南京市水務(wù)局視頻會議系統(tǒng)升級改造設(shè)計與應(yīng)用

楊菲菲+王用紅+徐朝輝++刁偉

摘 要：為適應(yīng)南京水務(wù)局的統(tǒng)一規(guī)劃要求，滿足南京水務(wù)局指揮中心控制系統(tǒng)信息化建設(shè)需要，擬在指揮中心建設(shè)一套具有多功能會商、測控指揮調(diào)度、日常監(jiān)控等主要功能的視頻會議系統(tǒng)。視頻會議系統(tǒng)采用星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)的H.323架構(gòu)，是一個開放的系統(tǒng)，視頻協(xié)議采用業(yè)界最通行的H.263編碼和H.264/H.264HP編碼，可達(dá)到高清晰視頻效果并向下兼容4CIF與CIF。

關(guān)鍵詞：視頻會議 防汛指揮 系統(tǒng)升級

中圖分類號：TN948.63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0010-03

按照“防大汛、搶大險、救大災(zāi)”的要求，南京市水務(wù)局希望通過新建視頻會議系統(tǒng)，實現(xiàn)南京市各防汛部門的互通，做好全方位防汛，并充分利用新建視頻會議系統(tǒng)在汛期后實現(xiàn)行政會議、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等應(yīng)用。南京市水務(wù)局視頻會議系統(tǒng)在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、傳輸條件、設(shè)備可靠性和功能要求結(jié)合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要等多方面的問題深入研究，并遵循以下的設(shè)計原則：系統(tǒng)應(yīng)從視頻系統(tǒng)的實際需要出發(fā)，經(jīng)濟(jì)、合理、靈活地組建本網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)應(yīng)具有良好的開放性和兼容性；能根據(jù)今后的需求，及時升級、擴(kuò)容；系統(tǒng)具有良好的先進(jìn)性。

1 概況

為適應(yīng)南京水務(wù)局統(tǒng)一規(guī)劃的要求，滿足南京水務(wù)局指揮中心控制系統(tǒng)信息化建設(shè)的需要，擬在指揮中心建設(shè)一套具有多功能會商、測控指揮調(diào)度、日常監(jiān)控等主要功能的視頻會議系統(tǒng)。視頻會議系統(tǒng)采用星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)的H.323架構(gòu)，是一個開放的系統(tǒng)，視頻協(xié)議采用業(yè)界最通行的H.263編碼和H.264/H.264HP編碼，可達(dá)到高清晰視頻效果并向下兼容4CIF及CIF。

具體建設(shè)內(nèi)容如下。

（1）在市局布置MCU并內(nèi)置穿越網(wǎng)絡(luò)功能的會議控制平臺作為整個視頻會議系統(tǒng)的核心多媒體處理平臺，支持硬件終端與軟件終端的圖像、音頻、數(shù)據(jù)互通。

（2）在市局6樓機(jī)房及7樓會議控制室分別放置1臺高清會議終端及配套的高清攝像機(jī)，終端為分體式結(jié)構(gòu)，支持1080 p高清晰圖像，同時，可以支持64 K～8 M會議可調(diào)帶寬。

（3）在各縣級分會場配置高清會議終端1臺及配套的高清攝像機(jī)，終端支持1080p高清晰圖像，同時，可以支持64 K～8 M會議可調(diào)帶寬。

（4）應(yīng)急備用高清終端：采用一體化終端1臺，即高清終端、高清攝像機(jī)、360度全向麥克風(fēng)全集成，支持無線網(wǎng)絡(luò)接入、智能語音呼叫，插電即可，無需布置攝像機(jī)、麥克風(fēng)，以達(dá)到快速布置和應(yīng)急之用。

（5）配置10套手機(jī)或PC端軟件終端，支持3G/WIFI/LTE/4G網(wǎng)絡(luò)接入，軟件支持在IOS、Android、Windows、Mac操作系統(tǒng)下載。

