河南省山洪災害防御視頻到鄉會商系統方案研究

□楊 栓 □任建勛（河南省水利信息中心）

1 概述

河南省氣候屬南北方氣候的過渡地帶，季風影響明顯。夏季冷暖氣團經常在省域內推移擺動，構成惡劣天氣，極易產生暴雨洪水。且山區向平原過渡地帶短，特殊的地理位置和地形地貌決定了河南省是水旱災害發生比較頻繁的地區。山洪災害具有突發性、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，使國民經濟和人民生命財產遭受巨大損失，已成為河南省經濟社會發展的不和諧因素。

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

全省異地防汛會商視頻會議系統為山洪災害防治、異地防汛會商、水利工作視頻會議和業務培訓提供了現代化支撐。因此在原有異地防汛會商視頻會議系統資源的基礎上，建設縣到鄉山洪災害防御異地防汛會商視頻會議系統，實現與現有異地防汛會商視頻會議系統的數字級聯、無縫對接，達到省、市、縣、鄉四級雙向會商和互聯互控目的，能進一步提高河南省防災減災的指揮決策和應急反應能力。

2 系統現狀

系統自2003年開始，采用統一技術標準建設了上聯水利部、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）級水利部門。

3 建設必要性

異地防汛會商系統的建設對提高河南省科學調度洪水、抗御干旱的能力，進一步發揮水利工程的作用，減輕洪澇干旱災害造成的損失，具有十分重要的意義。①防汛指揮科學調度的需要。山洪災害防治監測預警平臺是實現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鍵。②彌補建設范圍的不足。異地防汛會商視頻會議系統的突出問題是建設范圍不足，不能覆蓋全省水利管理單位，使防汛抗旱調度指揮和水利政令等信息傳輸通道出現斷層，不能充分發揮其效益。只有擴大建設范圍到縣、鄉級別，促進針對水利中心工作的應用，才能更好地服務全省的社會和經濟發展。③科學技術發展的必然要求。隨著計算機和通信技術的飛速發展，新技術已深入到水利工作的各個環節，以新技術替代以往的工作方式已成為必然。加快先進通信技術在縣鄉級的應用，緊跟科學技術的發展是水利進步的必然選擇。

4 方案設計

4.1 通信協議設計

H.323是基于分組交換的視頻會議標準，基于IP線路組網。由于依托于數據網絡，因此H.323視頻會議系統具有非常靈活的網絡結構，不需要為視頻業務提供專門的信道。只要數據網絡到達的地方，就可實現視頻通信。H.323采用了先進的TCP/IP技術，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。鄉級異地防汛會商視頻會議系統的建設需要具有配置簡單、易于維護、成本低廉的特性，在視頻技術標準的選擇上，選擇設備投資價格低、組網靈活的H.323標準建設最為適宜。

4.2 編碼格式設計

遵循省水利廳已制定的標準MPEG-4編解碼格式，鄉級異地防汛會商視頻會議多點控制器（三級MCU）、鄉級異地防汛會商視頻會議終端均采用標準的MPEG-4編解碼協議，實現全網統一編解碼格式，減輕各級多點控制器的負荷。

4.3 圖像分辨率設計

隨著計算機技術的發展，支持4CIF分辨率的視頻采集設備、顯示設備已經成熟，設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，適應眼睛的觀看。本著節約、經濟的原則，采用鄉級異地防汛會商視頻會議多點控制器（三級MCU）、鄉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，實現了全網統一圖像分辨率，節約了多點控制器視頻格式、視頻分辨率轉換的投資成本。

4.4 網絡設計

鄉級聯網單位數量較多，視頻會商質量要求不高，因此，在通信信道選擇上應充分考慮其經濟性、可行性。目前河南省固定網絡資源已覆蓋到全省所有鄉鎮，專線技術發展成熟，鄉級采用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，實現縣級防汛部門獨享的專網，可保證防汛視頻會商應用的效果。線路的月租費也較為便宜，具有可操作性。

4.5 設備兼容性設計

系統采用數字級聯方式，網絡中的上級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,省中心通過網管系統對各市、縣MCU進行統一管理，實現對各MCU的配置和維護，并可通過市級MCU管理縣級視頻會議終端。各會場亦可靈活轉換主會場和分會場角色，如遇突發山洪災害時，領導靠前指揮可把縣級會場設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 組網方案

系統采用H.323體系標準,全網采用統一的MPEG-4統視頻編解碼格式,全網采用專線網絡方式建設。

4.6.1 組網說明

鄉級異地防汛會商視頻會議系統采用H.323的組網方式，組網靈活方便，經濟成本比較低，綜合性價比。

縣指揮中心：在各縣新增部署MCU一臺，連接到局域網交換機上，MCU經過轉換器與市級的MCU進行數字級聯。

在縣級中心配置H.323標準的MCU，MCU連接到縣級局域網交換機上，通過級聯實現與上級市的MCU系統相連，并通過IP方式和各鄉鎮相連。縣級MCU匯集下屬鄉、鎮的視頻碼流，對這些碼流進行處理、轉發、畫面分割等，通過會議控制臺對這些碼流進行分發、交換、會議控制。

會議控制臺負責會議的召集、管理和結束等管理控制功能。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、網守等功能。

鄉級會場：鄉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，價格低廉又便于維護，適合鄉、鎮等基礎防汛部門使用。會場的會議終端通過傳輸網絡與中心MCU連接，音、視頻信號送到終端進行編碼后，通過網絡傳送到中心MCU進行轉發、控制等處理。

4.6.2 系統級聯

系統采用數字級聯方式，新建系統采用與全省水利現有系統相同設備。網絡中的市級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。各會場亦可靈活轉換主會場和分會場角色，如遇突發山洪災害時，領導靠前指揮可把縣級會場設為主會場召開全省或全市會商會議。

5 結束語

通過建設縣到鄉鎮視頻會商系統，實現省、市、縣和鄉鎮四級防汛視頻會商系統的互聯互通，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度指揮，將洪澇災害損失降到最低限度。