí)有效的將第一現(xiàn)場(chǎng)展現(xiàn)到專(zhuān)家會(huì)議室。同時(shí)，可充分?jǐn)U展專(zhuān)家們現(xiàn)場(chǎng)感，能夠及時(shí)地延伸專(zhuān)家、領(lǐng)導(dǎo)的視覺(jué)，使得感知到達(dá)最前沿的事件現(xiàn)場(chǎng)。
3G移動(dòng)視訊網(wǎng)關(guān)是為了實(shí)現(xiàn)將公
網(wǎng)的手機(jī)用戶(hù)集成到現(xiàn)有的視頻MCU中來(lái)的一個(gè)可選設(shè)備。目前，江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局采用了定制3G的VDPN，可直接接入視頻MCU，但必須在手機(jī)上安裝配套的移動(dòng)視頻接入軟件。
(3)統(tǒng)一語(yǔ)音系統(tǒng)。
基于SIP的VOIP語(yǔ)音、基于PSTN
的電話(huà)語(yǔ)音、基于視頻會(huì)議的語(yǔ)音和SIP電話(huà)的語(yǔ)音多網(wǎng)異構(gòu)融合(詳見(jiàn)圖2)。
電話(huà)語(yǔ)音會(huì)議包括VoIP電話(huà)、SIP電話(huà)和普通PSTN電話(huà)。SIP的英文全稱(chēng)Session Initiation Protocol，中文意思是會(huì)話(huà)初始協(xié)議。主要用于多方多媒體通信，SIP支持多設(shè)備功能調(diào)整和協(xié)商。如果服務(wù)或會(huì)話(huà)啟動(dòng)了視頻和語(yǔ)音，則仍然可以將語(yǔ)音傳輸?shù)讲恢С忠曨l的設(shè)備，也可以使用其他設(shè)備功能，如單向視頻流傳輸功能。本方案采用SIP協(xié)議最大的意義在于，SIP能夠滿(mǎn)足江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局建立統(tǒng)一通信系統(tǒng)的需求，可將現(xiàn)有的、獨(dú)立的視頻會(huì)議、VoIP電話(huà)、SIP電話(huà)、普通PSTN電話(huà)融合一體。
本方案的精髓在于通過(guò)SIP協(xié)議將多種語(yǔ)音通話(huà)融合，能夠開(kāi)展多種方式語(yǔ)音的多方語(yǔ)音會(huì)議。SIP協(xié)議是其中的靈魂，將其聯(lián)成一體。因?yàn)閂oIP就是基于SIP協(xié)議上IP電話(huà)，SIP電話(huà)完全采用SIP協(xié)議，而SIP服務(wù)器也有PSTN電話(huà)的多種接口方式，將PSTN電話(huà)整合起來(lái)。本方案不要求公路局上下都使用SIP硬終端或軟終端一種語(yǔ)音方式，而是根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)情況，選擇適合自身的語(yǔ)音方式。例如：應(yīng)急車(chē)輛到現(xiàn)場(chǎng)勘察，可以使用手機(jī)，也可使用SIP協(xié)議的移動(dòng)終端，手機(jī)的通話(huà)質(zhì)量依賴(lài)運(yùn)營(yíng)上提供的服務(wù)，SIP協(xié)議移動(dòng)終端的通話(huà)質(zhì)量依賴(lài)運(yùn)營(yíng)商提供的2G/3G網(wǎng)絡(luò)。
SIP服務(wù)器為核心將其他語(yǔ)音設(shè)備融合到一起，多種語(yǔ)音通話(huà)方式通過(guò)SIP服務(wù)器提供的語(yǔ)音橋功能任意組合的開(kāi)語(yǔ)音會(huì)議。其中具有SIP協(xié)議的MCU通過(guò)SIP協(xié)議作為一個(gè)語(yǔ)音終端圖2 SIP、PSTN、VoIP融合結(jié)構(gòu)圖注冊(cè)到SIP服務(wù)器，VoIP話(huà)機(jī)基于底層的SIP協(xié)議與語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的尋址接入SIP服務(wù)器，PSTN電話(huà)和手機(jī)通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)上的E1接口也接入到SIP服務(wù)器。
這些語(yǔ)音設(shè)備通過(guò)核心SIP組件提供的功能方便地組織多種方式組合的電話(huà)語(yǔ)音會(huì)議。通話(huà)的終端形式多樣，可以是智能手機(jī)、具有網(wǎng)絡(luò)的PDA、計(jì)算機(jī)、固定電話(huà)、SIP終端手機(jī)。
(4)多媒體融合的會(huì)議系統(tǒng)。
①監(jiān)控視頻與視頻會(huì)議的融合。
監(jiān)控視頻可以充分利用視頻會(huì)議
系統(tǒng)，監(jiān)控圖像在視頻會(huì)議系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)快速共享。
雙流共享模式是通過(guò)視頻MCU互
通中的雙流功能，展示到視頻會(huì)議室為專(zhuān)家和領(lǐng)導(dǎo)決策指揮提供實(shí)施依據(jù)。固定點(diǎn)視頻和車(chē)載移動(dòng)視頻接入相應(yīng)的流媒體服務(wù)器，省級(jí)視頻會(huì)議中心可以通過(guò)MCU的雙流功能查看監(jiān)控視頻。省級(jí)可查看遠(yuǎn)端市級(jí)計(jì)算機(jī)調(diào)用的監(jiān)控視頻，而不需要安裝和管理一套監(jiān)控系統(tǒng)，也不必從繁多的監(jiān)控視頻中選擇。
