视频会议在气象业务中的应用前景分析

姚 鸿，李春来，邓 鑫，谷军霞

（国家气象信息中心 视频与卫星室，北京 100081）

0 引言

视频会议系统是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，进行即时互动的沟通，以实现会议目的的系统设备[1]。视频会议技术涉及音视频采集处理技术，卫星、光缆、微波通信技术，计算机技术，通信网络技术等[2]。视频会议系统可分为硬件视频会议系统和软件视频会议系统[3]。硬件视频会议系统一般基于H.320或H.323协议，采用多点控制单元（Multipoint Control Unit，MCU）调度管理会议，硬件架构主要包括视频终端、MCU、网闸、网关等组件。软件视频会议系统的原理与硬件视频会议系统基本相同，不同之处在于其MCU和视频终端都是利用计算机与服务器结合的软件来实现。

视频会议系统在气象行业有着广泛的应用。随着中国气象行业信息化建设的不断推进，各地气象部门每天都有大量的图文数据需要进行交互以协同工作，基于视频会议技术的全国天气预报电视会商系统在气象业务中发挥着日益重要的作用，为气象业务实时性和准确性的提高提供了基础保障。随着视频会议技术的快速发展，视频会议已成为天气会商最有效的形式之一。

现有的全国天气预报电视会商系统主要为多点硬件视频会议系统，可以为全国各省（市、区）、计划单列市的会议室型会场和会商室提供高稳定性的音视频和计算机信号通信服务。然而，硬件视频会议系统需要各会场建立专门的会商室，与会者必须到这个安装有硬件视频会议终端的会商室开会。这种应用方式给天气预报员的使用带来了不便，不利于天气预报员的及时交流。另外，硬件视频会商系统的数据共享功能有限，难于满足天气预报员对大量图文数据进行交互处理的需求。

随着多媒体通信技术的发展，软件视频会议系统逐渐成熟，可为更多的个人用户提供便捷的视频交流平台。并且，软件视频会议系统具有多种数据共享方式，如程序共享、电子白板、协同浏览、演讲稿同步、文字讨论等。软件视频会议系统可作为硬件视频会商系统的有效补充和扩展，为各地的天气预报员提供更加灵活、自主的视频交流平台，进一步提高天气会商的效率。今后，各种视频会议技术在气象业务中的融合应用将朝着个人桌面化、管理自主化、应用多元化的方向发展。

1 视频会议系统

对于视频会议系统，如果终端采用软件形式，一般称之为软件视频会议，反之则称为硬件视频会议[3]。一般来说，硬件视频会议系统基于嵌入式操作系统，采用专用的音、视频设备，声音和图像效果好，稳定性高，且可以提供服务质量保证[4-5]。软件视频会议系统采用PC+Internet模式，除了传送图像和声音外，与会人员还可共享电子文档，对文档内容进行讨论和修改[6]。软件视频会议系统的性能受到计算机CPU性能和网络带宽的影响，与硬件视频会议系统相比，音视频的稳定性较差，难以满足大型专业会议要求，一般面向低端小型会议、个人用户。但是软件视频会议系统灵活的数据操作能力远远优于硬件视频会议系统[4-5]。表1详细比较了软硬件视频会议系统的功能和性能[1,3]。

表1 硬件视频会议系统和软件视频会议系统的比较

硬件视频会议系统和软件视频会议系统各有优缺点，适应于不同的应用场景。随着计算机和网络技术的发展，基于软件的视频会议系统由于其廉价和灵活的优势，得到了飞速发展[7]。另外，软件视频会议可以实现与硬件视频会议的互连互通，融合发挥硬件视频会议系统和软件视频会议系统的优点。文献[8]提出了一种结合两者优点的第三代视频会议系统，该视频会议系统基于软交换架构，软件为主、硬件为辅，采用H.323（V4）协议，面向专业的大型视频会议，兼顾小型会议和桌面个人用户，无缝兼容传统的硬件视频会议系统。

