北京大興國際機場指揮中心音視頻系統(tǒng)創(chuàng)新實踐

□ 張競帆

北京大興國際機場（以下簡稱“大興機場”）一期工程計劃到2025年實現(xiàn)年旅客吞吐量7200萬人次、貨郵吞吐量200萬噸、飛機起降量62萬架次的設計目標。為了實現(xiàn)這一宏偉藍圖，大興機場統(tǒng)籌規(guī)劃、敢于創(chuàng)新，構(gòu)建起統(tǒng)一管理、協(xié)同操作、整合高效的運行指揮機制；同時還建設了由多達68個業(yè)務信息系統(tǒng)組成的龐大的信息管理平臺，為機場各個業(yè)務部門及相關單位提供實時、共享、統(tǒng)一、透明的應用服務。筆者基于當前機場行業(yè)內(nèi)指揮中心音視頻系統(tǒng)的發(fā)展及應用情況，介紹大興機場運行指揮中心（AOC）和信息管理中心（SOC）音視頻系統(tǒng)的創(chuàng)新實踐。

一、音視頻系統(tǒng)

機場是航空運輸系統(tǒng)中的重要基礎設施，在航空運輸業(yè)中扮演著關鍵的角色。機場主要為航空器進離港飛行和地面機務、旅客出行以及貨郵運輸提供保障服務。在整個機場服務保障體系中，運行指揮中心是最關鍵的指揮調(diào)度部門，擔負著機場日常運行管理、公共安全保障、應急事件處置等關鍵職責。同時，隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，以及“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計算等技術逐步深入，信息技術被越來越廣泛地應用到機場各業(yè)務流程的運維管理中，因此，負責機場信息系統(tǒng)運行保障工作的信息管理中心便成為建設“Airport3.0智慧型機場”的關鍵。

音視頻系統(tǒng)是機場運行指揮中心和信息管理中心的重要結(jié)構(gòu)，負責傳達機場的各類信息資源，并將決策訊息反饋給相關部門。完善的音視頻系統(tǒng)能夠更好地幫助運行指揮中心和信息管理中心整合多種數(shù)據(jù)資源，集合多種業(yè)務的平臺，完成信息挖掘、輔助決策、調(diào)度指揮等核心任務，保障機場安全平穩(wěn)運行。

1.機場音視頻系統(tǒng)簡介

機場指揮中心的音視頻系統(tǒng)主要包括大屏顯示及控制系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、控制臺席位系統(tǒng)以及中央集中控制系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)并非各自獨立，而是相輔相成，如果任何一個出現(xiàn)問題，都可能影響到整個音視頻系統(tǒng)的正常使用。因此，在設計和建設時應當整體把控，并根據(jù)用戶實際需求進行整體定位，然后據(jù)此來選擇系統(tǒng)設備的檔次和型號，以保證系統(tǒng)設備技術參數(shù)平衡及接口可用，避免出現(xiàn)性能短板和功能缺陷等問題。

由于機場運行的信息系統(tǒng)數(shù)量眾多，部署的終端設備種類繁雜，這就導致指揮中心所接入信號的多樣性和顯示內(nèi)容的復雜性。單臺顯示設備難以滿足大量資訊展示的需求，因此就需要用到顯示更多內(nèi)容的大屏顯控系統(tǒng)。大屏顯控系統(tǒng)由拼接屏和拼接控制系統(tǒng)兩部分組成。

目前，行業(yè)內(nèi)大屏顯控系統(tǒng)主要選用數(shù)字光投影（DLP）拼接屏、LCD高清液晶拼接屏、LED小間距拼接屏3種拼接形式。其中DLP屏相比LCD屏具備較小的拼縫、較長的使用壽命和高亮度、高分辨率的優(yōu)勢，又因其采用激光冷光源，散熱量遠低于LED小間距屏，對指揮中心室內(nèi)溫度影響極小，能夠保證環(huán)境舒適度。因此，DLP屏更多地被大型指揮中心的大屏顯控系統(tǒng)所采用；而LCD屏和LED小間距屏則更多用于空間較小、人員較少的指揮室或會議室的顯示系統(tǒng)。

