施工现场4G高清视频监控系统方案

施工现场无线4G视频监控系统

解决方案

北京国信互通科技有限公司

2016

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目 录

1 2 3 4 5 6

概述 ................................................................................................................................................. 3 目的意义 ......................................................................................................................................... 4 设计原则 ......................................................................................................................................... 5 设计依据 ......................................................................................................................................... 6 基本功能要求 ................................................................................................................................. 7 系统组成 ......................................................................................................................................... 8 6.1 系统架构 ................................................................................................................................. 8 6.2 功能特点 ................................................................................................................................. 8

现场设备 ....................................................................................................................................... 10 7.1 室外型4G高清球形摄像机................................................................................................. 10

7.1.1 产品描述 ........................................................................................................................ 10

7.1.2 7.1.3 7.2 7.3

7

功能特点 ........................................................................................................................ 10 技术参数 ........................................................................................................................ 12

无线公网传输 ....................................................................................................................... 14 供电设备 ............................................................................................................................... 14 7.3.1 太阳能供电系统概述 .................................................................................................... 14 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 7.3.6

系统组成 ........................................................................................................................ 15 太阳能电池板阵列组件 ................................................................................................ 15 充放电控制器 ................................................................................................................ 16 蓄电池组 ........................................................................................................................ 16 交直流逆变器 ................................................................................................................ 16

7.4

防雷器 ................................................................................................................................... 17 7.4.1 监控系统及设备防雷的重要性 .................................................................................... 17 7.4.2 7.4.3 7.4.4

雷击的分类 .................................................................................................................... 18 直击雷的防护措施 ........................................................................................................ 18 感应雷击的防护措施 .................................................................................................... 19

8

监控中心及数据中心.................................................................................................................... 20 8.1 简述 ....................................................................................................................................... 20

8.1.1 4G手机/PAD客户端 ......................................................................................................... 20

8.1.2

计算机客户端 ................................................................................................................ 21

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1 概述

根据国务院、安监总局、建设部有关加强建设工程安全生产工作的指示精神，以及环保部公布的《环境空气细颗粒物污染防治技术政策》，****建设局决定构建施工现场监管平台，对在建、新建建筑工地的施工现场安装视频监控系统，对重点环节和关键部位进行监控，及时发现和纠正施工现场存在的突出问题，确保施工全过程处于受控状态。

施工现场监管平台，不仅提高政府监管效能，保障建筑生产安全，防止建筑事故，保护建筑职工人身安全，促进建筑业的发展，减少雾霾，也便于各级政府和行业主管领导对建筑安全的监督、监察和有效管理，节省开支，提高工作效率，提升信息化管理水平。

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2 目的意义

 加强建设局对各工地监管的管理力度

通过对建筑工地24小时监控，利用视频监控手段，有效克服人员少的问题，全面提高政府行政管理效率和监管水平。

 全面加强对项目的管理与支持力度

通过监管平台，主管部门不仅可以随时了解施工现场情况，还将向市/县（区）政府领导和其他相关单位领导每天实时传递来自施工现场的建设信息，如建设进度，建设质量，安全防护，操作规程、场地扬尘等。

 加强对违法、违规建设行为监督力度

通过录像取证方式，对违法、违规建设行为，提供有力证据与依据，使管理能够有理有据的执行。如发现施工过程中有违法、违规建设行为，通过现场广播，对违法、违规建设行为进行纠正；通过录像取证对违法、违规建设行为进行处罚。

 提高建筑工地安全防范的管理水平

对偷窃、恶意破坏、非法入侵等违法行为，提供录像取证，为公安机关抓捕犯罪分子、打击犯罪行为提供有力证据与依据，便于公安机关执法，全面提高公安机关工作效率。

 提升建设方、监理方管理手段

通过远程视频监控，有利于建设方、监理方对建筑工地的基础管理、质量管理、安全管理、现场管理、宣传教育、卫生防疫、人员管理的管理力度，有效杜绝重大疫情传播，重大建设事故的发生和保障施工质量。

