氣象視頻會商系統的現狀及發展趨勢

吳孟春 胡永亮 馬奇蔚 周捷

1浙江溫州市氣象局 浙江 325027

2浙江省氣象信息網絡中心 浙江 310017

0 引言

氣象會商系統自建立以來，承擔著氣象預報和災害預警會商、會議、遠程培訓、交流等業務，在氣象業務發展進程中起著舉足輕重的作用。特別是近年來，隨著全球氣候變暖以及極端天氣的不斷增多，氣象會商系統在氣象預報中的地位顯得更為重要。通過氣象會商系統省級部門能對地方的預報分析和預報服務進行決策和指導，同時在會商和討論分析的過程中能提高各地方的預報分析和預報服務水平。應該說全國和省以及各地方會商系統的建立對氣象部門在減災防災、提高公共氣象服務和整體預報水平都有著很重要的作用。

1 會商系統的現狀

浙江省氣象視頻會商系統投入業務已有6年的時間了，視頻主要設備為挪威 TANDBERG視頻終端和國產鼎視通MCU。

1.1 系統構架

浙江省氣象視頻會商系統是依托全省寬帶專線網絡的全省性視頻系統，省到各地市之間采用電信的2M專線，地市到各縣級市采用電信10M的共享線路。其中地市級配置了TANDBERG 2500S-NPP型號的視頻終端產品，在縣市級配置了TANDBERG 800-NPP型號的視頻終端產品。整個視頻網絡分二級組建，省中心配置了16用戶的MCU(多點控制單元)用來召開省級到各地市的會商，各地市又分別配置了8用戶的MCU用來召開地市到縣市的會商，整個網絡也可以通過MCU的級聯來召開全省、地市、縣市的會商。圖1為視頻網絡拓撲圖。

圖1 視頻網絡拓撲圖

1.2 設備性能及應用效果

TANDBERG視頻終端設備支持最新的H.264視頻通訊協議，能為視頻會商系統提高穩定的通訊質量。視頻終端還具有IP Precedence、TOS、RSVP等網絡QoS服務保障，有很好的網絡適應能力，在網絡丟包率小于5%時，可對圖像進行插值補償，圖像質量不會出現明顯的損傷，從而保證了活動圖像的高質量。總的來說，由于TANDBERG視頻終端設備在通訊質量、活動圖像的清晰度、傳輸質量和音畫匹配等方面都有不錯的表現而成為浙江省組建視頻會議系統的主要設備。視頻設備具有“PC界面共享”，即設備的VGA輸入輸出接口實現了 PC界面的共享，最高分辨率可以達到1024*768(VGA)，通過連接，PC加入視頻會議，這樣可以實現主講人將自己語音和預報分析資料和分析結果同步地展現給遠程的各個會場，這樣可以達到氣象會商的實際效果。總的來說，浙江省視頻會商系統應用的設備以及網絡基本上滿足了業務的需求。

2 現有會商系統存在的一些問題和不足

全省的視頻會商系統于 2006年建立。建立時視頻會商的網絡鏈路是與業務數據共用一條網絡鏈路。隨著業務的不斷發展，業務數據量不斷增多，對視頻會商系統的會商影響產生了很大的影響，圖像的延時、視頻連接時斷時連等現象明顯增加，在這種情況下不得不對現在的網絡進行改造，將視頻網絡鏈路與業務數據網絡鏈路分開，建立視頻網絡鏈路寬帶專線。建立專線后的氣象視頻會商系統無論在信號的穩定性和信號傳輸的質量都有了明顯的提高，但由于設備在這幾年來不間斷的運行，系統設備的性能、質量以及管理平臺等方面都不同程度地出現了一些問題，同時業務的快速發展而使得該系統存在著一些不足，總體表現在以下幾個方面：

（1）系統運行時間長，設備老化，故障增多：現有視頻終端和MCU等視頻設備已不間斷運行了近6年的時間，已有不少的地方的視頻設備都出現老化和故障，有時在會商時出現時斷時連、視頻和語音信信號不好，沒有視頻信號只有語音或無法發送PC，現象在重新啟動設備后又恢復正常；有時省會商中心與市局無法建立連接，甚至有時視頻流式與PC流重疊的情況發生。由于設備運行的時間過長，設備的故障也就相應地增多了，因此這些故障已對業務運行產生了一定的影響。

（2）會商系統管理平臺操作不方便：在預報員進行會商或進行分會場會議時，需要繁瑣的操作進行連接、切換，常有誤操作。

（3）視頻會商結果不能保存：現有的會商系統不能保存會商的視頻、音頻資料。當一個重要的過程會商后預報員可能需要對會商的視頻進行回放，更多地獲取會商信息，從而能更好地進行預報分析。

（4）不支持高清：當前視頻會議系統已經進入高清時代1080p(1920x1080分辨率30幀/秒)，雙流技術也統一為H.239標準。而全省的視頻會商系統仍是一個標清系統(352x288分辨率20幀/秒)標準，已不能滿足快速發展的業務需求。

3 面臨改進和升級

近年來，極端天氣(暴雨、暴雪、超級臺風等)的增多，對氣象預報提出了更高的要求。氣象系統在這種形勢下，通過視頻會商系統進行天氣會商的次數也越來越多，因此，會商系統的穩定性、可靠性、可管理性以及對業務擴展等在預報服務中成為關鍵。而現有的會商系統運行的時間過長，設備出現了老化，故障次數不斷增加，因而需要考慮對現有的系統進行改造和升級。面對全省的視頻系統，設備多，網絡相對復雜，以何種方式進行升級改造，實現什么功能等值得探討和考慮。