拼接控制系統(tǒng)是圖像信號源與拼接屏之間接入顯示的中樞紐帶，可以滿足大量信號同時處理顯示，能夠接入并處理顯示模擬視頻、數(shù)字視頻、高清視頻，以及GIS、GPS、SCADA、SIG等超高分辨率信號。根據(jù)使用場景和功能的不同，拼接控制系統(tǒng)可分為集中式、嵌入式和分布式3種。

（1）會議系統(tǒng)。機場日常運行指揮和突發(fā)事件應急處置中會召開大量的不同層級、不同議題的會議，就需要建設完整的人性化的會議系統(tǒng)，以提高溝通和會商效率。當前常用的會議系統(tǒng)主要包含了用于展示各類信息資源和會商內(nèi)容的顯示屏；用于參會人員進行溝通的麥克風、音響等音頻擴聲設備；用于不同區(qū)域、不同會場聯(lián)合指揮、遠程溝通的視頻會議系統(tǒng)，由多點控制單元MCU和視頻會議終端組成；以及用于采集會議現(xiàn)場畫面的攝像系統(tǒng)。

（2）控制臺席位系統(tǒng)。建立起一個系統(tǒng)智能、平穩(wěn)可靠、運行高效的現(xiàn)代化指揮中心，不僅需要系統(tǒng)功能齊全、設備性能優(yōu)異，還要求充分考慮到人機工程學的因素。讓長時間在指揮中心里的運行管理人員能夠擁有一個舒適的工作環(huán)境，既是建設先進指揮中心的重要標準，也是展示企業(yè)良好形象的窗口。因此，控制臺席位系統(tǒng)不僅要滿足指揮人員長時間監(jiān)控辦公時提高效率、緩解疲勞的需要，還要滿足對計算機、電話、傳真機、打印機等設備的合理放置，對線纜的安全管理，對文檔物品的妥善保管，同時還要滿足與指揮中心整體環(huán)境保持美觀和統(tǒng)一。

（3）中央集中控制系統(tǒng)。隨著指揮中心音視頻系統(tǒng)的功能越來越多、性能越來越強大，子系統(tǒng)規(guī)模以及所用設備種類和數(shù)量也愈發(fā)龐大，如何高效使用和管理這些系統(tǒng)設備成為了新的難題。中央集中控制系統(tǒng)很好地解決了這個問題?；谇度胧杰浖_發(fā)技術，中控系統(tǒng)可以將軟件系統(tǒng)和硬件控制設備相結(jié)合，通過IP、RS232/422/485、紅外、I/O等控制信號接口將被控設備連接到中控主機，可以將各類音視頻設備的操控管理集成到平板電腦上，極大地方便了用戶的使用。

2.音視頻系統(tǒng)在機場行業(yè)的應用現(xiàn)狀

機場指揮中心音視頻系統(tǒng)的建設需要考慮航空運輸指揮管理中的實際需要和未來發(fā)展訴求。目前，國內(nèi)主要機場使用的大屏顯示系統(tǒng)已日漸老舊，主要以采用LED光源和UHP燈泡光源的背投拼接屏為主，能耗大、散熱量大、顯示效果差；所用控制臺席位系統(tǒng)仍以辦公家具設計為主，達不到國際上的專業(yè)認證標準，部分新晉國產(chǎn)專業(yè)控制臺也以模仿居多，整體仍處于追趕階段；會議系統(tǒng)亟待升級，以滿足新的會商和溝通需求；音視頻信號控制及中控系統(tǒng)智能化也有待提升。

二、北京大興國際機場音視頻系統(tǒng)介紹

北京大興國際機場以“引領世界機場建設,打造全球空港標桿”為目標，圍繞著“平安機場、綠色機場、智慧機場、人文機場”的指導思想全力推進四型機場建設。為了更好地構(gòu)建“Airport3.0智慧型機場”，大興機場統(tǒng)籌規(guī)劃運行指揮中心和信息管理中心的土建工程同步啟動建設，以“左右腦”的布局，促使指揮決策和信息支撐相輔相成，真正打造出機場行業(yè)的“最強大腦”。