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3 设计原则

 标准化原则

方案中设计的硬件设备、接口及工程改造都按照国际和国内相关行业标准规范进行的生产与加工。

 系统安全原则

应急指挥系统的安全设计从系统安全、数据安全两方面进行了设计 , 前者保证系统的正常运行的稳定性和可靠性，后者进行了数据保护，以维持系统的数据安全。

 先进性原则

本方案采用的核心技术都代表国内外较高甚至领先的水平，保证先进。本方案选用的成品设备都是国内外的主流产品。

 高效稳定实用原则

方案设计坚持系统的稳定性、高效性、实用性的原则，对于用户要简单、实用，功能设计要清晰，查询内容要实用。

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4 设计依据

 YD/T5032—2005 会议电视系统工程设计规范  GB50395—2007 视频安防监控系统工程设计规范  GB 50311—2007 综合布线系统工程设计规范  YD 5098-2005 通信局（站）防雷接地工程设计规范  GBJ133—1990 民用建筑照明设计标准  GBJ50343—2004 建筑防雷设计规范  GBJ16—1987 建筑设计防火规范  GBJ118—1988 民用建筑隔声设计规范  GBJ87—1985 工业企业噪声控制设计规范

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5 基本功能要求

为实现有效管理，基本无死角，要求按建筑工地建筑面积安装现场监控设备。监管平台要求实现：

 24小时视频监控；  保存7×24小时录像；  远程语音广播；  现场扬尘监测报警；

 采用4G高清摄像机，可以监看200米现场人员。

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6 系统组成

6.1

系统架构

施工现场无线4G视频监控系统系统由现场无线4G高清球形摄像机设备、无线公网传输、监控中心及数据中心组成。系统网络架构见下图：

6.2 功能特点

 高清监控效果

系统支持1080P、720P、4CIF等多种视频分辨率，即使在低带宽的条件下也能达到极高的视频分辨率。

 语音

监控中心、领导或专家（桌面计算机、笔记本、智能手机、PAD）与前端设备（需要加耳麦设备）实现语音通讯。

 视频监控

只要可以上网，就可以进行远程实时监控，可多人同时监控多点，支持前端视频信号的转换及画面轮巡。

 摄像机远程控制

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全方位远程控制云台上下左右的转动，远程控制摄像机的光圈、焦距、预置位。  录像和存储

支持本地设备录像、中心服务器录像、客户端录像。有24小时不间断录像、定时录像、手动录像、报警录像等多种方式。

 检索与回放

可检索播放本地和远程录像。  网络接入

支持有线网络、无线4G网络等多种网络接入。  超大规模组网

树状分布式结构与流媒体转发技术，支持系统多级级联，可轻松构建超大规模系统，满足全面多级组网需求。

 领先的视频编解码技术

采用业界领先的H.265编码技术，并可进行自适应码率控制，可在高达33%丢包率的情况下实现多媒体通信，视音频质量不降低，即使在恶劣的网络情况下，也可保证图像不花屏、不破碎。

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7 现场设备

现场设备主要采用室外型无线4G高清球形摄像机、供电等主要设备组成。无线4G高清球形摄像机是整个系统中的核心设备，实现网络无线化、数字化处理工作，它完成高清视频监视信号的数字采集、影像压缩、监控数据处理、无线4G网络传输等功能。它可将前端的高清视频信号同时处理成高清的实时数字图像传输到计算机管理服务器，可实现多用户同时监控相同或者不同的现场图像，真正做到视频共享。

7.1 室外型4G高清球形摄像机

7.1.1 产品描述

国信互通公司的室外无线4G高清球形摄像机，专为没有有线网络的室外固定点高清视频监控应用而量身打造，是一款集视频采集、图像处理、视频传输、视频存储、视频管理功能于一体的高清网络高速球机。既可以通过220V供电，也可以通过太阳能供电系统供电。 室外无线4G高清球形摄像机，采用200万像素1/2.8″高性能逐行扫描CMOS传感器和高性能多媒体处理器，嵌入式Linux操作系统，支持H.264、MJPEG、JPEG等多种视频编码协议，支持G711音频编码协议，SD卡存储。

与国信互通公司的数信通4G无线视频监控系统平台软件结合，可实现应急指挥、管理监控和安防监控。

7.1.2 功能特点

1) 系统功能

 采用1/2.8″高性能逐行扫描CMOS，图像清晰，运动无锯齿，最大分辨率可到1920*1080

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 精密电机驱动，反应灵敏，运转平稳，精度偏差少于0.1度，在任何速度下图像无抖动