該項目覆蓋全南京市，含南京市水利局及下屬11個區(qū)縣水利局，同時聯(lián)通江蘇省水利廳，形成覆蓋省、市、區(qū)三級的水利視頻會商系統(tǒng)。

2 水務(wù)局視頻會議系統(tǒng)升級需求

南京市水務(wù)局現(xiàn)有的視頻會議系統(tǒng)建設(shè)時間較久、運(yùn)行時間較長、視頻會議設(shè)備部分老化，從實現(xiàn)的功能和效果上，現(xiàn)有的系統(tǒng)已不能滿足正常會議需要，舊系統(tǒng)的使用性問題凸顯，亟需更新升級。此外，水務(wù)局視頻會議系統(tǒng)需要實現(xiàn)全市各水務(wù)局會場及防汛抗旱指揮現(xiàn)場圖像的接入，以便快速做出正確的響應(yīng)，因此對新視頻會議系統(tǒng)提出了以下幾項需求。

（1）系統(tǒng)的兼容性需要滿足現(xiàn)水務(wù)局固定的會場、關(guān)鍵水域位置的監(jiān)控圖像、應(yīng)急搶險車載圖像、無人機(jī)拍攝圖像等多種視頻信號的接入，從而真正實現(xiàn)防汛抗旱指揮中心可以第一時間掌握南京市汛情。

（2）防汛抗旱指揮中心掌握防汛一線的實時狀態(tài)，有許多險情現(xiàn)場的高清圖像需要通過互聯(lián)網(wǎng)方式回傳到指揮中心，對視頻會議系統(tǒng)的高清傳輸帶寬提出了更高的要求。要實現(xiàn)視頻會議系統(tǒng)在水務(wù)系統(tǒng)專線網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)混合組網(wǎng)中運(yùn)行，解決方案需滿足較低帶寬實現(xiàn)高清傳輸?shù)男Ч?/p>

（3）新的視頻會議系統(tǒng)需要更高清的視頻畫質(zhì)體驗，防汛工作任務(wù)艱巨，需要大量的圖像數(shù)據(jù)真實地還原現(xiàn)場情況，而更加高清的畫質(zhì)有助于現(xiàn)場指揮人員做出判斷，從而實現(xiàn)迅速響應(yīng)、快速決策。

3 H.323架構(gòu)及VME技術(shù)

成就低帶寬極致高清體驗，整個系統(tǒng)采用IP/E1傳輸網(wǎng)絡(luò)，基于標(biāo)準(zhǔn)的H.323架構(gòu)，是一個開放的系統(tǒng)，視頻協(xié)議采用業(yè)界主流的H.264編碼同時兼容H.261、H.263編碼，支持標(biāo)準(zhǔn)的H.264 SVC、H.264 HP、H.264 BP、H.263、H.263+、H.261視頻編解碼協(xié)議，支持720p 30fps、720p 60fps、1080i 50/60、1080p 30fps、1080p 60fps等多種高清視頻格式，并兼容4CIF、CIF等標(biāo)清視頻格式。最高支持8Mbit/的會議速率，可提供業(yè)界頂尖的視頻效果。能在384kbit/s的低寬帶下，提供720p 30fps的高清圖像；在512kbit/s低帶寬下提供1080p 30fps的超高清圖像；在1Mbit/s的帶寬下，提供1080p 60fps的極致高清圖像。1080p圖像清晰度是720p的兩倍以上，邊緣處理更為銳利，讓你看清無法觸及的細(xì)節(jié)。

采用VideoIntensifier、ViewProcess技術(shù)，配合最新的H.264 HP編碼技術(shù)，大大提高了圖像壓縮比，在同樣帶寬下，可向用戶提供更逼真、更清晰、更流暢的畫面。根據(jù)用戶的實際配置需求，可以提供50/60 fps技術(shù)，在同等帶寬下，將屏幕刷新頻率增加一倍，增強(qiáng)圖像的流暢度。可以提供動高清雙流，實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)的高清晰圖像。