在全国天气预报电视会商系统中，软件视频会议系统也将作为硬件视频会商系统的有效补充和扩展，与硬件视频会商系统融合，为各地天气预报员提供更加灵活、自主、多样的视频交流平台，以进一步提高天气会商的效率。

2 全国天气预报电视会商系统发展及现状介绍

全国天气预报电视会商系统是视频会议技术在国内较早的大型应用，其整体格局为国家级、省级两级结构。2000年9月中国气象局即批复正式立项；2002年4月开始工程建设；2003年7月业务运行；2005年8月，全国31个省市区的建设任务完成并全面开通；2006年至2007年，又新增完成了4个计划单列市（大连，青岛，深圳，宁波）的建设任务。

全国天气预报电视会商系统以国家气象信息中心主站为国家级主控中心，承担着中央气象台、国家气候中心、国家卫星气象中心等10余个国家局分会场，31个省（自治区、直辖市）及4个计划单列市气象台间的天气预报电视会商及电视会议的直播任务。经过多年的实际业务应用，全国天气预报电视会商系统的主控中心和省级电视会商系统在原有系统建设的基础上，规模不断扩充、功能逐步完善，为各类日常天气会商、应急天气会商联线、电视会议、培训等多种业务提供了日益丰富的视频服务，在气象业务中发挥了重要的作用。

2.1 全国天气预报电视会商系统的国家级主控中心

全国天气预报电视会商系统初期业务运行主要采用卫星通信方式。随着全国地面宽带网络的建设和开通，全国天气预报电视会商系统国家级主控中心MCU开始启用，省级会场逐渐过渡到可采用地面宽带网线路和卫星链路两种通信方式入会。通过地面方式接入的分会场由MCU集中进行控制，通过卫星方式接入的分会场通过卫星网管系统进行控制，两部分会场汇集于主控中心进行统一导播和调度。在全国气象宽带网全面开通后，全国天气预报电视会商系统国家级主控中心采用MCU对全国各会场进行统一管理和调度，大大提高了系统管理效能，会议调度更加方便。

随着全国天气预报电视会商系统的业务化应用，其功能和规模也在不断完善和扩展。全国天气预报电视会商系统国家级主控中心从建设初期仅能提供单路视频，提升为提供双流（1路主视频+1路计算机VGA信号）的能力。早期，全国天气预报电视会商系统的MCU不支持双流，故采用了VGA信号转换设备，将发言会场的计算机VGA信号转为视频信号进行广播，清晰度较低。之后，为了解决计算机VGA信号清晰度低的问题，主控中心采用了能够支持Tandberg视频终端双流的MCU作为全国天气预报电视会商系统的主用MCU。此MCU可为各参会会场提供1路主视频信号和1路计算机VGA信号（计算机VGA信号的分辨率可达1024 ×768），并通过局大院内光纤网络为北京局和国家局各主会场提供计算机VGA信号的无损传输，使电视会商系统的计算机VGA信号显示效果有了很大改善。

目前已建成的国家级主控中心主要为硬件视频系统，包括核心处理子系统、监控子系统、视频分配切换子系统、音频分配切换子系统、辅助子系统，以及与国家级会场和省级会场的连接，如图1所示。

2.2 省局天气预报电视会商系统

在全国天气预报电视会商系统建设的同时，部分省也已经开始基于省内宽带网络，建设省内天气预报电视会商系统。

到目前为止，全国各省均建成有省内天气预报电视会商系统。省内会商系统大多已遍布省、地、县，规模都在10个点以上，有些省的系统规模达80多个点，涉及到MCU的二级至三级级联。除个别省的电视会商系统不支持双流或采用T.120数据会议以外，其他省级系统均具有提供分辨率达1024 ×768的H.239双流功能。此外，部分省局已建设省内的软件视频会商系统，提供省局及地市县用户从桌面软件系统登录参加天气预报电视会商的功能。

