視頻會議在氣象業(yè)務中的應用前景分析

姚 鴻，李春來，鄧 鑫，谷軍霞

（國家氣象信息中心 視頻與衛(wèi)星室，北京 100081）

0 引言

視頻會議系統(tǒng)是指兩個或兩個以上不同地方的個人或群體，通過傳輸線路及多媒體設(shè)備，將聲音、影像及文件資料互傳，進行即時互動的溝通，以實現(xiàn)會議目的的系統(tǒng)設(shè)備[1]。視頻會議技術(shù)涉及音視頻采集處理技術(shù)，衛(wèi)星、光纜、微波通信技術(shù)，計算機技術(shù)，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等[2]。視頻會議系統(tǒng)可分為硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)[3]。硬件視頻會議系統(tǒng)一般基于H.320或H.323協(xié)議，采用多點控制單元（Multipoint Control Unit，MCU）調(diào)度管理會議，硬件架構(gòu)主要包括視頻終端、MCU、網(wǎng)閘、網(wǎng)關(guān)等組件。軟件視頻會議系統(tǒng)的原理與硬件視頻會議系統(tǒng)基本相同，不同之處在于其MCU和視頻終端都是利用計算機與服務器結(jié)合的軟件來實現(xiàn)。

視頻會議系統(tǒng)在氣象行業(yè)有著廣泛的應用。隨著中國氣象行業(yè)信息化建設(shè)的不斷推進，各地氣象部門每天都有大量的圖文數(shù)據(jù)需要進行交互以協(xié)同工作，基于視頻會議技術(shù)的全國天氣預報電視會商系統(tǒng)在氣象業(yè)務中發(fā)揮著日益重要的作用，為氣象業(yè)務實時性和準確性的提高提供了基礎(chǔ)保障。隨著視頻會議技術(shù)的快速發(fā)展，視頻會議已成為天氣會商最有效的形式之一。

現(xiàn)有的全國天氣預報電視會商系統(tǒng)主要為多點硬件視頻會議系統(tǒng)，可以為全國各?。ㄊ?、區(qū)）、計劃單列市的會議室型會場和會商室提供高穩(wěn)定性的音視頻和計算機信號通信服務。然而，硬件視頻會議系統(tǒng)需要各會場建立專門的會商室，與會者必須到這個安裝有硬件視頻會議終端的會商室開會。這種應用方式給天氣預報員的使用帶來了不便，不利于天氣預報員的及時交流。另外，硬件視頻會商系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享功能有限，難于滿足天氣預報員對大量圖文數(shù)據(jù)進行交互處理的需求。

隨著多媒體通信技術(shù)的發(fā)展，軟件視頻會議系統(tǒng)逐漸成熟，可為更多的個人用戶提供便捷的視頻交流平臺。并且，軟件視頻會議系統(tǒng)具有多種數(shù)據(jù)共享方式，如程序共享、電子白板、協(xié)同瀏覽、演講稿同步、文字討論等。軟件視頻會議系統(tǒng)可作為硬件視頻會商系統(tǒng)的有效補充和擴展，為各地的天氣預報員提供更加靈活、自主的視頻交流平臺，進一步提高天氣會商的效率。今后，各種視頻會議技術(shù)在氣象業(yè)務中的融合應用將朝著個人桌面化、管理自主化、應用多元化的方向發(fā)展。

1 視頻會議系統(tǒng)

對于視頻會議系統(tǒng)，如果終端采用軟件形式，一般稱之為軟件視頻會議，反之則稱為硬件視頻會議[3]。一般來說，硬件視頻會議系統(tǒng)基于嵌入式操作系統(tǒng)，采用專用的音、視頻設(shè)備，聲音和圖像效果好，穩(wěn)定性高，且可以提供服務質(zhì)量保證[4-5]。軟件視頻會議系統(tǒng)采用PC+Internet模式，除了傳送圖像和聲音外，與會人員還可共享電子文檔，對文檔內(nèi)容進行討論和修改[6]。軟件視頻會議系統(tǒng)的性能受到計算機CPU性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響，與硬件視頻會議系統(tǒng)相比，音視頻的穩(wěn)定性較差，難以滿足大型專業(yè)會議要求，一般面向低端小型會議、個人用戶。但是軟件視頻會議系統(tǒng)靈活的數(shù)據(jù)操作能力遠遠優(yōu)于硬件視頻會議系統(tǒng)[4-5]。表1詳細比較了軟硬件視頻會議系統(tǒng)的功能和性能[1,3]。