 支持三维智能定位功能，配合客户端软件可实现点击跟踪和缩放  支持数据断电不丢失

 支持断电状态记忆功能，上电后自动回到断电前的云台和镜头状态  达到IP66防护等级,支持TVS4000V防雷、防浪涌、防突波

 CGS散热系统，快递降低球机内部温度，内置平衡装置，有效放置球机内罩起雾  多轴承的创新结构设计，大大延迟使用寿命  支持数字降噪

 支持定时动作/预置点扫描/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/看守等 2) 机芯功能

 支持自动光圈、自动变焦、自动白平衡、背光补偿和低照度（彩色/黑白）自动/手动转换功能 3) 红外功能

 红外灯环形布局，圆形广场补光均匀，远、近光倍数可设  灯板采用高导热铝基板，更快传导热量，大大延迟红外灯寿命

 采用恒流、恒压驱动电路和PWM脉冲控制电路设计，保证红外灯长时间稳定工作  IDS智能调光系统，根据倍率、距离及画面亮度智能调节红外灯亮度  红外灯控制和一体机ICR滤片同步切换，同步彩转黑，达到完美夜视效果 4) 云台功能

 水平方向360°连续旋转，垂直-5°-92°，支持自动反转，无监视盲区  支持255个预置点，数据断电记忆

 支持4条预置点巡航扫描，每条可添加32个预置点  支持花样扫描，总记录时间大于10分钟或1000条指令  支持比例变倍功能，旋转速度可以根据镜头变倍数自动调整  内置高精度RTC时钟，支持16个定时任务，可独立设定执行周期

 支持守望功能，预置点/预置点巡航/水平线扫/自动扫描/模式路径/随机扫描等可在

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空闲状态停留制定时间后自动启动（包含上电后的空闲状态） 5) 网络功能

 采用德州仪器(TI)晶片达芬奇高性能处理器

 采用H.264HighProfile视频压缩技术，同样画质只需同行业60%的码流  可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制  支持1.8″固态硬盘存储，可支持512G容量  支持双码流功能，支持手机监控

 支持多种网络协议，TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,RTSP,PPoE,SMTP,NTP,FTP等  支持1路音频输入

7.1.3 技术参数

项目 编码 机芯 聚焦模式 电子快门 日夜模式 12 / 21

描述 TI达芬奇高性能DSP 1/2.8”英寸ExmorCOMS 约327万 高灵敏度模式0.5lx（F1.6,ICR关闭）0.095lx（F1.6,ICR打开） 正常模式1.7lx（F1.6,ICR关闭）0.3lx（F1.6,ICR打开） 自动，自动跟踪，室内，室外，室外自动，钠蒸汽灯固定/自动，一键式，手动 128倍（开/关/自动） 支持 自动/手动 大于50dB 支持（5-0共6级可调） 开/关 自动（灵敏度：高，低），一键式自动聚焦，手动，无穷大间隔自动聚焦，变焦出发自动聚焦，模式打开时聚焦补偿ICR （1~1/10,000s） 滤片式彩转黑 主处理器 图像传感器 有效像素 最小照度 白平衡 宽动态 帧降噪 增益 信噪比 降噪 背光补偿 北京国信互通科技有限公司 http://www.caniot.com

数字变倍 隐私遮蔽 焦距 变倍速度 12倍 支持 4.7-94.0mm20倍光学变焦 大约2.3秒（光学，广角-望远） 55.4°（广角端）到2.9°（远端） 10mm（广角端）至3000mm（远端）默认：300mm F1.6至F2.8 360°连续旋转 水平键控速度0.01-200°/s可设 水平预置点速度：250°/s -5°-92°（自动翻转） 垂直键控速度：0.01-120°/s可设 垂直预置点200°/s 支持 255 4条，每条可添加32个预置点 总记录时间大于10分钟或1000条指令 支持 预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/自动扫描/模式路径/随机扫描等 显示/关闭 130米 自动调节 1路（7路可选） 1路（7路可选） 预置点、巡航扫描、花样扫描、硬盘录像、触发开关量输出 音频输入（line-in），音频峰值:2-2.4Vp-p，阻抗：1KΩ 10/100MRJ45 1920*1080 50HZ：25帧（1920*1080） 13 / 21

镜头 水平视角 最小物距 F值 水平范围 水平速度 垂直范围 垂直速度 比例变倍 预置点个数 巡航扫描 花样扫描 断电记忆 守望功能 方位角度信息 功能 红外 红外照射距离 红外角度 报警输入 报警 报警输出 报警联动 音频 音频输入 网络接口 网络 最大图像尺寸 帧率 北京国信互通科技有限公司 http://www.caniot.com

60HZ：30帧（1920*1080） 视频压缩 音频压缩 网络协议 同时预览视频数 双码流 存储 菜单 云台协议 电源 功耗 工作温度 规范 防护等级 安装方式 尺寸 重量 可选支架 H.264 G.711/64kbps TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,RTSP,PPoE,SMTP,NTP,FTP等 6 支持 手动录像/报警录像/计划录像 支持前端硬盘存储（支持512G） 中/英 PelcoD/P DC12V/5A 40Wmax（红外15W） -30℃-70℃湿度小于90%无凝结 IP66 TVS4000V防雷、防浪涌、放突波 吊装/壁装 Φ230×348mm 约5Kg 壁装/吊装 7.2 无线公网传输

