北京大兴国际机场指挥中心音视频系统创新实践

2020-01-15张竞帆

交通企业管理 2020年1期

□ 张竞帆

北京大兴国际机场（以下简称“大兴机场”）一期工程计划到2025年实现年旅客吞吐量7200万人次、货邮吞吐量200万吨、飞机起降量62万架次的设计目标。为了实现这一宏伟蓝图，大兴机场统筹规划、敢于创新，构建起统一管理、协同操作、整合高效的运行指挥机制；同时还建设了由多达68个业务信息系统组成的庞大的信息管理平台，为机场各个业务部门及相关单位提供实时、共享、统一、透明的应用服务。笔者基于当前机场行业内指挥中心音视频系统的发展及应用情况，介绍大兴机场运行指挥中心（AOC）和信息管理中心（SOC）音视频系统的创新实践。

一、音视频系统

机场是航空运输系统中的重要基础设施，在航空运输业中扮演着关键的角色。机场主要为航空器进离港飞行和地面机务、旅客出行以及货邮运输提供保障服务。在整个机场服务保障体系中，运行指挥中心是最关键的指挥调度部门，担负着机场日常运行管理、公共安全保障、应急事件处置等关键职责。同时，随着信息产业的迅猛发展，以及“互联网+”、大数据、云计算等技术逐步深入，信息技术被越来越广泛地应用到机场各业务流程的运维管理中，因此，负责机场信息系统运行保障工作的信息管理中心便成为建设“Airport3.0智慧型机场”的关键。

音视频系统是机场运行指挥中心和信息管理中心的重要结构，负责传达机场的各类信息资源，并将决策讯息反馈给相关部门。完善的音视频系统能够更好地帮助运行指挥中心和信息管理中心整合多种数据资源，集合多种业务的平台，完成信息挖掘、辅助决策、调度指挥等核心任务，保障机场安全平稳运行。

1.机场音视频系统简介

机场指挥中心的音视频系统主要包括大屏显示及控制系统、会议系统、信号处理系统、扩声系统、控制台席位系统以及中央集中控制系统。这些子系统并非各自独立，而是相辅相成，如果任何一个出现问题，都可能影响到整个音视频系统的正常使用。因此，在设计和建设时应当整体把控，并根据用户实际需求进行整体定位，然后据此来选择系统设备的档次和型号，以保证系统设备技术参数平衡及接口可用，避免出现性能短板和功能缺陷等问题。

由于机场运行的信息系统数量众多，部署的终端设备种类繁杂，这就导致指挥中心所接入信号的多样性和显示内容的复杂性。单台显示设备难以满足大量资讯展示的需求，因此就需要用到显示更多内容的大屏显控系统。大屏显控系统由拼接屏和拼接控制系统两部分组成。

目前，行业内大屏显控系统主要选用数字光投影（DLP）拼接屏、LCD高清液晶拼接屏、LED小间距拼接屏3种拼接形式。其中DLP屏相比LCD屏具备较小的拼缝、较长的使用寿命和高亮度、高分辨率的优势，又因其采用激光冷光源，散热量远低于LED小间距屏，对指挥中心室内温度影响极小，能够保证环境舒适度。因此，DLP屏更多地被大型指挥中心的大屏显控系统所采用；而LCD屏和LED小间距屏则更多用于空间较小、人员较少的指挥室或会议室的显示系统。

拼接控制系统是图像信号源与拼接屏之间接入显示的中枢纽带，可以满足大量信号同时处理显示，能够接入并处理显示模拟视频、数字视频、高清视频，以及GIS、GPS、SCADA、SIG等超高分辨率信号。根据使用场景和功能的不同，拼接控制系统可分为集中式、嵌入式和分布式3种。

（1）会议系统。机场日常运行指挥和突发事件应急处置中会召开大量的不同层级、不同议题的会议，就需要建设完整的人性化的会议系统，以提高沟通和会商效率。当前常用的会议系统主要包含了用于展示各类信息资源和会商内容的显示屏；用于参会人员进行沟通的麦克风、音响等音频扩声设备；用于不同区域、不同会场联合指挥、远程沟通的视频会议系统，由多点控制单元MCU和视频会议终端组成；以及用于采集会议现场画面的摄像系统。

