边防指挥中心建设初步设计书.docx
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边防指挥中心建设初步设计书
XX省边防总队
指挥中心建设
初
步
设
计
书
二00七年十月
一、总体概述
1.1建设目标任务
XX边防总队指挥中心系统的建设目标是：
在整合和利用现有条件的基础上，建立一个统一的语音、数据、图像三网融合的智能基础共用平台，使之成为总队公安基础信息采集中心、报警受理服务中心、调度指挥中心和智能决策中心。
应用先进的现代通信、多媒体网络、计算机、自动化控制等理论与技术，按照系统工程原理，以现有网络和信息系统为基础，以GIS地理信息系统为支撑，以有、无线通信系统为纽带，将全队业务信息系统、视频图像监视系统、卫星定位系统与指挥调度系统等有机地组成为一个整体，最大程度地实现资源整合、信息共享，建立一个立足公安、面向社会，成为集公安指挥、交通控制、消防扑救、突发应急处理于一身的多功能、现代化、智能化指挥中心，形成一个系统集成化、信息一体化、办公自动化、管理动态化、决策科学化的公安业务信息化运行机制。
XX边防总队指挥中心系统建成后，将成为边防总队应急联动体系的核心。
在满足日常接警、处警和接受群众求助、尽可能为公民提供快速、有效服务的同时，还要满足重大突发性事件（如自然灾害、公共卫生突发事件等）发生时的快速、有效指挥处置工作。
XX边防总队指挥中心系统建设的目标是：
根据总队指挥中心的现状，在满足现有业务需求的基础上，建设一符合实际情况指挥中心。
具体目标任务包括：
1）建立统一的应急处置体系，实现集中接警、统一指挥、联合行动和快速反应。
2）采用先进的计算机辅助调度技术，使应急指挥中心的接警、处警、决策、指挥、协同、资源管理等过程更加科学、准确，并在最大程度上提高反应速度。
3）建立统一的信息数据库，实现信息资源共享。
充实和完善预案数据库，为应急处理、指挥调度和决策分析提供支撑。
4）建成以地理信息系统为空间信息载体、业务信息可视化的综合控制系统，作为指挥中心应用系统的基础操作平台，具备边防部队指挥作战需要的硬件和软件基础条件。
5）在基础操作平台上，实现视频、语音和数据等各类信息的自动化处理，根据部队管理、执法执勤、处突和作战指挥等实际需要进行统计分析、汇总和可视化展示。
6）建立健全适应总队指挥中心工作的安全管理机制，完善指挥作战安全保障体系。
7）提高管海控海能力，建设海上110报警服务系统。
8）具有良好的可扩展性，为将来整合和统一指挥海陆执法、执勤和救援力量，扩展为全省海陆联合执法、执勤和救援指挥中心打牢基础。
1.2建设内容
本项目建设内容为XX边防总队指挥中心系统建设的设计开发、软硬件配置、系统集成、调试验收，以及系统的操作培训与维护等全过程。
分项内容说明如下：
1）根据项目需要进行系统整体设计，确保系统有性价比高、安全性好、运行稳定、功能完整、操作简单实用以及可扩展性强的特点。
选择和配置项目所需系统平台。
2）项目所需的软、硬件配置、安装和调试。
3）针对本项目的需要进行系统集成，综合考虑项目所涉及的软硬件产品的技术规格与指标，应用软件的功能要求、工作环境、经费预算、工程开发期限等因素，采用恰当的技术手段和依据相应的标准规范将它们组合并集成起来，充分发挥设备的功能，达到项目总体配置的最佳效果。
4）完成必要的系统培训
5）建立系统维护与保养制度，职责分工。
1.3设计原则
XX边防总队指挥中心系统的方案设计和建设遵从以下基本原则：
1）
（1）统一规划、分步实施、滚动发展的原则。
按照集中接警，实现统一指挥、联合行动、快速反应的要求对系统进行总体规划和设计。
2）
（2）充分利用和整合现有资源的原则。
整合通信资源，使指挥通信有序化，为统一指挥、协同作战提供通信保障；整合信息资源，加强信息的管理和应用，建立“关联应用”体系。
3）（3）技术先进性和实用性相结合的原则。
利用计算机辅助调度等先进、实用技术，提高接处警处理速度和智能化水平。
4）（4）“逻辑集中为主、物理集中相结合”的原则。