本方案采用运营商4G网络，可选中国移动、中国电信、中国联通的4G网络。

7.3 供电设备

如果现场可以通过市电，则通过市电对所有设备进行供电。 如果现场无法解决供电问题，也可以通过太阳能供电系统供电。

7.3.1 太阳能供电系统概述

视频监控太阳能供电系统工作时无需水、油、汽、燃料，只要有光就能发电的特点，是

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清洁、无污染的可再生能源，而且安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守，倍受人们的青睐，是新能源的领头羊。近年来，太阳能的应用在全球越来越广泛，特别是在野外领域，太阳能电源系统正逐步取代一些传统的电源设备，得到越来越普遍的应用。 太阳电池方阵在晴朗的白天把太阳光能转换为电能，给负载供电的同时，也给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给负载供电。太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制装置、逆变器、蓄电池组构成。

7.3.2 系统组成

本视频监控太阳能供电系统由太阳电池组件构成的太阳电池方阵、太阳能充电控制装置、逆变器、蓄电池组构成。如下图所示：

因用户的设备安装地点几乎无法采用220V的市电，因此本方案不提供市电输入功能，即不包括整流器模块。

7.3.3 太阳能电池板阵列组件

太阳能电池板阵列的表面采用复合材料，由进口层压机层压而成。气密性、耐候性好，抗腐蚀、机械强度好。 太阳电池为单晶硅太阳电池，太阳电池转换效率高。而且太阳能电池板阵列一次性性价比佳。 太阳电池在制造时，先进行化学处理，表面做成了一个象金字塔一样的绒面，能减少反射，更好地吸收光能。采用双栅线，使组件的封装的可靠性更高。 太阳能电池板阵列抗冲击性能佳，符合IEC国际标准。

太阳能电池板阵列层之间采用双层EVA材料以及TPT复合材料，组件气密性好，抗潮，抗紫外线好，不容易老化。ABS塑料接线盒，耐老化防水防潮性能好。

带有旁路二极管能减少局部阴影而引起的损害。

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7.3.4 充放电控制器

智能控制器能控制多路太阳电池方阵对蓄电池组的充电，并实现蓄电池给负载供电。 采用先进的阶梯式逐级限流充电方法，依据蓄电池组端电压的变化趋势自动控制多路太阳电池方阵的依次接通或切离，既可充分利用宝贵的太阳电池资源，又可保证蓄电池组安全而可靠的工作。

蓄电池组过放电保护功能。

太阳电池、蓄电池、负载反接保护。 太阳电池防反充功能。 太阳电池充电控制功能。 负载供电控制功能。

提供RS232和RS485通信接口，便于实现远端和近端监控。

7.3.5 蓄电池组

蓄电池组是独立太阳能供电系统不可缺少的重要部件，因为太阳能供电系统本身只有光电转换的作用。为了解决太阳光能供电的同步性和储能的效果，满足阴雨天和夜间的正常供电，必须配备合理的蓄电池组。

蓄电池容量应能保证连续最长的阴雨天的供电。九为安泰公司提供的高性能铁电池蓄电池组具有如下特点：

 高低温性能，可在-40℃～75℃下工作（定制） 。  充电非常迅速：40分钟内可充入95％以上的电量。

 超长寿命，太阳能领域设计寿命10年以上，25%DOD循环达3000次。  100%深放电后再充能力强，100%DOD深循环260～300次。  平稳的高输出电压，更高的能量密度。

 结构坚固，抗震性强,至少能承受4G(33HZ)震动12小时以及6G震动4小时。  无游离电解液，可任意方向放置工作。

 超强的高倍率放电能力，最大放电倍率为18C10。  极高的耐小电流深放电能力。

7.3.6 交直流逆变器

交直流逆变器就是将直流电能转换成交流电能的装置，供交流负载用电。九为安泰公司生产的逆变电源均采用进口高速开关功率器件VMOS、智能模块IPM等高科技器件，使用CPU集成控制技术，数字化电路，可靠性强，在线长年运行，不受时间限制，将直流电源转换、稳压、隔离、输出单相AC220V正弦波纯净交流电源，对负载不间断供电。