（2）控制台席位系统。建立起一个系统智能、平稳可靠、运行高效的现代化指挥中心，不仅需要系统功能齐全、设备性能优异，还要求充分考虑到人机工程学的因素。让长时间在指挥中心里的运行管理人员能够拥有一个舒适的工作环境，既是建设先进指挥中心的重要标准，也是展示企业良好形象的窗口。因此，控制台席位系统不仅要满足指挥人员长时间监控办公时提高效率、缓解疲劳的需要，还要满足对计算机、电话、传真机、打印机等设备的合理放置，对线缆的安全管理，对文档物品的妥善保管，同时还要满足与指挥中心整体环境保持美观和统一。

（3）中央集中控制系统。随着指挥中心音视频系统的功能越来越多、性能越来越强大，子系统规模以及所用设备种类和数量也愈发庞大，如何高效使用和管理这些系统设备成为了新的难题。中央集中控制系统很好地解决了这个问题。基于嵌入式软件开发技术，中控系统可以将软件系统和硬件控制设备相结合，通过IP、RS232/422/485、红外、I/O等控制信号接口将被控设备连接到中控主机，可以将各类音视频设备的操控管理集成到平板电脑上，极大地方便了用户的使用。

2.音视频系统在机场行业的应用现状

机场指挥中心音视频系统的建设需要考虑航空运输指挥管理中的实际需要和未来发展诉求。目前，国内主要机场使用的大屏显示系统已日渐老旧，主要以采用LED光源和UHP灯泡光源的背投拼接屏为主，能耗大、散热量大、显示效果差；所用控制台席位系统仍以办公家具设计为主，达不到国际上的专业认证标准，部分新晋国产专业控制台也以模仿居多，整体仍处于追赶阶段；会议系统亟待升级，以满足新的会商和沟通需求；音视频信号控制及中控系统智能化也有待提升。

二、北京大兴国际机场音视频系统介绍

北京大兴国际机场以“引领世界机场建设,打造全球空港标杆”为目标，围绕着“平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场”的指导思想全力推进四型机场建设。为了更好地构建“Airport3.0智慧型机场”，大兴机场统筹规划运行指挥中心和信息管理中心的土建工程同步启动建设，以“左右脑”的布局，促使指挥决策和信息支撑相辅相成，真正打造出机场行业的“最强大脑”。

1.运行指挥中心音视频系统

运行指挥中心作为大兴机场的枢纽指挥中心，以“大兴一心”的设计理念，将传统的飞行区、航站区、公共区等属地部门指挥中心统一结合，将贵宾、物业、航食、安保、首维等机场配套单位的指挥席位统筹规划，并与公安、消防、航司、空管、交委等相关单位协同部署，构建起统一管理、协同操作、整合高效的运行指挥机制。

运行指挥中心音视频系统根据空间划分为指挥大厅和综合会商室两部分。指挥大厅设置了137个控制台席位，其中包括前厅76个席位，中部5个值班经理席位，后厅56个席位，另于后厅设置1套16个席位的会议桌。前厅设置1组4×12的80寸激光 DLP大屏显控系统，后厅两侧各设置1组2×4的70寸激光DLP大屏显控系统（如图1所示）。指挥大厅还配备1套支持288路信号通道的光纤KVM坐席协作管理系统，可将机场管理中心各业务部门席位的PC终端接入统一管理。

图1 运行指挥中心指挥大厅示意图

综合会商室设置圆形主会议桌20席，参会桌48席，有线麦克风20台，无线麦克风2台，桌面插座44台。设置1组3×5的DID液晶拼接显控系统、2套激光投影机及150寸幕布，并配备98寸液晶触摸屏和65寸商用显示器各1台以辅助显示系统（如图2所示）。此外，还配备有多媒体混合矩阵、数字会议及视频跟踪系统、远程视频会议终端、无线投屏系统、音频扩声系统、音视频录播系统、智能语音识别系统、可视化导播中控系统。