接入視頻終端模式是用解碼器將當(dāng)?shù)亓髅襟w的視頻流解碼成模擬信號(hào)，接入到視頻終端上的VGA或DVI端子上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻和會(huì)議視頻同步共享。
�、谝曨l會(huì)議與語(yǔ)音會(huì)議的融合。
無(wú)縫的將音視頻會(huì)議與電話(huà)會(huì)議
結(jié)合起來(lái)，整個(gè)視頻會(huì)議室都作為SIP終端接入SIP服務(wù)器進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)。會(huì)議室的每個(gè)人都能通過(guò)面前的耳麥與參與電話(huà)會(huì)議室的遠(yuǎn)方專(zhuān)家進(jìn)行討論。
基本方案是將視頻會(huì)議納入到電話(huà)語(yǔ)音會(huì)議系統(tǒng)，只要讓MCU與SIPServer融合即可，理論上需要在兩者之間架設(shè)一臺(tái)SIP-323的網(wǎng)關(guān)中央服務(wù)器，經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，具有SIP協(xié)議的MCU作為SIP終端接入SIP服務(wù)器會(huì)使整個(gè)融合流程簡(jiǎn)單化。這樣可以實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)音會(huì)議與視頻會(huì)議的融合，具有SIP電話(huà)功能的任何終端撥入特定的會(huì)議室號(hào)碼，即可參加視頻會(huì)議和語(yǔ)音會(huì)議。
3.統(tǒng)一通信管理軟件系統(tǒng)
統(tǒng)一通信軟件的集成程度依賴(lài)江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局視頻MCU接口和SIP服務(wù)接口，接口開(kāi)放程度越高，集成度就越高，集成的功能也就越多。
視頻會(huì)議系統(tǒng)的會(huì)議管理通過(guò)對(duì)
MCU的管理完成，通常會(huì)有專(zhuān)門(mén)的MCU控制軟件來(lái)完成會(huì)議模板的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)會(huì)議用戶(hù)、會(huì)議權(quán)限、會(huì)議室管理以及分屏方式，會(huì)議中視頻、語(yǔ)音廣播的控制等。軟件集成則需要將這些功能統(tǒng)一到一個(gè)平臺(tái)集中管理，免除管理員登錄不同的軟件界面，減少頻繁的切換界面控制相應(yīng)的應(yīng)用，提供工作效率。
通過(guò)對(duì)前期參與測(cè)試的MCU視頻廠家提供的二次開(kāi)發(fā)接口API的深入分析研究，廠家對(duì)上述功能做了很好的包裝，方便集成軟件商利用接口做第三方集成開(kāi)發(fā)。廠家采用的是面對(duì)服務(wù)的開(kāi)放模式，符合當(dāng)前開(kāi)放編程理念，即基于HTTP協(xié)議基礎(chǔ)上，利用XML-RPC消息調(diào)用機(jī)制實(shí)現(xiàn)。把想要做的事件用XML格式封裝，提交到WEB服務(wù)，服務(wù)將運(yùn)行結(jié)果用XML包裝響應(yīng)給相應(yīng)的調(diào)用者，調(diào)用者解析這些XML格式信息就可以得到想要的信息。
(1)管理軟件功能。
�、傧到y(tǒng)集成。
a.集成MCU視頻的管理系統(tǒng)。
b.集成SIP服務(wù)器的管理系統(tǒng)。
c.集成短信接口。
d.集成郵件系統(tǒng)。
�、跁�(huì)議室管理。
a.視頻會(huì)議室的創(chuàng)建、修改、刪除。
b.語(yǔ)音會(huì)議室的創(chuàng)建、修改、刪除。
c.會(huì)議室的列表和狀態(tài)查詢(xún)。
d.會(huì)議室成員的列表和狀態(tài)查詢(xún)。
�、弁ㄔ�(huà)管理。
a.任意兩個(gè)SIP客戶(hù)端之間可以直接進(jìn)行通話(huà)。
b.任何有權(quán)限的用戶(hù)都可以通過(guò)系統(tǒng)管理會(huì)議室，包括：創(chuàng)建、修改和刪除，并可以將系統(tǒng)內(nèi)的任意SIP客戶(hù)端、固定電話(huà)和移動(dòng)電話(huà)加入到語(yǔ)音會(huì)議室中。
c.主動(dòng)加入會(huì)議室，用戶(hù)只要撥打已經(jīng)開(kāi)會(huì)的會(huì)議室號(hào)碼，通過(guò)簡(jiǎn)單的提示音操作就可以進(jìn)入會(huì)議室。
④狀態(tài)顯示。SIP電話(huà)會(huì)議系統(tǒng)能夠顯示SIP客戶(hù)端的狀態(tài)，SIP客戶(hù)端分有三種狀態(tài)：在線(xiàn)等待、在線(xiàn)接聽(tīng)和離線(xiàn)(未注冊(cè))。
(2)接口要求。
�、僮裱F(xiàn)有短信接口規(guī)則。
�、谧裱]件系統(tǒng)整合規(guī)則。
�、圩裱c現(xiàn)有用戶(hù)權(quán)限系統(tǒng)整合
規(guī)則。
�、軐�(duì)外提供二次開(kāi)發(fā)接口，至少包含的功能有：MakeCall發(fā)起撥號(hào);End-Call終止通話(huà);GetUserState獲取用戶(hù)狀態(tài);GetUserInfo獲取用戶(hù)信息;Make-Meeting發(fā)起會(huì)議;EndMeeting終止會(huì)議;AddMeetingUser加入用戶(hù)到會(huì)議;
RemoveMeetingUser刪除會(huì)議用戶(hù)。
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