1.運行指揮中心音視頻系統(tǒng)

運行指揮中心作為大興機場的樞紐指揮中心，以“大興一心”的設計理念，將傳統(tǒng)的飛行區(qū)、航站區(qū)、公共區(qū)等屬地部門指揮中心統(tǒng)一結(jié)合，將貴賓、物業(yè)、航食、安保、首維等機場配套單位的指揮席位統(tǒng)籌規(guī)劃，并與公安、消防、航司、空管、交委等相關單位協(xié)同部署，構(gòu)建起統(tǒng)一管理、協(xié)同操作、整合高效的運行指揮機制。

運行指揮中心音視頻系統(tǒng)根據(jù)空間劃分為指揮大廳和綜合會商室兩部分。指揮大廳設置了137個控制臺席位，其中包括前廳76個席位，中部5個值班經(jīng)理席位，后廳56個席位，另于后廳設置1套16個席位的會議桌。前廳設置1組4×12的80寸激光 DLP大屏顯控系統(tǒng)，后廳兩側(cè)各設置1組2×4的70寸激光DLP大屏顯控系統(tǒng)（如圖1所示）。指揮大廳還配備1套支持288路信號通道的光纖KVM坐席協(xié)作管理系統(tǒng)，可將機場管理中心各業(yè)務部門席位的PC終端接入統(tǒng)一管理。

圖1 運行指揮中心指揮大廳示意圖

綜合會商室設置圓形主會議桌20席，參會桌48席，有線麥克風20臺，無線麥克風2臺，桌面插座44臺。設置1組3×5的DID液晶拼接顯控系統(tǒng)、2套激光投影機及150寸幕布，并配備98寸液晶觸摸屏和65寸商用顯示器各1臺以輔助顯示系統(tǒng)（如圖2所示）。此外，還配備有多媒體混合矩陣、數(shù)字會議及視頻跟蹤系統(tǒng)、遠程視頻會議終端、無線投屏系統(tǒng)、音頻擴聲系統(tǒng)、音視頻錄播系統(tǒng)、智能語音識別系統(tǒng)、可視化導播中控系統(tǒng)。

圖2 運行指揮中心綜合會商室示意圖

2.信息管理中心音視頻系統(tǒng)

信息管理中心作為機場信息系統(tǒng)運行管理平臺，擔負著機場19個平臺、多達68個業(yè)務信息系統(tǒng)的運行、監(jiān)控、管理及維護工作，是保障機場信息系統(tǒng)正常運行的關鍵場所。信息管理中心設置了2排24個控制臺席位，前排采用6+6布局，后排采用4+4+4布局，便于各系統(tǒng)承包商陪伴運行人員、維保單位工作人員同機場信息部運行值班人員協(xié)同操作、統(tǒng)一指揮；還設置了1組2×12的DID液晶拼接顯控系統(tǒng)，可以將68個業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進行實時展示，便于信息共享和共同決策（如圖3所示）。此外，還配備了1套支持48路信號通道的光纖KVM坐席協(xié)作管理系統(tǒng)，可將信息部運行值班席位和關鍵業(yè)務系統(tǒng)維保席位的PC終端接入統(tǒng)一管理。

圖3 信息管理中心示意圖

三、北京大興國際機場音視頻系統(tǒng)的具體應用

大興機場勇于創(chuàng)新實踐，在傳統(tǒng)指揮中心音視頻系統(tǒng)基礎上應用了新的技術和設備，極大地提升了運行指揮中心和信息管理中心的運行效能。

1.新型激光DLP拼接屏

DLP技術廣泛應用于大型指揮中心的信息顯示系統(tǒng)。相較傳統(tǒng)的LED光源和UHP燈泡光源的背投顯示屏，大興機場所采用的激光光源DLP拼接屏具有高亮度、高分辨率、高使用壽命、低能耗、冷光源低散熱等眾多優(yōu)勢（見表1所列）。