支持最新的音頻編解碼協(xié)議AAC-LD/LC，該協(xié)議采用48K采樣率、碼率最高達(dá)96k，并且提供多聲道語音支持，給實時通訊帶來CD級的音質(zhì)效果。

整個系統(tǒng)可靠性高，支持諸如：IP網(wǎng)口備份、N+1備份，保證視頻會議系統(tǒng)全天24 h，全年365 d無故障運(yùn)行。

支持華為專利技術(shù)活動視頻增強(qiáng)VME（Video Motion Enhancement），通過視頻前后處理、降噪、對比度增強(qiáng)和邊緣增強(qiáng)等技術(shù)，同樣的光照和鏡頭條件下，圖像更加銳利清晰；配合最新的硬件處理芯片和優(yōu)化的H.264編解碼算法，提高了圖像壓縮比，在同樣帶寬下，可向用戶提供更逼真、更清晰、更流暢的畫面[1]。

4 新視頻會議解決方案

4.1 整體思路

（1）基于以上情況，采用了華為全新高清視頻會議系統(tǒng)，包含業(yè)界首款1080p60幀全編全解MCU，超強(qiáng)業(yè)務(wù)綜合處理平臺SMC2.0，以及在網(wǎng)絡(luò)帶寬最低512K，丟包率達(dá)20%的惡劣網(wǎng)絡(luò)情況，效果依舊良好的新一代高清TE終端。從端到端的保障了系統(tǒng)的高清效果，實現(xiàn)防汛指揮中心縱觀全局，運(yùn)籌帷幄的整體效果。

（2）中心機(jī)房部署MCU VP9650，全球首款1080p60全適配MCU，具備電源、網(wǎng)口等多重備份機(jī)制，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時可以接入任意分辨率、任意格式的終端，從而解決南京市水務(wù)局新建視頻會議系統(tǒng)對監(jiān)控畫面、車載畫面、無人機(jī)畫面分辨率自適應(yīng)的匹配問題。

（3）全網(wǎng)系統(tǒng)采用VME+SEC專利技術(shù)，實現(xiàn)高清高流暢效果，其20%抗丟包機(jī)制以及512K傳輸1080p高清畫質(zhì)的特性，可以在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)情況較差的情況下，很好地將音視頻碼流進(jìn)行壓縮轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)關(guān)鍵水域位置的監(jiān)控圖像、應(yīng)急搶險車載圖像、無人機(jī)拍攝圖像等險情現(xiàn)場的高清圖像通過互聯(lián)網(wǎng)方式回傳到水務(wù)局指揮中心，最真實地還原險情現(xiàn)場的情況。

（4）配置TE系列高清終端。TE系列高清終端具備豐富的視音頻接口，除可以滿足指揮中心的大屏、攝像機(jī)、投影、音響系統(tǒng)接入外，還可以滿足各種防汛現(xiàn)場的模擬信號轉(zhuǎn)接至?xí)h終端，真正實現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備圖像融合，從而掌握更多現(xiàn)場情況[2]。

4.2 組網(wǎng)方案

（1）本地主會場通過貴公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與總部的Smart Meeting會議系統(tǒng)對接，可實現(xiàn)與總部實時地召開視頻會議，提高公司的工作效率。

（2）本地主會場通過View Point9630 MCU可靈活分配端口，智能接入1個主會場的1臺華為TE40高清終端和1臺高清攝像機(jī)與15個分會場的TE30高清終端，可獨(dú)立組網(wǎng)，是新一代高性價比，業(yè)界首款具有1080p60全編全解超強(qiáng)處理能力的多媒體交換平臺，為用戶提供極致的視頻會議體驗。除此之外，本地會場也可以與項目部會場的會議系統(tǒng)進(jìn)行互通，通過貴公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可實時召開視頻會議，保證公司項目的及時開展及進(jìn)度控制。