各省天气预报电视会商系统建设情况如图2所示。

2.3 系统应用效益

全国天气预报电视会商系统利用视频通信和远程协作两大功能，实现了跨地区的多方会商，不仅可用于日常的气象预报协商，还可实现对紧急天气状况的快速分析，大大提高了气象系统的工作效率和快速反应能力。同时，日常气象部门的全国会议也可通过此系统召开，节约了各项会议经费支出。

全国天气预报电视会商系统边建设边发挥效益。2002年4月3日，北京市气象局的电视会商系统安装完毕，中国气象局利用全国天气预报电视会商系统召开气象部门的全国计财工作电视电话会议，首次将北京市局分会场的图像传到国家气象信息中心的主控中心，并广播到全国各分会场。2003年7月，全国天气预报电视会商系统正式投入业务运行，承担着中央气象台与各省市气象台间每天的天气预报电视会商和各类全国性或区域性电视会议及远程培训等任务。从最初仅为少量远程会商、会议和培训提供服务，到现在，全国天气预报电视会商系统已成为气象系统预报会商、行政会议、技术交流和应急指挥等项工作必不可少的视频交互平台，尤其在汶川地震、玉树地震、舟曲泥石流、北京奥运会、残奥会、广州亚运会、南方低温雨雪、干旱等重大事件的气象会商保障中作用显著。几年以来的工作证明，全国天气预报电视会商系统在气象业务中发挥了巨大作用。

3 视频会议技术在全国天气预报电视会商系统的应用前景分析

全国天气预报电视会商系统整体格局为国家级、省级两级结构，国家级主控中心负责整个电视会商系统的日常业务运行和服务保障工作，全部会议均由主控中心技术人员负责在MCU上召集，并全程进行会议控制。这种会议管理集中控制的模式可很好地保证会议效果和秩序，但降低了会议的灵活性，参会者自主互动交流的机会也大为缩减。例如，在日常天气会商或会议中，为保证会议的有序进行和会议效果，与会者必须依照会议主持人安排的顺序进行发言，主控中心仅开启主会场和发言会场声音，如果未安排的分会场希望发言，则要电话联系主控中心或会议主持人，由主控中心的技术人员将其声音打开之后才可以发言，这种会议模式影响了参会者相互交流的自主性。而在天气预报交流中，与会的天气预报员往往需要自由讨论，可能会需要随时发言。另外，天气预会商、天气预报人员之间进行的小范围技术讨论等需要在日常办公室进行更方便即时的交流，需要更丰富的数据互操作功能来处理大量的天气数据。而目前的全国天气预报电视会商系统是基于硬件视频会议系统结构的，要求参会会场设在会商室、会议室等固定地点，若预报人员需要视频交流，必须要到有电视会商系统的会商场所，而且需要电视会商系统的技术人员开启会商系统，进行会商服务保障，给使用者带来很多不便。

从全国天气预报电视会商系统应用整体来看，目前的硬件视频会议系统可以保证全国性的天气预报电视会商和电视会议稳定有序地召开，但是系统缺乏天气预报员间的自主讨论交流功能。而软件视频会议系统以其特有的灵活性，必将成为现有硬件视频会议系统的有利补充。

3.1 个人桌面化

相比硬件视频会议系统而言，基于PC的纯软件桌面视频会议系统在应用方面具有更好的灵活性和交互性。根据实际气象业务的需求，在现有硬件视频会议系统的基础上，笔者定制开发了适合气象业务应用的软件、硬件视频会议系统，如图3所示。该系统的硬件视频会议部分用来召开全国性天气预报电视会商和电视会议，软件桌面视频会议部分主要面向的服务对象是天气预报员，将为更多的预报人员在各自办公场所提供自主会商交流的平台。通过气象宽带网或互联网，预报员可以方便地利用软件音视频终端参与硬件视频会议系统召开全国天气预报电视会商。并且，利用软件桌面视频会议终端的音视频交互及数据协作功能，各地预报员之间可随时随地进行视频交流和数据协同处理。软件桌面视频会议系统弥补了原来硬件视频会议系统会场形式相对固定、交互性差的弱点，是视频通信在气象业务应用中的有效扩充。