表1 硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)的比較

硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，適應于不同的應用場景。隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于軟件的視頻會議系統(tǒng)由于其廉價和靈活的優(yōu)勢，得到了飛速發(fā)展[7]。另外，軟件視頻會議可以實現(xiàn)與硬件視頻會議的互連互通，融合發(fā)揮硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)點。文獻[8]提出了一種結(jié)合兩者優(yōu)點的第三代視頻會議系統(tǒng)，該視頻會議系統(tǒng)基于軟交換架構(gòu)，軟件為主、硬件為輔，采用H.323（V4）協(xié)議，面向?qū)I(yè)的大型視頻會議，兼顧小型會議和桌面?zhèn)€人用戶，無縫兼容傳統(tǒng)的硬件視頻會議系統(tǒng)。

在全國天氣預報電視會商系統(tǒng)中，軟件視頻會議系統(tǒng)也將作為硬件視頻會商系統(tǒng)的有效補充和擴展，與硬件視頻會商系統(tǒng)融合，為各地天氣預報員提供更加靈活、自主、多樣的視頻交流平臺，以進一步提高天氣會商的效率。

2 全國天氣預報電視會商系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀介紹

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)是視頻會議技術(shù)在國內(nèi)較早的大型應用，其整體格局為國家級、省級兩級結(jié)構(gòu)。2000年9月中國氣象局即批復正式立項；2002年4月開始工程建設(shè)；2003年7月業(yè)務運行；2005年8月，全國31個省市區(qū)的建設(shè)任務完成并全面開通；2006年至2007年，又新增完成了4個計劃單列市（大連，青島，深圳，寧波）的建設(shè)任務。

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)以國家氣象信息中心主站為國家級主控中心，承擔著中央氣象臺、國家氣候中心、國家衛(wèi)星氣象中心等10余個國家局分會場，31個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）及4個計劃單列市氣象臺間的天氣預報電視會商及電視會議的直播任務。經(jīng)過多年的實際業(yè)務應用，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的主控中心和省級電視會商系統(tǒng)在原有系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，規(guī)模不斷擴充、功能逐步完善，為各類日常天氣會商、應急天氣會商聯(lián)線、電視會議、培訓等多種業(yè)務提供了日益豐富的視頻服務，在氣象業(yè)務中發(fā)揮了重要的作用。

2.1 全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的國家級主控中心

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)初期業(yè)務運行主要采用衛(wèi)星通信方式。隨著全國地面寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和開通，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)國家級主控中心MCU開始啟用，省級會場逐漸過渡到可采用地面寬帶網(wǎng)線路和衛(wèi)星鏈路兩種通信方式入會。通過地面方式接入的分會場由MCU集中進行控制，通過衛(wèi)星方式接入的分會場通過衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)進行控制，兩部分會場匯集于主控中心進行統(tǒng)一導播和調(diào)度。在全國氣象寬帶網(wǎng)全面開通后，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)國家級主控中心采用MCU對全國各會場進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，大大提高了系統(tǒng)管理效能，會議調(diào)度更加方便。