图2 运行指挥中心综合会商室示意图

2.信息管理中心音视频系统

信息管理中心作为机场信息系统运行管理平台，担负着机场19个平台、多达68个业务信息系统的运行、监控、管理及维护工作，是保障机场信息系统正常运行的关键场所。信息管理中心设置了2排24个控制台席位，前排采用6+6布局，后排采用4+4+4布局，便于各系统承包商陪伴运行人员、维保单位工作人员同机场信息部运行值班人员协同操作、统一指挥；还设置了1组2×12的DID液晶拼接显控系统，可以将68个业务系统的数据信息进行实时展示，便于信息共享和共同决策（如图3所示）。此外，还配备了1套支持48路信号通道的光纤KVM坐席协作管理系统，可将信息部运行值班席位和关键业务系统维保席位的PC终端接入统一管理。

图3 信息管理中心示意图

三、北京大兴国际机场音视频系统的具体应用

大兴机场勇于创新实践，在传统指挥中心音视频系统基础上应用了新的技术和设备，极大地提升了运行指挥中心和信息管理中心的运行效能。

1.新型激光DLP拼接屏

DLP技术广泛应用于大型指挥中心的信息显示系统。相较传统的LED光源和UHP灯泡光源的背投显示屏，大兴机场所采用的激光光源DLP拼接屏具有高亮度、高分辨率、高使用寿命、低能耗、冷光源低散热等众多优势（见表1所列）。

2.新型会议系统设备

运行指挥中心综合会商室在传统会议系统基础上，采用了无线投屏技术，将无线投屏主机接入多媒体混合矩阵，然后通过无线移动投屏终端便可将笔记本电脑视频信号投射到大屏显控系统上，无需再使用VGA、HDMI等视频转接线，极大地提升了会商效率；运用了会议音视频录播及智能语音识别技术，可将参会人员的发言内容实时采集，并通过后台人工智能语音识别系统将采集到的发言转换成文本，立即进行展示，还可将历史会议录音导入系统转换成文本文件，快速形成会议纪要，且识别准确率极高，便于提高会议记录人员的工作效率；通过多媒体混合矩阵将会商室的6台视频会议终端分别与6家单位建立视频会议沟通机制，增强了大兴机场运行指挥中心对外的沟通协调能力。

表1 3种DLP光源主要参数对比

3.可视化导播中控系统

可视化导播中控系统实现对大屏显控系统、音响、灯光、空调等的控制接入，实现多套系统的统一控制。系统支持触摸屏控制，可通过手持平板电脑来控制指挥中心内接入的所有大屏、照明灯光、控制台灯带的开关，音频、视频矩阵的信号切换，视频会议终端、摄像头追踪图面的切换等。该系统根据可视化系统定制开发相应的接口，通过实现可视化系统与集中控制系统相结合来实现多系统的联动应用。

4.坐席协作系统

大兴机场所采用的光纤KVM坐席协作系统，相较传统的KVM系统增加了音视频信号的混合矩阵功能，并依靠光纤提升音视频信号的传输速度，实现键盘、鼠标、显示器与PC主机的物理分离，进而实现PC主机在后台机房的统一运行及维护，真正达到虚拟化管理，同时还优化了指挥中心控制台席位的办公环境。运用坐席协作系统，指挥人员凭借一套鼠标键盘便可操作多台终端，可随意切换不同的PC主机来显示所要使用的信息系统界面。通过坐席协作系统可将任何后台服务器或PC主机的画面、声音以及鼠标键盘信号无缝切换过来进行本地控制，无需挪动席位就能实现席位功能定位的转换，操作灵活且方便席位职能管理。还可根据业务流程，定义不同权限的控制台席位，如普通值班员席位、值班经理席位等，席位间控制者与被控制者之间都能够同时看到同一显示画面和操作，便于协同办公及指令发布，极大地提升工作效率。