河南省山洪灾害防御视频到乡会商系统方案研究

2015-11-26任建勋河南省水利信息中心

河南水利与南水北调 2015年20期

□杨栓 □任建勋（河南省水利信息中心）

1 概述

河南省气候属南北方气候的过渡地带，季风影响明显。夏季冷暖气团经常在省域内推移摆动，构成恶劣天气，极易产生暴雨洪水。且山区向平原过渡地带短，特殊的地理位置和地形地貌决定了河南省是水旱灾害发生比较频繁的地区。山洪灾害具有突发性、能量集中、冲击力强、破坏性大、危害严重等特点，常常造成人员伤亡，房屋田地毁损，交通通信中断，使国民经济和人民生命财产遭受巨大损失，已成为河南省经济社会发展的不和谐因素。

要解决好山洪灾害问题，就必须调整治水思路，转变治水方针。加强非工程措施建设，建设山洪灾害防治县级监测预警平台，从监测和预警上入手，提高预警能力，避免人员伤亡和财产损失。

全省异地防汛会商视频会议系统为山洪灾害防治、异地防汛会商、水利工作视频会议和业务培训提供了现代化支撑。因此在原有异地防汛会商视频会议系统资源的基础上，建设县到乡山洪灾害防御异地防汛会商视频会议系统，实现与现有异地防汛会商视频会议系统的数字级联、无缝对接，达到省、市、县、乡四级双向会商和互联互控目的，能进一步提高河南省防灾减灾的指挥决策和应急反应能力。

2 系统现状

系统自2003年开始，采用统一技术标准建设了上联水利部、省政府、淮委，覆盖全省18个市水利局、14个市水文局、9座大型水库、34个重点水文站、134个县（区）级水利部门。

3 建设必要性

异地防汛会商系统的建设对提高河南省科学调度洪水、抗御干旱的能力，进一步发挥水利工程的作用，减轻洪涝干旱灾害造成的损失，具有十分重要的意义。①防汛指挥科学调度的需要。山洪灾害防治监测预警平台是实现防洪减灾目标的重要非工程防洪措施，是防汛工作的生命线，全省异地防汛会商系统是山洪灾害预警平台的重要部分,是完善河南省防洪体系的关键。②弥补建设范围的不足。异地防汛会商视频会议系统的突出问题是建设范围不足，不能覆盖全省水利管理单位，使防汛抗旱调度指挥和水利政令等信息传输通道出现断层，不能充分发挥其效益。只有扩大建设范围到县、乡级别，促进针对水利中心工作的应用，才能更好地服务全省的社会和经济发展。③科学技术发展的必然要求。随着计算机和通信技术的飞速发展，新技术已深入到水利工作的各个环节，以新技术替代以往的工作方式已成为必然。加快先进通信技术在县乡级的应用，紧跟科学技术的发展是水利进步的必然选择。

4 方案设计

4.1 通信协议设计

H.323是基于分组交换的视频会议标准，基于IP线路组网。由于依托于数据网络，因此H.323视频会议系统具有非常灵活的网络结构，不需要为视频业务提供专门的信道。只要数据网络到达的地方，就可实现视频通信。H.323采用了先进的TCP/IP技术，在提供相同性能和更多功能的同时，大大降低了用户终端的成本以及用户线路使用费用，具有很高的性能价格比。乡级异地防汛会商视频会议系统的建设需要具有配置简单、易于维护、成本低廉的特性，在视频技术标准的选择上，选择设备投资价格低、组网灵活的H.323标准建设最为适宜。

4.2 编码格式设计

遵循省水利厅已制定的标准MPEG-4编解码格式，乡级异地防汛会商视频会议多点控制器（三级MCU）、乡级异地防汛会商视频会议终端均采用标准的MPEG-4编解码协议，实现全网统一编解码格式，减轻各级多点控制器的负荷。

4.3 图像分辨率设计

随着计算机技术的发展，支持4CIF分辨率的视频采集设备、显示设备已经成熟，设备价格也相对比较便宜。这种分辨率能达到704×576的清晰度，是CIF的4倍，沿用4：3显示模式，这种方式更符合人体生理学原理，适应眼睛的观看。本着节约、经济的原则，采用乡级异地防汛会商视频会议多点控制器（三级MCU）、乡级异地防汛会商视频会议终端均支持4CIF的会商图像分辨率，实现了全网统一图像分辨率，节约了多点控制器视频格式、视频分辨率转换的投资成本。

4.4 网络设计

乡级联网单位数量较多，视频会商质量要求不高，因此，在通信信道选择上应充分考虑其经济性、可行性。目前河南省固定网络资源已覆盖到全省所有乡镇，专线技术发展成熟，乡级采用2 M专线方式接入县电信运营商公司，再通过光纤专线汇聚到县水利局，实现县级防汛部门独享的专网，可保证防汛视频会商应用的效果。线路的月租费也较为便宜，具有可操作性。

4.5 设备兼容性设计

系统采用数字级联方式，网络中的上级MCU负责管理所辖下级MCU及视频会议终端之间视频通信，上级MCU和会议视频终端之间能够互通互控。

同时，通过视频电路连接省中心MCU,省中心通过网管系统对各市、县MCU进行统一管理，实现对各MCU的配置和维护，并可通过市级MCU管理县级视频会议终端。各会场亦可灵活转换主会场和分会场角色，如遇突发山洪灾害时，领导靠前指挥可把县级会场设为主会场召开全省或全市会商会议，以达到省对三级MCU及四级视频会议终端的互通互控。

4.6 组网方案

系统采用H.323体系标准,全网采用统一的MPEG-4统视频编解码格式,全网采用专线网络方式建设。

4.6.1 组网说明

乡级异地防汛会商视频会议系统采用H.323的组网方式，组网灵活方便，经济成本比较低，综合性价比。

县指挥中心：在各县新增部署MCU一台，连接到局域网交换机上，MCU经过转换器与市级的MCU进行数字级联。

在县级中心配置H.323标准的MCU，MCU连接到县级局域网交换机上，通过级联实现与上级市的MCU系统相连，并通过IP方式和各乡镇相连。县级MCU汇集下属乡、镇的视频码流，对这些码流进行处理、转发、画面分割等，通过会议控制台对这些码流进行分发、交换、会议控制。

会议控制台负责会议的召集、管理和结束等管理控制功能。控制台支持16组会议同时召开，支持1080i/P、720P接入，可以提供16画面分割、混音、网守等功能。

乡级会场：乡级分会场配备一体式视频会商终端，其包含视频会议终端设备、会议摄像机、全向麦克风、一台电视机和一条2 M专线即可组成完整的视频会商系统，价格低廉又便于维护，适合乡、镇等基础防汛部门使用。会场的会议终端通过传输网络与中心MCU连接，音、视频信号送到终端进行编码后，通过网络传送到中心MCU进行转发、控制等处理。

4.6.2 系统级联

系统采用数字级联方式，新建系统采用与全省水利现有系统相同设备。网络中的市级MCU负责管理所辖各县的视频会议终端之间视频通信，MCU和会议视频终端之间能够互通互控。各会场亦可灵活转换主会场和分会场角色，如遇突发山洪灾害时，领导靠前指挥可把县级会场设为主会场召开全省或全市会商会议。