視頻會議在氣象業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 視頻與衛星室，北京 100081）

0 引言

視頻會議系統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，以實現會議目的的系統設備[1]。視頻會議技術涉及音視頻采集處理技術，衛星、光纜、微波通信技術，計算機技術，通信網絡技術等[2]。視頻會議系統可分為硬件視頻會議系統和軟件視頻會議系統[3]。硬件視頻會議系統一般基于H.320或H.323協議，采用多點控制單元（Multipoint Control Unit，MCU）調度管理會議，硬件架構主要包括視頻終端、MCU、網閘、網關等組件。軟件視頻會議系統的原理與硬件視頻會議系統基本相同，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合的軟件來實現。

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

現有的全國天氣預報電視會商系統主要為多點硬件視頻會議系統，可以為全國各省（市、區）、計劃單列市的會議室型會場和會商室提供高穩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，硬件視頻會商系統的數據共享功能有限，難于滿足天氣預報員對大量圖文數據進行交互處理的需求。

隨著多媒體通信技術的發展，軟件視頻會議系統逐漸成熟，可為更多的個人用戶提供便捷的視頻交流平臺。并且，軟件視頻會議系統具有多種數據共享方式，如程序共享、電子白板、協同瀏覽、演講稿同步、文字討論等。軟件視頻會議系統可作為硬件視頻會商系統的有效補充和擴展，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，各種視頻會議技術在氣象業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展。

1 視頻會議系統

對于視頻會議系統，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，硬件視頻會議系統基于嵌入式操作系統，采用專用的音、視頻設備，聲音和圖像效果好，穩定性高，且可以提供服務質量保證[4-5]。軟件視頻會議系統采用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，對文檔內容進行討論和修改[6]。軟件視頻會議系統的性能受到計算機CPU性能和網絡帶寬的影響，與硬件視頻會議系統相比，音視頻的穩定性較差，難以滿足大型專業會議要求，一般面向低端小型會議、個人用戶。但是軟件視頻會議系統靈活的數據操作能力遠遠優于硬件視頻會議系統[4-5]。表1詳細比較了軟硬件視頻會議系統的功能和性能[1,3]。

表1 硬件視頻會議系統和軟件視頻會議系統的比較

硬件視頻會議系統和軟件視頻會議系統各有優缺點，適應于不同的應用場景。隨著計算機和網絡技術的發展，基于軟件的視頻會議系統由于其廉價和靈活的優勢，得到了飛速發展[7]。另外，軟件視頻會議可以實現與硬件視頻會議的互連互通，融合發揮硬件視頻會議系統和軟件視頻會議系統的優點。文獻[8]提出了一種結合兩者優點的第三代視頻會議系統，該視頻會議系統基于軟交換架構，軟件為主、硬件為輔，采用H.323（V4）協議，面向專業的大型視頻會議，兼顧小型會議和桌面個人用戶，無縫兼容傳統的硬件視頻會議系統。

在全國天氣預報電視會商系統中，軟件視頻會議系統也將作為硬件視頻會商系統的有效補充和擴展，與硬件視頻會商系統融合，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發展及現狀介紹

全國天氣預報電視會商系統是視頻會議技術在國內較早的大型應用，其整體格局為國家級、省級兩級結構。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；2003年7月業務運行；2005年8月，全國31個省市區的建設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）的建設任務。

全國天氣預報電視會商系統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、國家衛星氣象中心等10余個國家局分會場，31個省（自治區、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。經過多年的實際業務應用，全國天氣預報電視會商系統的主控中心和省級電視會商系統在原有系統建設的基礎上，規模不斷擴充、功能逐步完善，為各類日常天氣會商、應急天氣會商聯線、電視會議、培訓等多種業務提供了日益豐富的視頻服務，在氣象業務中發揮了重要的作用。

2.1 全國天氣預報電視會商系統的國家級主控中心

全國天氣預報電視會商系統初期業務運行主要采用衛星通信方式。隨著全國地面寬帶網絡的建設和開通，全國天氣預報電視會商系統國家級主控中心MCU開始啟用，省級會場逐漸過渡到可采用地面寬帶網線路和衛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，通過衛星方式接入的分會場通過衛星網管系統進行控制，兩部分會場匯集于主控中心進行統一導播和調度。在全國氣象寬帶網全面開通后，全國天氣預報電視會商系統國家級主控中心采用MCU對全國各會場進行統一管理和調度，大大提高了系統管理效能，會議調度更加方便。

隨著全國天氣預報電視會商系統的業務化應用，其功能和規模也在不斷完善和擴展。全國天氣預報電視會商系統國家級主控中心從建設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的MCU不支持雙流，故采用了VGA信號轉換設備，將發言會場的計算機VGA信號轉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），并通過局大院內光纖網絡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，包括核心處理子系統、監控子系統、視頻分配切換子系統、音頻分配切換子系統、輔助子系統，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

在全國天氣預報電視會商系統建設的同時，部分省也已經開始基于省內寬帶網絡，建設省內天氣預報電視會商系統。

到目前為止，全國各省均建成有省內天氣預報電視會商系統。省內會商系統大多已遍布省、地、縣，規模都在10個點以上，有些省的系統規模達80多個點，涉及到MCU的二級至三級級聯。除個別省的電視會商系統不支持雙流或采用T.120數據會議以外，其他省級系統均具有提供分辨率達1024 ×768的H.239雙流功能。此外，部分省局已建設省內的軟件視頻會商系統，提供省局及地市縣用戶從桌面軟件系統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建設情況如圖2所示。

