南寧氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳寧 葉青 楊騰慧 陸曼曼 林明

摘 要：本文介紹了南寧市氣象防災(zāi)減災(zāi)高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、相關(guān)重要技術(shù)以及運(yùn)用場(chǎng)景。在跨部門聯(lián)合決策中，系統(tǒng)通過(guò)背靠背終端轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)自治區(qū)-市-縣（區(qū)）-鄉(xiāng)鎮(zhèn)四級(jí)應(yīng)急指揮調(diào)度以及市政府有關(guān)職能部門的決策會(huì)商與業(yè)務(wù)交流，為應(yīng)急工作提供可靠的技術(shù)保障，在防災(zāi)減災(zāi)與氣象服務(wù)中作用突出。

關(guān)鍵詞：高清會(huì)議系統(tǒng);云視頻技術(shù);廣西氣象業(yè)務(wù)

中圖分類號(hào)：TN948.63;P409文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）14-0014-04

Abstract： This paper introduced the design idea， related important technologies and application scenarios of the meteorological disaster prevention and mitigation HD video conference system in Nanning City. In the inter-department joint decision making process， the system achieves the four-level weather consultation of province-city-county-township as well as the business consultation and work exchanges of relevant functional departments of municipal government through back-to-back forwarding of terminals， providing reliable technical support for emergency work and playing an important role in meteorological business services and disaster prevention and mitigation.

Keywords： HD conference system;cloud video technique;meteorological service of Guangxi

視頻會(huì)議（Video Conference）又稱電視電話會(huì)議，是各方通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸視頻和聲音頻號(hào)來(lái)面對(duì)面溝通的方式。自從新型冠狀病毒肺炎暴發(fā)以來(lái)，為了阻斷病毒的傳播，愈來(lái)愈多的人選擇以在線方式舉行會(huì)議。視頻會(huì)議的主要優(yōu)點(diǎn)在于能實(shí)時(shí)傳遞音視頻信號(hào)。通過(guò)召開遠(yuǎn)程視頻會(huì)議，能顯著提高工作效率，節(jié)省與會(huì)人員的工作時(shí)間和相關(guān)成本。隨著視頻技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)圖像質(zhì)量的要求日益提高[1]。基于此，本文主要分析南寧氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 會(huì)議系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 南寧市氣象高清視頻會(huì)議系統(tǒng)

2009年建成的南寧市氣象高清視頻會(huì)議系統(tǒng)覆蓋了南寧市轄區(qū)內(nèi)的所有縣（區(qū)）氣象局，是廣西壯族自治區(qū)最先達(dá)到高清標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)氣象專網(wǎng)召開至所屬各縣（區(qū)）氣象局的遠(yuǎn)程視頻會(huì)商會(huì)議，也可參加廣西壯族自治區(qū)氣象局視頻會(huì)商會(huì)議，并通過(guò)背靠背轉(zhuǎn)播的方式將自治區(qū)氣象會(huì)場(chǎng)音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)播至各縣（區(qū)）局分會(huì)場(chǎng)。系統(tǒng)包括科達(dá)會(huì)議系統(tǒng)控制器MCU 1臺(tái)，會(huì)議終端3臺(tái)，分別用于背靠背轉(zhuǎn)播自治區(qū)局會(huì)議信號(hào)，并分發(fā)至各縣（區(qū)）分會(huì)場(chǎng)，以及用于參加自治區(qū)氣象視頻會(huì)議和國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心會(huì)議。

1.2 馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)議系統(tǒng)

馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)商會(huì)議系統(tǒng)包括會(huì)議系統(tǒng)控制中心（MCU）、縣氣象局國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心會(huì)議終端、縣政府應(yīng)急辦一體化視頻會(huì)議終端和11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)一體化視頻會(huì)議終端NEX1200YND-50。馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)商會(huì)議系統(tǒng)控制中心部署在馬山縣國(guó)家突發(fā)安全事件預(yù)警信息發(fā)布中心，會(huì)議系統(tǒng)控制中心（MCU）科達(dá)KDV8000I-16H可召開16個(gè)會(huì)議終端與會(huì)的會(huì)議，具備雙網(wǎng)接入功能，即氣象專網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)雙網(wǎng)接入?？h應(yīng)急辦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)會(huì)議終端通過(guò)政務(wù)外網(wǎng)與MCU連接;馬山縣氣象局國(guó)家突發(fā)安全事件預(yù)警信息發(fā)布中心會(huì)議終端、南寧市氣象局國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心會(huì)議終端、自治區(qū)氣象局會(huì)議終端通過(guò)氣象專網(wǎng)與MCU連接。