对指挥系统各组成部分，在技术上保证逻辑集中方式的实现，集中完成各专业部门的接警、处警和指挥调度职能。
同时可以通过计算机网络和无线指挥通信网络连接远端的单位或部门，实现资源共享和指挥协同，采用物理集中的办法，实现集中管理和统一指挥。
1.4技术原则
该系统涉及面广，操作难度高，安全性和可靠性要求高，因此在建设XX边防总队指挥中心系统时必需遵循以下技术原则：
（一）先进性和实用性原则
所提供的技术具有一定的先进性和前瞻性。
采用基于三层体系结构的系统构架和面向对象设计的应用软件；选用稳定可靠且通用的系统软件、数据库软件、中间件软件、工具软件开发平台；按照用户要求，选用技术领先、设备先进、质量可靠、性能价格比合理的设备。
（二）一致性和可管理性原则
新建的指挥系统，要符合公安部“金盾工程”总体规划要求；符合XX边防总队公安业务综合信息系统平台的要求；符合公安业务综合信息系统现有码表规范。
系统必须具有实用性。
系统的所有软硬件应统一考虑，融为一体。
比如：
所有子系统的用户权限管理、各种数据管理等应有机结合、统一考虑。
方便用户使用和管理。
（三）智能性和高效性原则
系统有很强的集成能力，快速的响应时间，使报警能得到及时、有效的受理。
系统设计面向最终用户，必须保证易操作、易理解、易控制。
（四）高可靠性和稳定性原则
系统运行稳定可靠，根据业务量分析和预测，考虑系统设备的处理能力，系统应具有过负荷控制能力。
考虑系统在平时和峰值情况下，安全可靠运行的设备和数据备份机制，确保不死机，没有数据丢失。
系统应支持无间断服务。
从而为接处警系统功能的实现提供一个稳定、健壮的信息交换基础平台。
具有较强的容错能力。
（五）扩展性和开放性原则
系统的设计能力应考虑满足未来5年用户数量、接处警能力的增长需求，要具有灵活扩充和调整的特性，便于设备的扩容和升级。
采用先进、成熟、符合国际标准的软硬件技术，使系统具备可灵活配置的工作流程和可扩展的开放体系结构，能够根据技术、业务的发展随时调整、增加功能。
能够支持多种电话终端业务及应用业务。
具有升级和扩展能力，提出的系统解决方案应能满足该系统业务发展的需要，方便扩大应用范围和提高应用水平；系统中配置的软件和开发的系统应便于维护、升级和扩充以及二次开发，并具有支持多种接口的能力。
（六）安全性和保密性原则
在保证信息为其他应用共享的同时，系统应保证信息的安全。
系统应有完整的、统一的用户权限管理机制，防止非法访问、越级访问和非法操作，同时提供安全日志的功能。
应充分考虑系统的备份、冗余和容错能力，保证系统全年365×24小时不间断运行，并在系统出现问题时能够自动报警并迅速作出反应，及时解决问题；同时，系统应提供可靠、完备的数据备份和数据恢复解决方案，确保数据的安全和完整。
（七）保护投资及效益原则
系统的建设应利用已有投资，保证系统建设效益。
系统建设的经济性也是指挥中心建设的重要方面，系统建设的效益性将从充分集成用户应用和合理规划新系统两个方面得到保证。
系统的设计应遵循效益最大化原则，开发应充分考虑包括硬件、软件、以及其它资源的合理配置。
（八）确保新旧系统平滑过渡原则
新系统的建设应保证新旧系统的平滑过渡，不应造成对用户服务的中断。
保证现有数据库数据的移植、有效利用。
（九）标准性和易维护性
系统采用的信息分类编码、网络通信协议和数据接口标准必须严格执行国家有关标准和行业标准。
硬件设备购置和软件系统开发应符合国家/行业标准或具有标准接口，支持用户应用扩展和软件升级。
提供的系统应具有简单、直观、方便的维护和管理手段，尽量减少维护和管理环节
二、建设（设计）子项的范围及目标
2.1建设（设计）范围
2.1.1基础环境改造
基础环境改造包括对总队指挥中心现有布局、布线、供电系统、防雷系统、空调系统、屏蔽系统等进行改造及装修，使之更好的满足现代化指挥中心环境需要。
（本子项由装修部门设计施工）
2.1.2大屏幕显示系统
大屏幕显示系统是将监控图像、计算机和网络等信息内容以合理的编排同时显示的显示墙上，为指挥中心提供既全面又具体的信息显示支持。