（1）統一性和兼容性：系統升級與改造是一個比較復雜的過程，就全省而言，從省級到地區再到縣級，在升級過程中要考慮設備的統一性和兼容性的問題，而視頻設備目前的價格都還比較貴，因而升級改造要綜合考慮。目前市場上的設備都已向高清方向發展，高清設備同樣是要考慮的因素。

（2）面向業務應用功能的擴展：如視頻存儲與點播，能將視頻系統接入存儲設備，能對重大天氣會商過程和重要會議進行存儲，將有助于提供更加細致的預報分析或資料保存。桌面延伸，一些不在會商現場的專家可通過遠程以WEB方式觀看會商過程，還可直接加入會議，這就需要硬件視頻會議系統具有向桌面擴展的能力，把會議通過網絡組播到電腦桌面，或者是電腦通過網絡連接加入氣象會商系統。

（3）穩定的性能：會商系統在建立以來，已成為氣象預報會商、行政會議、應急指揮和培訓交流等重要的平臺，因而系統使用的次數在不斷增加，這對系統的穩定性提出了更高的要求，也因此在升級后的系統的穩定性成為重要的指標。

（4）管理和維護方便：通過WEB管理或者通過硬件設備設置快捷方式快速加入和切換會議，可設置時間定時進行預約，這樣會大大地增強系統的使用效率。

4 未來發展趨勢

視頻技術與網絡通信技術快速發展，更高的圖像畫質、更清晰的音質、更流暢的視頻和更自由的溝通已經成為用戶對視頻會議提出的基本要求，在這種需求驅動下，1080P成為視頻會議發展的主流。同時，更靈活的數據協作、更便捷的業務功能、更穩定可靠的網絡支持也成為驅動 1080P視頻會議發展的技術基礎。

（1）高清、更低的帶寬

當前高清視頻業務已經成為市場的主流，但這同時也對帶寬提出了更高的需求。由于高質量的信息顯著增加，為節省網絡帶寬，迫切需要更加先進的視頻壓縮編碼技術及標準，進一步提高視頻編碼壓縮比，提高網絡適應能力，以滿足下一代視頻業務的發展。除了現在廣泛應用的 H.264和MPEG-4技術，H.264+和H.265都已經在研究中，它們可以提供更高的視頻編碼壓縮比。H.265采用基于模型的混合編碼技術，可以將編碼效率提高4.5%。

（2）有線無線快速接入

3G的到來和移動互聯網的發展將驅動多媒體通信進入了一個高速發展的時期。3G時代，視頻業務將獲得更大、更廣的發展空間。視頻系統不僅能實現電話、手機、3G等無線接入方式，更提供了先進的桌面接入終端，出差在外的人員只需要使用電腦遠程訪問WEB頁面，然后通過簡單的操作即可進入到會議中，并可以接收和發送的雙視頻流，進行音視頻實時溝通和數據的傳輸。

（3）云計算應用

云計算未來的重要應用之一就是視頻業務，同時視頻系統通過云計算來提升處理能力、有效調配資源和降低業務生產和運營成本，特別是在視頻檢索、視頻分發、視頻內容處理、3DGIS視頻等領域，云計算將發揮更大的作為。

（4）軟件化視頻會議系統

隨著計算機處理能力和軟件技術的提高，視頻會議系統也開始向軟件化發展，越來越多基于C/S模式的視頻軟件產品出現，軟件視頻系統依托快速互聯網的寬帶網絡環境、較低的成本和便捷化的應用已有了快速的發展空間。據國際著名的通信研究機構Wainhouse Research近期預測，未來全球硬件視頻會議設備銷售的增長約為18%，而軟件視頻會議的增長則將達到 144%！很顯然后者將是未來的發展趨勢。在目前的技術條件下，軟件視頻會議在音視頻質量上已非常接近硬件系統的效果。而且軟件視頻會議具有許多優勢，包括豐富的數據協作、會議管理和控制功能，實現文件傳輸、信息的存儲；方便的系統安裝部署、擴容和產品升級；使用靈活，可以隨時隨地地召開網絡會議，可以通過WEB方式隨時加入會議等等。

5 結語

氣象視頻會商系統是現代網絡化視頻技術及遠程協作技術在氣象領域的一個重要應用，也是氣象網絡通信技術和預報水平的綜合體現。氣象視頻會商系統的建立有力推動了氣象系統的信息化建設，顯著提高了氣象業務水平和氣象服務的總體效益。

氣象視頻會商系統的建立大大方便了氣象業務的交流、溝通、指導和決策服務，同時對提高預報員的整體預報水平和天氣預報的準確性也發揮了很重要的作用。利用氣象視頻會商系統，氣象決策部門也增強對災難性天氣的分析和應對能力，從而快速制定災難應急方針。特別在當前全球變暖和極端天氣不斷增多的形勢下，更精確更精細化的預報已成為社會更為迫切的需求，那么一個高清、穩定、安全而又快捷的氣象視頻會商系統為更精確更精細化的預報服務創造條件，在高科技快速發展之下，先進的視頻網絡技術能為精確的氣象預報錦上添花。

[1]譚偉賢.高清晰會議電視系統及應用技術.北京:科學出版社.2004.

[2]畢厚杰.新一代視頻壓縮編碼標準—H.264/AVC.北京:人民郵電出版社.2005.

[3]賴煥雄.基于政務網構建“省-市-縣遠程可視會商系統”.計算機系統應用.2007.

[4]詹青龍.網絡視頻技術及應用.西安:西安電子科技大學出版社.2004.

[5]Tandberg white paper 2009.www.tandberg.cn.

[6]http://tech.qq.com/a/20090706/000295.htm.

[7]http://www.pjtime.com/2008/12/24588258.shtml.