隨著全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的業(yè)務化應用，其功能和規(guī)模也在不斷完善和擴展。全國天氣預報電視會商系統(tǒng)國家級主控中心從建設(shè)初期僅能提供單路視頻，提升為提供雙流（1路主視頻+1路計算機VGA信號）的能力。早期，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的MCU不支持雙流，故采用了VGA信號轉(zhuǎn)換設(shè)備，將發(fā)言會場的計算機VGA信號轉(zhuǎn)為視頻信號進行廣播，清晰度較低。之后，為了解決計算機VGA信號清晰度低的問題，主控中心采用了能夠支持Tandberg視頻終端雙流的MCU作為全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的主用MCU。此MCU可為各參會會場提供1路主視頻信號和1路計算機VGA信號（計算機VGA信號的分辨率可達1024 ×768），并通過局大院內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)為北京局和國家局各主會場提供計算機VGA信號的無損傳輸，使電視會商系統(tǒng)的計算機VGA信號顯示效果有了很大改善。

目前已建成的國家級主控中心主要為硬件視頻系統(tǒng)，包括核心處理子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻分配切換子系統(tǒng)、音頻分配切換子系統(tǒng)、輔助子系統(tǒng)，以及與國家級會場和省級會場的連接，如圖1所示。

2.2 省局天氣預報電視會商系統(tǒng)

在全國天氣預報電視會商系統(tǒng)建設(shè)的同時，部分省也已經(jīng)開始基于省內(nèi)寬帶網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)省內(nèi)天氣預報電視會商系統(tǒng)。

到目前為止，全國各省均建成有省內(nèi)天氣預報電視會商系統(tǒng)。省內(nèi)會商系統(tǒng)大多已遍布省、地、縣，規(guī)模都在10個點以上，有些省的系統(tǒng)規(guī)模達80多個點，涉及到MCU的二級至三級級聯(lián)。除個別省的電視會商系統(tǒng)不支持雙流或采用T.120數(shù)據(jù)會議以外，其他省級系統(tǒng)均具有提供分辨率達1024 ×768的H.239雙流功能。此外，部分省局已建設(shè)省內(nèi)的軟件視頻會商系統(tǒng)，提供省局及地市縣用戶從桌面軟件系統(tǒng)登錄參加天氣預報電視會商的功能。

各省天氣預報電視會商系統(tǒng)建設(shè)情況如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)應用效益

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)利用視頻通信和遠程協(xié)作兩大功能，實現(xiàn)了跨地區(qū)的多方會商，不僅可用于日常的氣象預報協(xié)商，還可實現(xiàn)對緊急天氣狀況的快速分析，大大提高了氣象系統(tǒng)的工作效率和快速反應能力。同時，日常氣象部門的全國會議也可通過此系統(tǒng)召開，節(jié)約了各項會議經(jīng)費支出。

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)邊建設(shè)邊發(fā)揮效益。2002年4月3日，北京市氣象局的電視會商系統(tǒng)安裝完畢，中國氣象局利用全國天氣預報電視會商系統(tǒng)召開氣象部門的全國計財工作電視電話會議，首次將北京市局分會場的圖像傳到國家氣象信息中心的主控中心，并廣播到全國各分會場。2003年7月，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)正式投入業(yè)務運行，承擔著中央氣象臺與各省市氣象臺間每天的天氣預報電視會商和各類全國性或區(qū)域性電視會議及遠程培訓等任務。從最初僅為少量遠程會商、會議和培訓提供服務，到現(xiàn)在，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)已成為氣象系統(tǒng)預報會商、行政會議、技術(shù)交流和應急指揮等項工作必不可少的視頻交互平臺，尤其在汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流、北京奧運會、殘奧會、廣州亞運會、南方低溫雨雪、干旱等重大事件的氣象會商保障中作用顯著。幾年以來的工作證明，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)在氣象業(yè)務中發(fā)揮了巨大作用。