2.1.3扩声系统和智能控制系统
包括扩声、数字音频处理、矩阵切换、会议发音等是指挥中心必不可少的部分，智能控制系统包括对扩声系统的场景控制、视频显示系统的信号切换、士兵电源管理、设备状态管理、摄像机控制及自动切换等功能。
2.1.4三维地理信息综合指挥系统
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.5船艇微波图像传输系统
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.6船艇微波图像传输系统
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.7视频监控联网系统
本子项主要是将现有已经建成的视频监控图像进行整合，统一将摄像机信号进行数字转化、传输、存储和管理。
2.1.8GPS车船卫星定位系统
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.9CDMA接入平台
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.10指挥调度平台
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.11值班要情系统
本案不涉及此项，只考虑预留相应接口。
2.1.12天气预报接收系统
通过互联网B/S方式接入地方气象、地震部门，构建指挥中心灾害和天气情况预报子系统，接收实时的气象资料，为船艇部队调度、行动、救援、抗灾等提供依据。
2.2设计目标
在本项目的设计中，充分考滤到系统的延续和升级，所以我们提出“积极兼容、安全可靠、先进实用、扩展容易”总设计要求，我们在本次项目中设定以下设计和实施目标：
1）质量与功能——从产品选型、技术实施方案两方面着手，使系统达到国家相关规定的质量标准，并成为我们和业主共同的亮点工程。
2）安全与应用——从系统深化设计和施工方案两方面着手，满足系统长时间稳定工作，符合满负荷运行的安全性和可靠性；提高系统操作的简便性和灵活性；
3）技术与发展——从产品选型、深化技术方案着手，结合技术发展方向，在系统中预留一定的扩展空间和相关的扩展接口，便于系统能非常便利地升级，并能与旧设备兼容。
三、设计依据
依据现有的国家标准、规范，并参照国际上通用的规范进行。
基本技术依据的概念，在此为参照和等同。
（包括特性参数要求标准、特性参数测量方法规范标准、电气设计规范、安全要求等）
业主提供的相关图纸；
《厅堂扩声系统声学特性指标》GYJ25-86；
《大会堂建筑设计规范》JGJ57-88；
《主观音质评价标准》；
《厅堂扩声特性测量方法》GB/T4959-1995；
《声系统设备互连的优选配接值》GB14197-93；
《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-93；
《厅堂混响时间测量规范》GBJ76-84；
《民用建筑电器设计规范》JGJ/T16-92；
《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90，92
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《智能建筑设计规范》GB/T50314-2000
《电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法》GB15734-1995
《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》GB50259-92
《低压配电设计规范》GB50054-95
《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》GB/T50311-2000
