分布式KVM坐席協作管理系統在智慧建筑中的應用研究

張 頌， 郭紅艷

（清華大學建筑設計研究院有限公司，北京100084）

0 引言

隨著技術的發展以及智慧建筑中的智慧型應用越來越多，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，多個子系統如何在控制中心設置及實現系統的控制管理，直接影響管理人員的工作效率以及系統應用實現的效果。

分布式KVM（多計算機切換器）坐席協作系統就是為了解決這個問題應運而生。系統以指揮技術和信息技術為主導，充分運用現代通信、網絡、自動化、電子監控等先進技術，構建以數據傳輸網絡為紐帶，以計算機信息系統為支撐，集音頻處理、視頻拼接處理、網絡傳輸、KVM協作管理、高清錄播、環境監控、集中控制等多種功能于一體的現代化、網絡化、智能化處理平臺。

1 系統架構

分布式KVM坐席協作系統采用三層結構，前端為信號源輸入端（源端），源端設備為信號的采集層，均放置在設備機房中，實現集中管理；第二層為數據傳輸層+控制端，所有視頻、控制等信號均通過TCP／IP網絡進行傳輸，并在指揮中心協作控制；第三層為展現層（顯示端），將所有前端信號在大屏、坐席顯示屏上顯示，系統架構圖如圖1所示。

2 系統功能

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取到大屏幕顯示，為決策提供依據。分布式KVM坐席協作系統能夠支持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、劃分區域，可以實現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、4K電腦信號源之外，還有4K H.265的IP攝像機的接入。

2.3 信號無縫切換

可實現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，常規的設備，通過中控頁面或者電腦軟件頁面來調取，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，幾十秒會產生非常嚴重的后果。所以信號調取一定要采用OSD快速切換，在一秒內把信號調取過來。

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，但只配備一套鼠標鍵盤，也就是KVM功能的引入。實際操作中，鼠標可以任意跨顯示器，即進入到哪個顯示器就能進入到對應電腦進行操作。

2.6 業務協作功能

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 信號互聯互通

分布式KVM坐席協作系統能跟大樓內領導辦辦室、多功能會議室甚至遠程會議室進行信號互通，示意圖如圖2所示。

2.8 權限管理靈活

系統管理員可對子賬戶進行靈活的權限分級管理；除通過對賬戶分配權限進行控制外，還可啟用非常嚴密的權限管理系統，精確管理到操作員與分布式節點的對應關系、分布式節點之間的內容路由關系、操作員與系統的關系，權限管理示意圖如圖3所示。

圖2 分布式KVM坐席協作系統信號互聯示意圖

圖3 權限管理示意圖

2.9 系統穩定性

控制中心往往是7×24h運行，對穩定性的要求非常高。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備。此種設備最大的弊端就是即使出現一點小問題都需要整機斷電檢修，相當于整個系統停機。分布式系統可完美解決此問題，去中心化的分布式，任意一個節點的檢修，不影響整個系統。

2.10 遠程可視化操作

操作界面要有實時預覽，經過預覽的信息再投放到大屏幕上，但嚴禁隨便亂調取信息干擾決策。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，方便操作員或者領導操作。

2.11 維護簡單

網絡化、分布式的系統構成使得部分系統故障不會影響到整體，提高了維護效率。

3 系統優勢

3.1 去中心化

中心化集中控制系統面臨以下兩個問題：第一，單個設備的硬件處理能力受限，當系統容量和處理能力要求不斷提升時，中心化系統的能力不能無限制擴展；第二，系統難免出現故障，需要整機斷電修理，不利于風險管理。傳統中心化集中控制系統示意圖如圖4所示。

分布式KVM坐席協作系統的本質是“去中心化”。與集中式相對應，分布式是由若干個系統節點整合而成，每一個節點完全獨立，節點之間有序運行，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，內部運作由不同的節點完成，任一節點故障檢修，相互之間不會互相影響。

圖4 傳統中心化集中控制系統示意圖

3.2 純正網絡式

分布式系統由于基于不同的網絡、操作系統、計算機硬件和編程語言，必須要采用一種通用的網絡通信協議來屏蔽不同結構系統之間的差異。只有采用IP標準化協議后，才可能實現互聯互通及按需擴展。也就是說，不管是本地網絡還是異地，只有完全基于IP網絡，才是真正的分布式架構。

3.3 席位聯動

一般指揮中心里面都會有不同的坐席負責不同的業務，而不同負責人員在自己的工作中往往是孤立的，但事實上又特別需要協同處理一些信息，或者信息之間需要互聯互通。傳統的方式需要人為切換信號進行處理，而分布式KVM坐席協作采用如下方式解決：當一個工位要尋求別人協作時，立刻就可以實現信息之間瞬間共享、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，坐席協作的本質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 可視化預覽

將界面預覽可視化，系統視頻可視、系統狀態可視、系統態勢跟蹤可視；操作界面在用戶操作系統上實現多指觸控、拖放、漂出等操作動作，可視化預覽效果如圖5所示。

圖5 可視化預覽效果圖

3.5 環境感知能力

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、關管理，濾芯更換提醒等，均可通過系統上的智慧感知接口實現監控和管理。

3.6 可擴展性

系統無信號輸入輸出上限，支持無限擴展，支持統一平臺管理。

3.7 保證信息安全

系統業務網和指揮中心物理上完全隔離，業務網無法通過任何方式連入指揮中心從而保證控制網信息安全，如圖6所示。

圖6 信息安全示意圖

4 結束語

分布式KVM坐席協作系統正在對行業產生巨大影響，已經進入公安、軍隊、電力、石油、智慧建筑、智慧園區、智慧城市等重要機構的指揮中心、監控中心，為用戶系統可視化、對接和互聯互通帶來強大的應用。協作系統打通了聯合作戰數據的共享通道，加速推進以數據流為紐帶的聯合指揮，促進不同作戰單元和作戰要素的互聯互通，數據共享和綜合集成，有效消除指揮員的認知局限，使指揮變得精準高效，智慧系統建設真正實現指揮決策的智能化、實時化、精準化。