河南省山洪災害防御視頻到鄉(xiāng)會商系統(tǒng)方案研究

□楊 栓 □任建勛（河南省水利信息中心）

1 概述

河南省氣候?qū)倌媳狈綒夂虻倪^渡地帶，季風影響明顯。夏季冷暖氣團經(jīng)常在省域內(nèi)推移擺動，構(gòu)成惡劣天氣，極易產(chǎn)生暴雨洪水。且山區(qū)向平原過渡地帶短，特殊的地理位置和地形地貌決定了河南省是水旱災害發(fā)生比較頻繁的地區(qū)。山洪災害具有突發(fā)性、能量集中、沖擊力強、破壞性大、危害嚴重等特點，常常造成人員傷亡，房屋田地毀損，交通通信中斷，使國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)遭受巨大損失，已成為河南省經(jīng)濟社會發(fā)展的不和諧因素。

要解決好山洪災害問題，就必須調(diào)整治水思路，轉(zhuǎn)變治水方針。加強非工程措施建設(shè)，建設(shè)山洪災害防治縣級監(jiān)測預警平臺，從監(jiān)測和預警上入手，提高預警能力，避免人員傷亡和財產(chǎn)損失。

全省異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)為山洪災害防治、異地防汛會商、水利工作視頻會議和業(yè)務(wù)培訓提供了現(xiàn)代化支撐。因此在原有異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)資源的基礎(chǔ)上，建設(shè)縣到鄉(xiāng)山洪災害防御異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)，實現(xiàn)與現(xiàn)有異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)的數(shù)字級聯(lián)、無縫對接，達到省、市、縣、鄉(xiāng)四級雙向會商和互聯(lián)互控目的，能進一步提高河南省防災減災的指揮決策和應(yīng)急反應(yīng)能力。

2 系統(tǒng)現(xiàn)狀

系統(tǒng)自2003年開始，采用統(tǒng)一技術(shù)標準建設(shè)了上聯(lián)水利部、省政府、淮委，覆蓋全省18個市水利局、14個市水文局、9座大型水庫、34個重點水文站、134個縣（區(qū)）級水利部門。

3 建設(shè)必要性

異地防汛會商系統(tǒng)的建設(shè)對提高河南省科學調(diào)度洪水、抗御干旱的能力，進一步發(fā)揮水利工程的作用，減輕洪澇干旱災害造成的損失，具有十分重要的意義。①防汛指揮科學調(diào)度的需要。山洪災害防治監(jiān)測預警平臺是實現(xiàn)防洪減災目標的重要非工程防洪措施，是防汛工作的生命線，全省異地防汛會商系統(tǒng)是山洪災害預警平臺的重要部分,是完善河南省防洪體系的關(guān)鍵。②彌補建設(shè)范圍的不足。異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)的突出問題是建設(shè)范圍不足，不能覆蓋全省水利管理單位，使防汛抗旱調(diào)度指揮和水利政令等信息傳輸通道出現(xiàn)斷層，不能充分發(fā)揮其效益。只有擴大建設(shè)范圍到縣、鄉(xiāng)級別，促進針對水利中心工作的應(yīng)用，才能更好地服務(wù)全省的社會和經(jīng)濟發(fā)展。③科學技術(shù)發(fā)展的必然要求。隨著計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)已深入到水利工作的各個環(huán)節(jié)，以新技術(shù)替代以往的工作方式已成為必然。加快先進通信技術(shù)在縣鄉(xiāng)級的應(yīng)用，緊跟科學技術(shù)的發(fā)展是水利進步的必然選擇。

4 方案設(shè)計

4.1 通信協(xié)議設(shè)計

H.323是基于分組交換的視頻會議標準，基于IP線路組網(wǎng)。由于依托于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，因此H.323視頻會議系統(tǒng)具有非常靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不需要為視頻業(yè)務(wù)提供專門的信道。只要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)到達的地方，就可實現(xiàn)視頻通信。H.323采用了先進的TCP/IP技術(shù)，在提供相同性能和更多功能的同時，大大降低了用戶終端的成本以及用戶線路使用費用，具有很高的性能價格比。鄉(xiāng)級異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)的建設(shè)需要具有配置簡單、易于維護、成本低廉的特性，在視頻技術(shù)標準的選擇上，選擇設(shè)備投資價格低、組網(wǎng)靈活的H.323標準建設(shè)最為適宜。

4.2 編碼格式設(shè)計

遵循省水利廳已制定的標準MPEG-4編解碼格式，鄉(xiāng)級異地防汛會商視頻會議多點控制器（三級MCU）、鄉(xiāng)級異地防汛會商視頻會議終端均采用標準的MPEG-4編解碼協(xié)議，實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一編解碼格式，減輕各級多點控制器的負荷。