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000
GB/T15381-94《会议系统的电及其音频性能要求》
IEC914《Electricalandaudiorequirementsoftheconferencessystems》
四、设计思想
按照我们上一节提到的设计目标，我们将按以下的思想进行本次方案的设计：
1）实用性和可靠性：
从实际需求出发，可靠实用。
采用的技术手段要具有先进性，但必须成熟。
尽量选用主流的工业产品以降低开发和应用过程中的风险，并且具有完整的文档资料和相对便宜的价格。
软件系统必须经严格测试，并有成功的应用经验。
优选实力雄厚的先进厂商的名牌产品，以求长远的用户支持。
2）开放性和扩展性：
系统具有可扩展性，兼容流行技术趋势。
具有开放的数据通信媒介接口，支持多媒体技术，便于系统的智能集成，适应未来技术的发展，不断提供增值服务。
3）先进性和灵活性：
在可能的预算范围内考虑率先采用国内外业已成熟的先进技术和产品，以适应不断革新的趋势，并利于向更高水准的系统平台升级。
灵活性体现在对具有不同需求的用户提供不同的服务。
4）易操作性和易维护性：
根据不同的实际使用情况，针对操作人员的专业水平，系统采用不同的操作方式，譬如由专业人员控制的灯光音响系统，采用传统的调音台操作方式，并配合先进的数据存取功能，结合数字设备的声场记忆功能和操作人员的主观能动性，让系统发挥最佳的艺术效果；而由一般服务员操作的会议室则采用了自动化程度较高的自动混音扩声系统，配合良好的用户图形界面，采用诸如菜单、按钮等直观的操作手段和面向目标的管理技术，掩盖软硬件的复杂性，为普通用户和管理用户提供方便性和灵活性。
在本方案设计中，我们采用后者的设计方式。
4.1音、视频系统设计思想
4.1.1总体思想
满足目前使用的功能需求，使用当今先进的扩声技术，并能为日后的升级提供余地。
力求突出系统实用性、先进性和可扩展性。
4.1.2技术运用
充分考虑作为地方性会议中心的使用特点和需求，做到量体裁衣按需设计。
工程上采用主流技术（先进、实用、成熟技术）、主流产品（符合主流技术要求的常用成熟产品）。
突出以人为本、按需设计、量体裁衣的原则
4.1.3设备选型
1）满足系统先进性要求：
在确保设备技术参数指标的前提下，选用世界知名品牌并通过2~3年实践验证，为广大技术人员所认同的高可靠性产品（系统）。
并保持所选器材、设备定位的一致性。
2）满足系统使用方便的要求：
由于该会议厅是内部使用场所，通常的操作人员是毫无经验的服务员或电工，要使一般的人员能在较短的时间内熟练掌握这先进系统的操作，系统的控制界面必须简单明了，并具有场景预设功能。
3）考虑可靠性、实用性、安全性和易维护性：
选择满足上述要求的产品及系统，达到可靠性、实用性、安全性和易维护性与先进性很好地结合。
4）追求最佳投资效能比：
使系统稳定可靠，而价格并不昂贵。
4.2集控系统设计思想
集中控制是一种能简化系统操作、序列运行的智能控制设备，它分为硬件与软件两部分：
1）硬件方面，建议选用国际著名的Crestron（快思聪）产品，以提高系统的运行稳定性和先进性，会议系统的所有主要设备均能够在单一平台上进行集中控制。
2）软件方面，完全根据用户需求进行定制开发，控制系统具备友好的人机界面，通过预置模式等手段降低对操作人员的技术要求，提高设备的使用效率。
五、设计方案描述
5.1指挥中心
指挥总心位于八层，面积约60平方米，主要用指挥作战，小型会议等用途。
5.2扩声系统
扩声系统设计关键在选择扬声器的选型布置和电声的处理两部分，扬声器的选型布置设计就像汽车的发动机一样，它是决定扩声系统性能好坏的基本，而电声的处理设计则如汽车的电脑控制装置，是决定扩声系统发挥得好坏的关键。
有设计优良的发动机，但缺乏精确的控制系统，他仍然是一台劣质的汽车；反之亦然。
为此，我们重点阐述扬声器的选型布置和电声的处理两部分
5.2.1需求分析
设计一个好的扩声系统，首先应根据建筑物的使用功能、扩展计划、建筑和建筑声学设计等因素来确定，其次是根据用途类别、质量标准和服务对象等因素来确定方案的技术指标。