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技术参数如下：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 项 目 输入电压 最大输入电流 输出电压 输出频率 额定功率, 峰值功率 输出波形 谐波含量 负载功率因素 动态电压瞬变范围 瞬变响应恢复时间 电源效率 技术指标 12V/24V/48VDC 5A(Vin48VDC) 220VAC±2 50±0.5 150W 300w 纯正弦波 ≤5﹪ 0.8 ±10﹪V ≤100ms ≥80﹪ 7.4 防雷器

7.4.1 监控系统及设备防雷的重要性

雷电是一种常见且非常壮观的自然现象,它具有极大的破坏力,对人类的生命、财产安全造成巨大的危害，1987年联合国确定的“国际减灾十年中雷电为对人类危害最大的十种灾害之一。目前各种建筑物大多数仍采用避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏不仅以直击雷击毁人和物为主。而且还发展到以感应雷电波和电磁脉冲破坏电气电子设备为主。监控系统及设备更是被雷电严重破坏的主要及典型系统之一。种种监控系统雷击事故的频频发生，不得不引起人们的重视。

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7.4.2 雷击的分类

直击雷击――是指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等，由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。

感应雷击――（又称二次雷击）是指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是监控系统及设备系统的危害最大，据资料显示，监控系统的设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的，

操作过电压――是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，电流越大，导线越长，储能越多，所以当负载（特别是电感性大负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。

7.4.3 直击雷的防护措施

摄像头有室外和室内安装两种情况，如果在室内安装则基本上无须考虑直击雷的防护；在室外安装分两种情况：

 当摄像头安装位置周围有高大建筑物或其他物体（如大树）的情况下，直击雷也很

难对摄像头造成损坏。

 当摄像头安装于比较空旷的地点，周围没有高大物体的情况下，则需考虑防止直击

雷击,在安装监控摄像头的云台杆顶应安装一套不锈钢避雷针，以保护云台摄像头等设备免遭受直击雷危害。

特点：

 具有传统避雷针吸引雷电疏导入地的特长，又能使

入地雷电流幅度波长和波头陡度同时降低，使雷击危害减小到最小。  雷电通流大  衰减倍率高

 造型美观，具有装饰性  安装维护方便，牢固可靠

（特别注意：在街道、路口、路旁必须做好引下线的人

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流绝缘保护）

7.4.4 感应雷击的防护措施

感应雷击所产生的感应电通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压脉冲，击毁监控系统及设备和微电子芯片，使设备遭到永久性损坏，因此在实施监控系统防雷工程时必须将感应雷击作为重点进行有效的防治。感应雷击的防护应从感应雷击的各个侵入口着手进行，将感应雷击电压、电流限制在被保护设备的承受范围内，并将雷电在设备外围引导入地并泄放，从而达到保护电子设备的目的。

感应雷击侵入的主要通道是：电源供电线路；室内外信号数据传输线；视频信号线；进入机房的各种管道、电缆等；地电位反击。

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8 监控中心及数据中心

8.1

简述

监控中心及数据中心机房主要由中心计算机管理服务器、4G无线视频监控系统软件、客户端软件、电视墙等组成。

中心计算机管理服务器需要1台，并安装数信通4G无线视频监控系统服务器软件，同时需要公网IP地址1个。

客户端软件安装在监控中心的监控管理计算机，（可选存储设备、视频解码器、显示大屏，本方案暂不考虑）及网络交换设备等组成；系统结构如图所示。

8.1.1 4G手机/PAD客户端

MCU是移动手机、PAD客户端软件，通过安装该软件，可以实时游览前端终端图像，支持WIFI、3G、4G无线网络接入，真正实现领导、用户随时随地观看，做到 ‘运筹帷幄之中，掌控千里之外’。支持利用不同的移动终端产品的不同操作系统如android、IOS、windows mobiles ；主要功能：支持视频观看、视频录制、图片抓拍与上传、云台控制、双向通话等，同时手机客户端支持横竖屏切换、支持CIF/D1/720P/1080P等视频格式浏览。

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8.1.2 计算机客户端

计算机客户端设计模块为标准化、集成化、开放化和应用化，此设计阐述了未来的发展趋势和客户对本平台的利用率。客户端集语音、视频、位置信息、数据业务为一体；能够提供包括语音调度、视频调度、GIS调度、数据上传、文本消息等多种多媒体信息的互联互通，并支持分布式应用。无论在功能应用还是系统扩容方面都有传统调度系统无法相比的先进性，此外，该系统支持统一通信网络和相关技术规范的技术架构。能够帮助指挥调度人员通过多媒体方式实现指挥调度，并且能够与各种业务系统进行高度集成，提高指挥调度的智能化和自动化水平。

1) 客户端界面

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