1.3 南寧市應(yīng)急會(huì)議系統(tǒng)

南寧市應(yīng)急會(huì)議系統(tǒng)采用保利通視頻會(huì)議系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)政務(wù)外網(wǎng)連接至各部門和各縣（區(qū)）應(yīng)急辦，在南寧市氣象局部署一臺(tái)會(huì)議終端。

1.4 存在的問(wèn)題

隨著氣象災(zāi)害防御工作越來(lái)越受到政府部門及民眾的重視，南寧市防汛應(yīng)急工作會(huì)議多次運(yùn)用南寧市氣象局氣象視頻會(huì)議平臺(tái)召開，使得南寧市氣象局成為南寧市政府防災(zāi)減災(zāi)工作部署的重要會(huì)議中心之一。而目前，南寧市氣象局與南寧市政府部門應(yīng)急會(huì)議系統(tǒng)的連接僅有一套視頻會(huì)議終端，隨著南寧市氣象局分會(huì)場(chǎng)變成一個(gè)主會(huì)場(chǎng)，原有的會(huì)議配套設(shè)備已不滿足主會(huì)場(chǎng)的使用要求，迫切需要讓氣象視頻會(huì)議平臺(tái)與政府會(huì)議平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，打破兩個(gè)異網(wǎng)異構(gòu)平臺(tái)間的壁壘。

2 建設(shè)需求

2.1 基于云會(huì)商技術(shù)的云視頻會(huì)議系統(tǒng)

采用云方式組網(wǎng)，通過(guò)多媒體會(huì)議終端通信，按照音視頻技術(shù)規(guī)格要求，建設(shè)一套高效的云視頻會(huì)議系統(tǒng)。該系統(tǒng)縱向連接廣西壯族自治區(qū)國(guó)家突發(fā)安全事件預(yù)警信息發(fā)布中心平臺(tái)，橫向連接各級(jí)政府應(yīng)急平臺(tái)，解決多部門、跨網(wǎng)絡(luò)的政府應(yīng)急指揮平臺(tái)與氣象指揮平臺(tái)融合應(yīng)用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)跨部門互聯(lián)互通、自治區(qū)-市-縣（區(qū)）-鄉(xiāng)四級(jí)政府高效聯(lián)動(dòng)[2]。工作人員可利用手機(jī)移動(dòng)端直連災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)急指揮和開展為農(nóng)服務(wù)，真正打造氣象災(zāi)害防御應(yīng)急指揮縱向到底、橫向到邊的國(guó)家突發(fā)安全事件預(yù)警信息發(fā)布新模式。

2.2 基于云調(diào)度技術(shù)的大屏幕顯示系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各級(jí)政府部門對(duì)打破信息壁壘、信息孤島的呼聲不斷提高，使顯示系統(tǒng)的顯示內(nèi)容不斷擴(kuò)充和接入，原有顯示系統(tǒng)已難以滿足使用需求。為解決南寧市政府部門數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)融合應(yīng)用的問(wèn)題，需要實(shí)現(xiàn)風(fēng)云即拍、天氣網(wǎng)眼等多源信息的融合應(yīng)用，從而使平臺(tái)實(shí)現(xiàn)任意資源的靈活調(diào)度。

3 設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)應(yīng)遵循國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范要求，采用當(dāng)前成熟的視頻通信、處理等技術(shù);系統(tǒng)接口嚴(yán)格按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn);具有高兼容性，國(guó)內(nèi)外主流廠商的設(shè)備能夠與之互聯(lián)互通;保證7×24 h不間斷地運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，故障率低;易操作，采用全中文圖形化操作界面，方便管理和維護(hù);具有完善的安全加密措施，能有效抵御網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊;具有靈活可擴(kuò)展性，能夠方便地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展與升級(jí);在滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)和功能的條件下，具備經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，擁有較高的性價(jià)比[3]。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 多系統(tǒng)跨網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

為實(shí)現(xiàn)應(yīng)急指揮調(diào)度會(huì)議延伸至鄉(xiāng)鎮(zhèn)末端，提高建設(shè)后的南寧氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)的可操作性和可維護(hù)性，在各縣鄉(xiāng)會(huì)場(chǎng)新增云控制節(jié)點(diǎn)，為南寧氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)新增云管理功能，實(shí)現(xiàn)縣鄉(xiāng)會(huì)場(chǎng)云端控制，市局中心平臺(tái)系統(tǒng)部署科達(dá)JD6000電信級(jí)中型視訊云MCU。