最后，根据前期草案构想、目标对系统进行设计、选型、模拟分析……
我们认为的扩声系统主要是为语言服务，同时也兼顾多媒体信号后的播放，首先应满足其语言扩声的高清晰度，从而完成其建筑物的基本功能，再而是其应有多功能的使用性，例如配合多媒体电脑等高清晰度影像的音乐扩声要求。
既然是多功能扩声系统，很自然的其必须有非常简易的操作控制特性，以及兼容会议的声音均匀性和音乐扩声的声像和音色，因此，要求系统必须具有简易的操作特性、两种模式音箱布置、专用会议话筒以及回授自动抑制等专业性要求。
5.2.2扬声器布置分析与选型
5.2.2.1场地分析
会议室长度约19米，宽约6.5米，高度约4米。
设有固定主席台和座位。
5.2.2.2扬声器布置分析
扬声器的选择与布置首先要与应用的场合相结合，作为多用途的扩声系统，扬声器的选择与安装要从声压、清晰度、均匀度、主观音色等多方面考虑。
作为一个方形的而且层高较低的场所，扬声器无论在四周哪个方向布置都会导致前后区域的声压级不平衡，声音反射次数多而造成清晰度不够。
出于这个原因，我们采用吸顶布置扬声器来解决这个问题，由于使用了吸顶布置的扬声器用于语言扩声，在2.5米高的空间里，听众基本上只会听到来自上方2米多远的扬声器的直达声，清晰度相当的高，而且对吸顶扬声器的声压级的要求也大大降低。
但是，当今多媒体信息时代，会议中经常会有一些多媒体演示的需要，这样，吸顶扬声器就难以满足要求了，因此我们另外考虑了音乐节目音箱，安装在投影幕两侧，专门负责大动态的音乐回放。
5.2.2.3扬声器选型及布置
吸顶音箱方面，设计4只吸顶扬声器作为语言扩声音箱，在天花上均匀安装，全场语言扩声均匀清晰分布。
将两只主扬声器设置于主席台的两侧，作为左、右两个声道，这种布置方式有着较高的声像一致性、传声增益、语言清晰度、声压和不易产生啸叫。
5.2.3功放匹配
有了优质音箱是不够的，还要有高可靠性、失真小的功率放大器给音箱提供不失真信号输入，因此，功放采用皇冠系列功放，皇冠系列功放能有效的发挥了音箱性能。
具有大功率、高瞬态、高转换速率和输入输出电平保护、直流输出保护等强大功能。
功率匹配上我们采用与PGM（节目功率）相配的方式。
5.2.4电声处理部分
正如主扩声设计前言中所述，电声系统的处理和控制就像汽车中的变速箱和点火控制装置，它的重要地位不言而喻。
扩声系统也需要自动波、ABS、安全气囊，来使扩声系统的声音控制理想化、安全化、自动化。
5.2.4.1分析与构思
不论是采用何种型号的扬声器或怎样的布置方式，尽量减轻系统操作的复杂性、增加系统运行的自动处理装置是我们首先考虑的问题，若采用传统的模拟扩声器材无法实现自动处理、模式转换、音效控制等功能。
因此，要在多种模式的应用中全场取得较为一致的声场和稳态的声音，全面的数字化电声处理控制系统是必不可少的。
选用机架式、整合性强、噪音低的数字化多路矩阵处理系统，结合多种控制界面和特殊的电声效果处理是最佳的解决方案。
5.2.4.2总结与结论
按照上述的理论，美国Peavey（百威）电子公司推出DIGITOOLMX集音频处理、音频矩阵、多媒体控制功能（简称媒体矩阵系统）的设备解决了这些难题，DIGITOOLMX是一套集音频处理、控制于一身的先进数码产品；在音频处理方面，它具有市面上传统音频处理设备的功能，而且，系统中还有传统设备不具备的各种逻辑控制器，可根据内、外部不同的条件设定来实现自动完成音频处理的调整，和同步控制其他视频、机电、灯光等系统。
5.2.4.3方案与实施
电声处理控制系统采用DIGITOOLMX的8x8音频处理矩阵、1套Crestron™智能化集中控制组成的控制界面等构成
主要的电声处理由DIGITOOLMX负责：
DIGITOOLMX是一台具有广泛的多种用途的数字式可编程媒体矩阵。
DIGITOOLMX有一个8X8的音频矩阵，它可以把8个输入音频信号经过不同的特定音频处理后矩阵输出到8个不同的端口。