3 視頻會議技術(shù)在全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的應用前景分析

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)整體格局為國家級、省級兩級結(jié)構(gòu)，國家級主控中心負責整個電視會商系統(tǒng)的日常業(yè)務運行和服務保障工作，全部會議均由主控中心技術(shù)人員負責在MCU上召集，并全程進行會議控制。這種會議管理集中控制的模式可很好地保證會議效果和秩序，但降低了會議的靈活性，參會者自主互動交流的機會也大為縮減。例如，在日常天氣會商或會議中，為保證會議的有序進行和會議效果，與會者必須依照會議主持人安排的順序進行發(fā)言，主控中心僅開啟主會場和發(fā)言會場聲音，如果未安排的分會場希望發(fā)言，則要電話聯(lián)系主控中心或會議主持人，由主控中心的技術(shù)人員將其聲音打開之后才可以發(fā)言，這種會議模式影響了參會者相互交流的自主性。而在天氣預報交流中，與會的天氣預報員往往需要自由討論，可能會需要隨時發(fā)言。另外，天氣預會商、天氣預報人員之間進行的小范圍技術(shù)討論等需要在日常辦公室進行更方便即時的交流，需要更豐富的數(shù)據(jù)互操作功能來處理大量的天氣數(shù)據(jù)。而目前的全國天氣預報電視會商系統(tǒng)是基于硬件視頻會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的，要求參會會場設(shè)在會商室、會議室等固定地點，若預報人員需要視頻交流，必須要到有電視會商系統(tǒng)的會商場所，而且需要電視會商系統(tǒng)的技術(shù)人員開啟會商系統(tǒng)，進行會商服務保障，給使用者帶來很多不便。

從全國天氣預報電視會商系統(tǒng)應用整體來看，目前的硬件視頻會議系統(tǒng)可以保證全國性的天氣預報電視會商和電視會議穩(wěn)定有序地召開，但是系統(tǒng)缺乏天氣預報員間的自主討論交流功能。而軟件視頻會議系統(tǒng)以其特有的靈活性，必將成為現(xiàn)有硬件視頻會議系統(tǒng)的有利補充。

3.1 個人桌面化

相比硬件視頻會議系統(tǒng)而言，基于PC的純軟件桌面視頻會議系統(tǒng)在應用方面具有更好的靈活性和交互性。根據(jù)實際氣象業(yè)務的需求，在現(xiàn)有硬件視頻會議系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，筆者定制開發(fā)了適合氣象業(yè)務應用的軟件、硬件視頻會議系統(tǒng)，如圖3所示。該系統(tǒng)的硬件視頻會議部分用來召開全國性天氣預報電視會商和電視會議，軟件桌面視頻會議部分主要面向的服務對象是天氣預報員，將為更多的預報人員在各自辦公場所提供自主會商交流的平臺。通過氣象寬帶網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，預報員可以方便地利用軟件音視頻終端參與硬件視頻會議系統(tǒng)召開全國天氣預報電視會商。并且，利用軟件桌面視頻會議終端的音視頻交互及數(shù)據(jù)協(xié)作功能，各地預報員之間可隨時隨地進行視頻交流和數(shù)據(jù)協(xié)同處理。軟件桌面視頻會議系統(tǒng)彌補了原來硬件視頻會議系統(tǒng)會場形式相對固定、交互性差的弱點，是視頻通信在氣象業(yè)務應用中的有效擴充。

3.2 管理自主化

目前，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)應用模式是集中控制管理，系統(tǒng)缺乏靈活自主性，在保障會議效果的同時卻降低了系統(tǒng)應用的自主性和靈活性。經(jīng)過7年多的實際氣象業(yè)務應用，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)召開的各類會商、培訓、技術(shù)交流的數(shù)量逐年增加，系統(tǒng)使用日趨繁忙，而由主控中心進行會議集中控制管理的模式難于滿足日益增長的會議需求。例如汛期或重大天氣過程期間，受到天氣過程影響的多個省市之間頻繁需要進行臨時天氣預報電視會商，同時中央氣象臺等單位也需要經(jīng)常參與這些會商。這類臨時天氣預報電視會商一般僅有少數(shù)省市參會，更適合由主持省市進行會議的自主調(diào)度和控制管理。如果能在現(xiàn)有全國天氣預報電視會商系統(tǒng)內(nèi)提供一套可由各省、計劃單列市氣象部門使用的會議預約及控制系統(tǒng)，則多個省市氣象局之間需要進行臨時會商時，各相關(guān)省市就可以自主通過會議預約系統(tǒng)完成會議預約，由會議預約系統(tǒng)完成會議的按時調(diào)度，并由會議組織者（相關(guān)省、市）對會議進行全程的管理，從而既方便了各省市的使用又減少了控制中心技術(shù)人員的工作量。