2.3 系統應用效益

全國天氣預報電視會商系統利用視頻通信和遠程協作兩大功能，實現了跨地區的多方會商，不僅可用于日常的氣象預報協商，還可實現對緊急天氣狀況的快速分析，大大提高了氣象系統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召開，節約了各項會議經費支出。

全國天氣預報電視會商系統邊建設邊發揮效益。2002年4月3日，北京市氣象局的電視會商系統安裝完畢，中國氣象局利用全國天氣預報電視會商系統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正式投入業務運行，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，到現在，全國天氣預報電視會商系統已成為氣象系統預報會商、行政會議、技術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在氣象業務中發揮了巨大作用。

3 視頻會議技術在全國天氣預報電視會商系統的應用前景分析

全國天氣預報電視會商系統整體格局為國家級、省級兩級結構，國家級主控中心負責整個電視會商系統的日常業務運行和服務保障工作，全部會議均由主控中心技術人員負責在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言，主控中心僅開啟主會場和發言會場聲音，如果未安排的分會場希望發言，則要電話聯系主控中心或會議主持人，由主控中心的技術人員將其聲音打開之后才可以發言，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，可能會需要隨時發言。另外，天氣預會商、天氣預報人員之間進行的小范圍技術討論等需要在日常辦公室進行更方便即時的交流，需要更豐富的數據互操作功能來處理大量的天氣數據。而目前的全國天氣預報電視會商系統是基于硬件視頻會議系統結構的，要求參會會場設在會商室、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的會商場所，而且需要電視會商系統的技術人員開啟會商系統，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應用整體來看，目前的硬件視頻會議系統可以保證全國性的天氣預報電視會商和電視會議穩定有序地召開，但是系統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以其特有的靈活性，必將成為現有硬件視頻會議系統的有利補充。

3.1 個人桌面化

相比硬件視頻會議系統而言，基于PC的純軟件桌面視頻會議系統在應用方面具有更好的靈活性和交互性。根據實際氣象業務的需求，在現有硬件視頻會議系統的基礎上，筆者定制開發了適合氣象業務應用的軟件、硬件視頻會議系統，如圖3所示。該系統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。通過氣象寬帶網或互聯網，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據協作功能，各地預報員之間可隨時隨地進行視頻交流和數據協同處理。軟件桌面視頻會議系統彌補了原來硬件視頻會議系統會場形式相對固定、交互性差的弱點，是視頻通信在氣象業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應用模式是集中控制管理，系統缺乏靈活自主性，在保障會議效果的同時卻降低了系統應用的自主性和靈活性。經過7年多的實際氣象業務應用，全國天氣預報電視會商系統召開的各類會商、培訓、技術交流的數量逐年增加，系統使用日趨繁忙，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省市參會，更適合由主持省市進行會議的自主調度和控制管理。如果能在現有全國天氣預報電視會商系統內提供一套可由各省、計劃單列市氣象部門使用的會議預約及控制系統，則多個省市氣象局之間需要進行臨時會商時，各相關省市就可以自主通過會議預約系統完成會議預約，由會議預約系統完成會議的按時調度，并由會議組織者（相關省、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人員的工作量。

根據實際應用中不同的業務需求，為了更加靈活地管理召開小范圍內的視頻會議，筆者開發了自主會商系統平臺（其系統結構如圖4所示），將全國天氣預報電視會商系統主控中心的MCU操作權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起會議。各相關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。在自主會商系統平臺下，會議的申請單位通過網上預約提交會議申請，系統將自動完成會議預約、確認會議安排、會議調度等過程。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的使用效能。

3.3 應用多元化

全國天氣預報電視會商系統每年的使用時間、使用頻次逐年增加，服務范圍和內容不斷擴大，服務范圍包括全國會商、區域會商、流域會商、省內會商/會議，服務內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、應急現場連線、臨時會商、汛期動員會、預報技術交流會、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揮了積極的作用，尤其在面對各類突發天氣事件和重要社會活動時，全國天氣預報電視會商系統承擔著應急視頻通信服務保障的重要任務。

與視頻會議相關的新技術的引入將為全國天氣預報電視會商系統帶來新的應用，如與3G業務、辦公系統融合，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業務應用新的增長點。此外，隨著視頻通信技術的發展，視訊相關產品編解碼能力不斷提升，視頻會議系統將由標清系統向高清系統發展，全國天氣預報電視會商系統也將會進行系統的升級。

綜上所述，全國天氣預報電視會商系統在氣象業務中的應用將不斷深化和普及，系統的功能結構和規模將不斷豐富和擴展，系統的應用模式將更加多樣化。

4 小結

基于視頻會議技術的全國天氣預報電視會商系統已在氣象業務系統中連續運行了7年多，在天氣預報會商、行政會議、技術交流、應急指揮、重大事件的氣象會商保障等多種服務中發揮了重要的作用。本文比較了軟件視頻會議系統和硬件視頻會議系統的功能，介紹了全國天氣預報電視會商系統的現狀，分析了視頻會議技術在天氣會商系統中的應用前景，指出軟件視頻會議系統的應用將成為現有硬件視頻會議系統的有效補充，并定制開發了適用于氣象業務的軟件桌面視頻會議系統和自主會商系統平臺。今后，視頻會議技術在氣象業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展。

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