在一个19寸小巧的机壳体内，DIGITOOLMX具有大量的信号处理功能，例如压缩，限幅，均衡和信号延迟。
一切经过编辑的音频线路结构和参数可以作为记忆预设贮存起来。
在任何特殊情况下这些预设很容易调出来，这一属性使得DIGITOOLMX在不同应用环境下能迅速地进行变换。
DIGITOOLMX既是一台数字设备。
其内部控制及信号处理功能是完全数字化的，并以高科技的DSP（数字信号处理）技术为基础。
由于使用了DSP技术，DIGITOOLMX能选择多种信号处理方式,全部可编程,并具有各种远程遥控能力。
标准的和开放的控制接口协议非常方便的与Crestron™等智能控制系统实现互连。
5.2.5会议发言设备
常用的会议发言系统有两种：
手拉手式电子会议发言系统和自动混音发言系统。
自动混音会议系统虽然在管理功能上远不如电子会议系统，但他的电声解决方案更为先进合理，确实是电子会议系统无法比拟的。
自动混音器之所以很受欢迎的原因之一就是它可以协助消除声音回授。
声音回授是指一个系统的声能又被发送回同一系统，而自动混音器有一种功能叫NOM，以此来减少由于激活未被使用的话筒通道产生的额外增益而导致的回授。
NOM—NumberofOpenMicrophones（打开话筒的数量），它成为音响系统中当有多于一个话筒被激活时防止发生回授的方法。
当每个话筒在声场中取样时，每次激活两个话筒，系统增益会增加3dB。
这一个额外的增益会立刻使系统产生回授。
NOM补偿可避免回授发生，其通过消除每次激活2支话筒时系统产生的3dB的增益来达到这一目的。
NOMINdB=10log（NOM）
NAG/PAG—NeededAcousticalGain（需要的音响增益）及PotentialAcousticGain（潜在音响增益）。
要设计一个音响系统必须知道NAG和PAG的计算公式。
NAG/PAG将会提前告知正在设计的系统是否有足够的潜在音响增益防止回授。
如公式所示，NOM在设计中有着非常重要的作用。
NAG=20log（Do/Ds）―20log（EAD/Ds）
PAGindB=
ΔDo-ΔEAD=10log（NOM）+6dBFSM
Ds=Distancefromthetalkertothemicrophone（话筒到讲话人的距离）
Do=Distancefromthetalkertothefarthestlistener（讲话人到最远的听众的距离）
EAD=EquivalentAcousticDistance（等效音响距离）
FSM=FeedbackStabilityMargin（回授稳定系数极限）
从上面的分析可以看出，电子会议系统比较适合多功能的需要管理功能较强的会议，自动混音会议系统更适合于自由讨论形式或报告形式的会议。
在指挥中心设计中，我们考虑了6个席位的发言系统，发言话筒采用了鹅颈电容式会议话筒，具有強指向性，灵敏度高，外观高雅大方，是目前会议话筒最受用户欢迎的产品。
话筒的控制则采用了美国PEAVEY的AUTOMIXII,AUTOMIXII具有8路话筒输入，可以级连控制更多的话筒，可以设定主席优先的功能，最为可贵的是它在系统集成方面的细微设计，可以输出话筒的开闭状态供中央控制系统用于话筒摄像跟踪的信号，还可以通过中控系统来遥控话筒的开关，真正实现一些话筒的管理功能。
我们设计了1台AUTOMIXII控制6只话筒。
另外在会议时，为方便各位领导的指挥发言，我们还配置了1套手持无线话筒。
5.3视频显示系统
5.3.1大屏幕显示总体
对指挥大厅大屏幕显示系统主要由DLP大屏幕显示屏、专业监视器辅助显示系统、VGA信号接入模块、大屏控制模块等功能模块构成。
构成这一系统的包括信号接入、控制和显示等子系统，接入设备安放在设备间，控制系统设在指挥控制台，具体由以下几部分组成：
DLP显示屏。
选用50英寸显示单元，单屏规格为：
单屏尺寸：
1016㎜（宽）×762㎜（高）
组合尺寸：
3048㎜（宽）×1524㎜
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