2.新型會議系統(tǒng)設備

運行指揮中心綜合會商室在傳統(tǒng)會議系統(tǒng)基礎上，采用了無線投屏技術，將無線投屏主機接入多媒體混合矩陣，然后通過無線移動投屏終端便可將筆記本電腦視頻信號投射到大屏顯控系統(tǒng)上，無需再使用VGA、HDMI等視頻轉(zhuǎn)接線，極大地提升了會商效率；運用了會議音視頻錄播及智能語音識別技術，可將參會人員的發(fā)言內(nèi)容實時采集，并通過后臺人工智能語音識別系統(tǒng)將采集到的發(fā)言轉(zhuǎn)換成文本，立即進行展示，還可將歷史會議錄音導入系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成文本文件，快速形成會議紀要，且識別準確率極高，便于提高會議記錄人員的工作效率；通過多媒體混合矩陣將會商室的6臺視頻會議終端分別與6家單位建立視頻會議溝通機制，增強了大興機場運行指揮中心對外的溝通協(xié)調(diào)能力。

表1 3種DLP光源主要參數(shù)對比

3.可視化導播中控系統(tǒng)

可視化導播中控系統(tǒng)實現(xiàn)對大屏顯控系統(tǒng)、音響、燈光、空調(diào)等的控制接入，實現(xiàn)多套系統(tǒng)的統(tǒng)一控制。系統(tǒng)支持觸摸屏控制，可通過手持平板電腦來控制指揮中心內(nèi)接入的所有大屏、照明燈光、控制臺燈帶的開關，音頻、視頻矩陣的信號切換，視頻會議終端、攝像頭追蹤圖面的切換等。該系統(tǒng)根據(jù)可視化系統(tǒng)定制開發(fā)相應的接口，通過實現(xiàn)可視化系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)相結(jié)合來實現(xiàn)多系統(tǒng)的聯(lián)動應用。

4.坐席協(xié)作系統(tǒng)

大興機場所采用的光纖KVM坐席協(xié)作系統(tǒng)，相較傳統(tǒng)的KVM系統(tǒng)增加了音視頻信號的混合矩陣功能，并依靠光纖提升音視頻信號的傳輸速度，實現(xiàn)鍵盤、鼠標、顯示器與PC主機的物理分離，進而實現(xiàn)PC主機在后臺機房的統(tǒng)一運行及維護，真正達到虛擬化管理，同時還優(yōu)化了指揮中心控制臺席位的辦公環(huán)境。運用坐席協(xié)作系統(tǒng)，指揮人員憑借一套鼠標鍵盤便可操作多臺終端，可隨意切換不同的PC主機來顯示所要使用的信息系統(tǒng)界面。通過坐席協(xié)作系統(tǒng)可將任何后臺服務器或PC主機的畫面、聲音以及鼠標鍵盤信號無縫切換過來進行本地控制，無需挪動席位就能實現(xiàn)席位功能定位的轉(zhuǎn)換，操作靈活且方便席位職能管理。還可根據(jù)業(yè)務流程，定義不同權(quán)限的控制臺席位，如普通值班員席位、值班經(jīng)理席位等，席位間控制者與被控制者之間都能夠同時看到同一顯示畫面和操作，便于協(xié)同辦公及指令發(fā)布，極大地提升工作效率。

四、結(jié)語

北京大興國際機場勇于嘗試、敢于創(chuàng)新，在指揮中心音視頻系統(tǒng)建設中采取了諸多創(chuàng)新實踐，為同類工程項目提供了指導經(jīng)驗，是創(chuàng)建“Airport3.0智慧型機場”的現(xiàn)實樣本。而音視頻技術發(fā)展是不斷迭代的，會不斷地推陳出新，因此必須要堅持不懈地學習和創(chuàng)新實踐，在建設“智慧機場”的道路上永不止步。