根據(jù)實際應用中不同的業(yè)務需求，為了更加靈活地管理召開小范圍內(nèi)的視頻會議，筆者開發(fā)了自主會商系統(tǒng)平臺（其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示），將全國天氣預報電視會商系統(tǒng)主控中心的MCU操作權(quán)限適當下放給各省市的氣象部門，由參加天氣預報電視會商的主持單位自行發(fā)起會議。各相關(guān)省市氣象部門的會議申請單位通過Web方式登陸到主控中心的MCU管理界面，使用相應預定義的會議模板，召開小范圍的天氣預報電視會商并進行全程管理。在自主會商系統(tǒng)平臺下，會議的申請單位通過網(wǎng)上預約提交會議申請，系統(tǒng)將自動完成會議預約、確認會議安排、會議調(diào)度等過程。這種自主會商的應用模式將促進各類小范圍天氣預報電視會商的應用，大大提高全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的使用效能。

3.3 應用多元化

全國天氣預報電視會商系統(tǒng)每年的使用時間、使用頻次逐年增加，服務范圍和內(nèi)容不斷擴大，服務范圍包括全國會商、區(qū)域會商、流域會商、省內(nèi)會商/會議，服務內(nèi)容涉及每天的早間天氣會商、氣候會商、災情會商、重大天氣過程會商、應急現(xiàn)場連線、臨時會商、汛期動員會、預報技術(shù)交流會、學習報告會等多種類別。對于全國天氣預報電視會商系統(tǒng)而言，其功能已不僅限于為天氣預報會商提供服務，在應急指揮、氣象防災減災等方面也發(fā)揮了積極的作用，尤其在面對各類突發(fā)天氣事件和重要社會活動時，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)承擔著應急視頻通信服務保障的重要任務。

與視頻會議相關(guān)的新技術(shù)的引入將為全國天氣預報電視會商系統(tǒng)帶來新的應用，如與3G業(yè)務、辦公系統(tǒng)融合，為更大范圍的個人用戶提供視頻服務，將成為全國天氣預報電視會商系統(tǒng)業(yè)務應用新的增長點。此外，隨著視頻通信技術(shù)的發(fā)展，視訊相關(guān)產(chǎn)品編解碼能力不斷提升，視頻會議系統(tǒng)將由標清系統(tǒng)向高清系統(tǒng)發(fā)展，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)也將會進行系統(tǒng)的升級。

綜上所述，全國天氣預報電視會商系統(tǒng)在氣象業(yè)務中的應用將不斷深化和普及，系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和規(guī)模將不斷豐富和擴展，系統(tǒng)的應用模式將更加多樣化。

4 小結(jié)

基于視頻會議技術(shù)的全國天氣預報電視會商系統(tǒng)已在氣象業(yè)務系統(tǒng)中連續(xù)運行了7年多，在天氣預報會商、行政會議、技術(shù)交流、應急指揮、重大事件的氣象會商保障等多種服務中發(fā)揮了重要的作用。本文比較了軟件視頻會議系統(tǒng)和硬件視頻會議系統(tǒng)的功能，介紹了全國天氣預報電視會商系統(tǒng)的現(xiàn)狀，分析了視頻會議技術(shù)在天氣會商系統(tǒng)中的應用前景，指出軟件視頻會議系統(tǒng)的應用將成為現(xiàn)有硬件視頻會議系統(tǒng)的有效補充，并定制開發(fā)了適用于氣象業(yè)務的軟件桌面視頻會議系統(tǒng)和自主會商系統(tǒng)平臺。今后，視頻會議技術(shù)在氣象業(yè)務中的應用將朝著個人桌面化、管理自主化、應用多元化的方向發(fā)展。

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