科達(dá)JD6000電信級(jí)中型視訊云MCU支持4K分辨率，支持H.265編碼標(biāo)準(zhǔn)以及支持多網(wǎng)段，可接入多家運(yùn)營(yíng)商線路;通過(guò)接入現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)和氣象專網(wǎng)，其中南寧市氣象高清視頻會(huì)議系統(tǒng)通過(guò)氣象專網(wǎng)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻終端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，分別接入MCU，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)音視頻傳輸[4]。

南寧市氣象高清視頻會(huì)議系統(tǒng)與市政府應(yīng)急會(huì)議系統(tǒng)之間通過(guò)終端與終端音視頻背靠背連接，雖然沒(méi)有直接的MCU數(shù)字級(jí)聯(lián)，但是通過(guò)終端背靠背連接實(shí)現(xiàn)所謂的模擬級(jí)聯(lián)，以及視頻和音頻信號(hào)在兩個(gè)終端的互通[5]。

馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)商會(huì)議系統(tǒng)本身建設(shè)有MCU（科達(dá)KDV8000I-16H），并且通過(guò)電子政務(wù)外網(wǎng)與馬山縣所轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)終端連接。因此，馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)商會(huì)議系統(tǒng)可直接采用MCU級(jí)聯(lián)的方式，使用MCU召開縣-鄉(xiāng)會(huì)議，再級(jí)聯(lián)至市級(jí)系統(tǒng)MCU參會(huì);也可通過(guò)電子政務(wù)外網(wǎng)使所轄終端直接進(jìn)入市級(jí)MCU參會(huì)。系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示。

4.2 云調(diào)度技術(shù)的大屏幕顯示系統(tǒng)

為解決南寧市政府部門數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)融合應(yīng)用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)會(huì)議圖像、風(fēng)云即拍、天氣網(wǎng)眼等多源信息的融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)任意資源的靈活調(diào)度，需要整合大屏幕顯示系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合信號(hào)切換技術(shù)、拼接控制器、控制軟件，把多屏無(wú)縫拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用綜合為一體，形成一個(gè)基于云調(diào)度技術(shù)，擁有高亮度、高清晰度、高灰度，技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、使用方便的LED大屏幕顯示系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用CREATOR快捷多格式信號(hào)切換解決方案。CROSS系列混合矩陣切換器可提供HDMI、DVI、VGA、CVBS、S-Video、YPbPr、SDI信號(hào)本地直連輸入，以及HDMI、DVI、VGA、SDI直連輸出，DVI無(wú)縫輸出，DVI拼接輸出，將最優(yōu)質(zhì)的畫面送至顯示終端。同時(shí)，配合CREATOR快捷高性能網(wǎng)絡(luò)化可編程控制主機(jī)CR-PGMⅢ。該主機(jī)支持CR-Link、CR-NET、CTLBUS、Ethernet多種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，可編程設(shè)置多種控制協(xié)議代碼。控制端支持Windows、安卓、IOS設(shè)備，使得會(huì)議控制者可以運(yùn)用手中任意型號(hào)的平板電腦，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)所需顯示于大屏之上的遠(yuǎn)程會(huì)場(chǎng)畫面、應(yīng)用系統(tǒng)界面等實(shí)現(xiàn)無(wú)延遲、快速反應(yīng)的無(wú)縫切換，使系統(tǒng)成為真正云調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控、信息資源共享、分析決策和指揮調(diào)度平臺(tái)[6]。大屏幕顯示系統(tǒng)與其他系統(tǒng)對(duì)接拓?fù)淙鐖D2所示。

4.3 信息網(wǎng)絡(luò)安全連接

該系統(tǒng)涉及與下級(jí)縣氣象局及上級(jí)廣西壯族自治區(qū)氣象局的互聯(lián)，同時(shí)也包括政府、應(yīng)急辦等相關(guān)第三方單位的接入。網(wǎng)絡(luò)接入涉及單位眾多，安全風(fēng)險(xiǎn)高，管理復(fù)雜，為防止重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中泄露，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備的部署是必不可少的。

通過(guò)電子政務(wù)外網(wǎng)傳輸?shù)囊曨l會(huì)議終端包括應(yīng)急會(huì)議終端及高清國(guó)突終端。其中，應(yīng)急會(huì)議終端接入電子政務(wù)外網(wǎng)交換機(jī)，終端與終端之間音視頻背靠背連接，實(shí)現(xiàn)信息安全隔離;高清國(guó)突終端通過(guò)電子政務(wù)外網(wǎng)防火墻連接，直接與MCU連接，實(shí)現(xiàn)信息安全隔離。信息網(wǎng)絡(luò)安全拓?fù)淙鐖D3所示。