3.2 管理自主化

目前，全国天气预报电视会商系统应用模式是集中控制管理，系统缺乏灵活自主性，在保障会议效果的同时却降低了系统应用的自主性和灵活性。经过7年多的实际气象业务应用，全国天气预报电视会商系统召开的各类会商、培训、技术交流的数量逐年增加，系统使用日趋繁忙，而由主控中心进行会议集中控制管理的模式难于满足日益增长的会议需求。例如汛期或重大天气过程期间，受到天气过程影响的多个省市之间频繁需要进行临时天气预报电视会商，同时中央气象台等单位也需要经常参与这些会商。这类临时天气预报电视会商一般仅有少数省市参会，更适合由主持省市进行会议的自主调度和控制管理。如果能在现有全国天气预报电视会商系统内提供一套可由各省、计划单列市气象部门使用的会议预约及控制系统，则多个省市气象局之间需要进行临时会商时，各相关省市就可以自主通过会议预约系统完成会议预约，由会议预约系统完成会议的按时调度，并由会议组织者（相关省、市）对会议进行全程的管理，从而既方便了各省市的使用又减少了控制中心技术人员的工作量。

根据实际应用中不同的业务需求，为了更加灵活地管理召开小范围内的视频会议，笔者开发了自主会商系统平台（其系统结构如图4所示），将全国天气预报电视会商系统主控中心的MCU操作权限适当下放给各省市的气象部门，由参加天气预报电视会商的主持单位自行发起会议。各相关省市气象部门的会议申请单位通过Web方式登陆到主控中心的MCU管理界面，使用相应预定义的会议模板，召开小范围的天气预报电视会商并进行全程管理。在自主会商系统平台下，会议的申请单位通过网上预约提交会议申请，系统将自动完成会议预约、确认会议安排、会议调度等过程。这种自主会商的应用模式将促进各类小范围天气预报电视会商的应用，大大提高全国天气预报电视会商系统的使用效能。

3.3 应用多元化

全国天气预报电视会商系统每年的使用时间、使用频次逐年增加，服务范围和内容不断扩大，服务范围包括全国会商、区域会商、流域会商、省内会商/会议，服务内容涉及每天的早间天气会商、气候会商、灾情会商、重大天气过程会商、应急现场连线、临时会商、汛期动员会、预报技术交流会、学习报告会等多种类别。对于全国天气预报电视会商系统而言，其功能已不仅限于为天气预报会商提供服务，在应急指挥、气象防灾减灾等方面也发挥了积极的作用，尤其在面对各类突发天气事件和重要社会活动时，全国天气预报电视会商系统承担着应急视频通信服务保障的重要任务。

与视频会议相关的新技术的引入将为全国天气预报电视会商系统带来新的应用，如与3G业务、办公系统融合，为更大范围的个人用户提供视频服务，将成为全国天气预报电视会商系统业务应用新的增长点。此外，随着视频通信技术的发展，视讯相关产品编解码能力不断提升，视频会议系统将由标清系统向高清系统发展，全国天气预报电视会商系统也将会进行系统的升级。

综上所述，全国天气预报电视会商系统在气象业务中的应用将不断深化和普及，系统的功能结构和规模将不断丰富和扩展，系统的应用模式将更加多样化。

4 小结

基于视频会议技术的全国天气预报电视会商系统已在气象业务系统中连续运行了7年多，在天气预报会商、行政会议、技术交流、应急指挥、重大事件的气象会商保障等多种服务中发挥了重要的作用。本文比较了软件视频会议系统和硬件视频会议系统的功能，介绍了全国天气预报电视会商系统的现状，分析了视频会议技术在天气会商系统中的应用前景，指出软件视频会议系统的应用将成为现有硬件视频会议系统的有效补充，并定制开发了适用于气象业务的软件桌面视频会议系统和自主会商系统平台。今后，视频会议技术在气象业务中的应用将朝着个人桌面化、管理自主化、应用多元化的方向发展。

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