4.3 圖像分辨率設(shè)計

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，支持4CIF分辨率的視頻采集設(shè)備、顯示設(shè)備已經(jīng)成熟，設(shè)備價格也相對比較便宜。這種分辨率能達到704×576的清晰度，是CIF的4倍，沿用4：3顯示模式，這種方式更符合人體生理學原理，適應(yīng)眼睛的觀看。本著節(jié)約、經(jīng)濟的原則，采用鄉(xiāng)級異地防汛會商視頻會議多點控制器（三級MCU）、鄉(xiāng)級異地防汛會商視頻會議終端均支持4CIF的會商圖像分辨率，實現(xiàn)了全網(wǎng)統(tǒng)一圖像分辨率，節(jié)約了多點控制器視頻格式、視頻分辨率轉(zhuǎn)換的投資成本。

4.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

鄉(xiāng)級聯(lián)網(wǎng)單位數(shù)量較多，視頻會商質(zhì)量要求不高，因此，在通信信道選擇上應(yīng)充分考慮其經(jīng)濟性、可行性。目前河南省固定網(wǎng)絡(luò)資源已覆蓋到全省所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，專線技術(shù)發(fā)展成熟，鄉(xiāng)級采用2 M專線方式接入縣電信運營商公司，再通過光纖專線匯聚到縣水利局，實現(xiàn)縣級防汛部門獨享的專網(wǎng)，可保證防汛視頻會商應(yīng)用的效果。線路的月租費也較為便宜，具有可操作性。

4.5 設(shè)備兼容性設(shè)計

系統(tǒng)采用數(shù)字級聯(lián)方式，網(wǎng)絡(luò)中的上級MCU負責管理所轄下級MCU及視頻會議終端之間視頻通信，上級MCU和會議視頻終端之間能夠互通互控。

同時，通過視頻電路連接省中心MCU,省中心通過網(wǎng)管系統(tǒng)對各市、縣MCU進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)對各MCU的配置和維護，并可通過市級MCU管理縣級視頻會議終端。各會場亦可靈活轉(zhuǎn)換主會場和分會場角色，如遇突發(fā)山洪災害時，領(lǐng)導靠前指揮可把縣級會場設(shè)為主會場召開全省或全市會商會議，以達到省對三級MCU及四級視頻會議終端的互通互控。

4.6 組網(wǎng)方案

系統(tǒng)采用H.323體系標準,全網(wǎng)采用統(tǒng)一的MPEG-4統(tǒng)視頻編解碼格式,全網(wǎng)采用專線網(wǎng)絡(luò)方式建設(shè)。

4.6.1 組網(wǎng)說明

鄉(xiāng)級異地防汛會商視頻會議系統(tǒng)采用H.323的組網(wǎng)方式，組網(wǎng)靈活方便，經(jīng)濟成本比較低，綜合性價比。

縣指揮中心：在各縣新增部署MCU一臺，連接到局域網(wǎng)交換機上，MCU經(jīng)過轉(zhuǎn)換器與市級的MCU進行數(shù)字級聯(lián)。

在縣級中心配置H.323標準的MCU，MCU連接到縣級局域網(wǎng)交換機上，通過級聯(lián)實現(xiàn)與上級市的MCU系統(tǒng)相連，并通過IP方式和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)相連?？h級MCU匯集下屬鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的視頻碼流，對這些碼流進行處理、轉(zhuǎn)發(fā)、畫面分割等，通過會議控制臺對這些碼流進行分發(fā)、交換、會議控制。

會議控制臺負責會議的召集、管理和結(jié)束等管理控制功能。控制臺支持16組會議同時召開，支持1080i/P、720P接入，可以提供16畫面分割、混音、網(wǎng)守等功能。

鄉(xiāng)級會場：鄉(xiāng)級分會場配備一體式視頻會商終端，其包含視頻會議終端設(shè)備、會議攝像機、全向麥克風、一臺電視機和一條2 M專線即可組成完整的視頻會商系統(tǒng)，價格低廉又便于維護，適合鄉(xiāng)、鎮(zhèn)等基礎(chǔ)防汛部門使用。會場的會議終端通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與中心MCU連接，音、視頻信號送到終端進行編碼后，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到中心MCU進行轉(zhuǎn)發(fā)、控制等處理。

4.6.2 系統(tǒng)級聯(lián)

系統(tǒng)采用數(shù)字級聯(lián)方式，新建系統(tǒng)采用與全省水利現(xiàn)有系統(tǒng)相同設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)中的市級MCU負責管理所轄各縣的視頻會議終端之間視頻通信，MCU和會議視頻終端之間能夠互通互控。各會場亦可靈活轉(zhuǎn)換主會場和分會場角色，如遇突發(fā)山洪災害時，領(lǐng)導靠前指揮可把縣級會場設(shè)為主會場召開全省或全市會商會議。

5 結(jié)束語

通過建設(shè)縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)視頻會商系統(tǒng)，實現(xiàn)省、市、縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)四級防汛視頻會商系統(tǒng)的互聯(lián)互通，可使各級防汛指揮部門及時掌握水、雨、工情信息，從而迅速科學地做出決策，及時實施科學合理的防洪搶險調(diào)度指揮，將洪澇災害損失降到最低限度。