5 系統(tǒng)應(yīng)用模式

根據(jù)南寧市氣象局的具體業(yè)務(wù)性質(zhì)，南寧氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行流程可劃分為自治區(qū)-市-縣（區(qū)）-鄉(xiāng)應(yīng)急指揮調(diào)度會(huì)議、氣象系統(tǒng)自治區(qū)-市-縣（區(qū)）會(huì)商、氣象系統(tǒng)市-縣（區(qū)）會(huì)商、南寧區(qū)域會(huì)商（會(huì)議）等四種模式。

5.1 自治區(qū)-市-縣（區(qū)）-鄉(xiāng)應(yīng)急指揮調(diào)度會(huì)議

由市氣象局控制中心召開會(huì)議，呼叫各縣（區(qū)）、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象會(huì)議終端以及應(yīng)急會(huì)議背靠背會(huì)議終端加入會(huì)議，并將背靠背終端音視頻信號(hào)輸出至南寧市應(yīng)急會(huì)議終端（所屬南寧市應(yīng)急會(huì)議系統(tǒng)），再由南寧市應(yīng)急管理局控制中心召開會(huì)議，將南寧市氣象應(yīng)急終端加入會(huì)議，并轉(zhuǎn)播南寧市氣象應(yīng)急終端音視頻信號(hào)至各政府部門終端。級(jí)聯(lián)馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)議系統(tǒng)MCU，由馬山縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會(huì)議系統(tǒng)將會(huì)議音視頻轉(zhuǎn)至所轄各鄉(xiāng)鎮(zhèn)終端。

5.2 氣象系統(tǒng)自治區(qū)-市-縣（區(qū)）會(huì)商

由自治區(qū)局控制中心召開會(huì)議，呼叫市局會(huì)商終端加入會(huì)議，市局控制中心召開自治區(qū)、市、縣（區(qū)）會(huì)商會(huì)議，呼叫所屬縣區(qū)氣象局會(huì)商終端加入市局會(huì)議，并轉(zhuǎn)播市局會(huì)商終端音視頻信號(hào)至各縣區(qū)氣象局會(huì)商終端。

5.3 氣象系統(tǒng)市-縣（區(qū)）會(huì)商

由市局控制中心召開會(huì)議，呼叫縣區(qū)會(huì)商終端加入會(huì)議，并轉(zhuǎn)播市局會(huì)商終端音視頻信號(hào)至各縣區(qū)氣象局會(huì)商終端。

5.4 南寧區(qū)域會(huì)商（會(huì)議）

由市局控制中心召開會(huì)議，呼叫應(yīng)急背靠背會(huì)商終端加入會(huì)議，并將音視頻信號(hào)輸出至南寧市應(yīng)急會(huì)議終端（氣象），再由市應(yīng)急辦控制中心召開會(huì)議，將南寧市應(yīng)急會(huì)議終端加入會(huì)議，并轉(zhuǎn)播南寧市氣象應(yīng)急終端音視頻信號(hào)至各應(yīng)急辦各部門。

6 結(jié)語(yǔ)

南寧市氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)的建成，打通了氣象預(yù)報(bào)會(huì)商交流體系與政府防災(zāi)減災(zāi)決策體系之間的組網(wǎng)邊界與技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了與市政府有關(guān)職能部門的業(yè)務(wù)會(huì)商與工作交流，為應(yīng)急工作提供了可靠的技術(shù)保障，為未來(lái)在更廣泛領(lǐng)域展開合作提供了一個(gè)穩(wěn)定可靠的支撐平臺(tái)，也將進(jìn)一步提升南寧市氣象局信息化建設(shè)水平和氣象業(yè)務(wù)服務(wù)與氣象防災(zāi)減災(zāi)能力[3]。

同時(shí)，系統(tǒng)支持?jǐn)U展融合各類資源，實(shí)現(xiàn)了氣象視頻會(huì)商系統(tǒng)向基層部門延伸，讓領(lǐng)導(dǎo)在應(yīng)急指揮或工作研討時(shí)更加直觀地決策，顯著提升了工作效率，明顯降低了行政成本。

經(jīng)過(guò)多次應(yīng)用，南寧市氣象防災(zāi)減災(zāi)高清會(huì)議系統(tǒng)已成為政府會(huì)議的一個(gè)分中心、一個(gè)權(quán)威發(fā)布窗口。組織跨部門聯(lián)合決策會(huì)議在技術(shù)層面的難關(guān)已完全攻克，但行政流程上尚存在些許阻塞，這也是今后需要繼續(xù)研究的方向。

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