（3）本地主會場通過添加SMC2.0、SC兩臺設(shè)備，可實現(xiàn)手機(jī)端隨時隨地入會，讓企業(yè)的決策者、系統(tǒng)管理員、用戶都能進(jìn)行高效地協(xié)作交流，提高企業(yè)內(nèi)部溝通和決策的效率，有效降低企業(yè)運(yùn)作成本。HUAWEI SMC2.0是華為公司推出的新一代視訊業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，主要面向大中型企業(yè)的視頻通信業(yè)務(wù)，提供統(tǒng)一管理、集中控制的解決方案；HUAWEI SwitchCenter（SC）是H.323和SIP標(biāo)準(zhǔn)呼叫控制和防火墻穿越服務(wù)器，支持最大6 000點(diǎn)注冊和300 Mbps穿越流量的超強(qiáng)性能，滿足企業(yè)用戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)、總部和分支機(jī)構(gòu)以及跨企業(yè)之間的無縫視頻溝通需求[3]。

（4）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

5 新防汛會商系統(tǒng)在防汛指揮中的應(yīng)用

通過采用華為先進(jìn)的高清視頻會議技術(shù)、視頻會議現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)和設(shè)備維保，實現(xiàn)了南京市水務(wù)局防汛指揮中心、各區(qū)縣水務(wù)局與防汛現(xiàn)場的互聯(lián)互通，可坐鎮(zhèn)指揮中心指揮防汛工作，也可以在汛期過后實現(xiàn)行政會議、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、技術(shù)研討等功能。其中，新建的南京市水務(wù)局全高清視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)了以下改進(jìn)（圖2）。

（1）1080p高清流暢的體驗效果：相比以前的老會議系統(tǒng)，有了質(zhì)的飛越，提高了南京市水務(wù)局視頻會議畫面的質(zhì)量，在低帶寬之上實現(xiàn)高清效果，既有高體驗，又有低開銷，更加真實地還原了防汛現(xiàn)場場景。

（2）更加豐富的兼容性：全網(wǎng)融合了現(xiàn)場、防汛指揮中心會場、區(qū)縣水務(wù)局視頻會議會場、關(guān)鍵水域位置的監(jiān)控圖像、應(yīng)急搶險車載圖像、無人機(jī)拍攝圖像等多種視頻信號的接入，確保防汛抗旱指揮中心可以第一時間處理可能出現(xiàn)的各類災(zāi)害，確保南京安全度汛。

（3）超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性：從會議室的裝修到網(wǎng)絡(luò)的改善，都不需要重新投入建設(shè)。會議系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)有會場的燈光、聲音效果自動調(diào)節(jié)參數(shù)，以達(dá)到最好的音視頻效果；低帶寬實現(xiàn)高分辨率，使得新視頻會議系統(tǒng)在線網(wǎng)上運(yùn)行效果較好，避免了網(wǎng)絡(luò)重建的額外投資；現(xiàn)有的會議室和網(wǎng)絡(luò)資源可以繼續(xù)使用，實現(xiàn)了資源的有效利用[4]。

6 結(jié)語

南京市防汛指揮三級視頻會商系統(tǒng)的升級改造，切實提高了全市防汛工作效率和應(yīng)用水平，有效延伸了防汛信息的廣度和深度。系統(tǒng)從會議的建立、管理到視頻會議終端的操作，基本原理不變，操作簡單易懂。隨著改系統(tǒng)的建設(shè)、測試、調(diào)整和應(yīng)用，要真正滿足防汛信息保障及時的要求，還需要從管理和技術(shù)上進(jìn)一步探索和實踐。

參考文獻(xiàn)

[1] 李超，柴文磊，劉勁松.高清視頻會議系統(tǒng)技術(shù)淺析[J].信息安全與技術(shù)，2010（8）：50-51.

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[3] 李琴.電子政務(wù)中高清視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技廣場，2013（5）：83-86.

[4] 陳子毅.高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計及實施要點(diǎn)分析[J].科技傳播，2014（5）：213-214.