浙江省农业应急指挥视频系统的建设与应用

黄海龙

(浙江省农业信息中心，浙江杭州 310020)

2009年底由浙江省农业厅牵头整合了浙江省农业部门内部有关农业信息服务平台、农民职业教育卫星接收平台、动物重大疫情预警指挥系统等相关资源，统一建设了一个起点较高、功能强大的浙江省农业应急指挥视频系统。省级主会场、市级分会场主要配置MCU控制中心和视频会议终端(1080P)、摄像机、液晶电视等设施设备，县级分会场安装视频会议终端 (720P)、液晶电视等设施设备。省级主会场与各市级分会场之间采用双4 M光纤专线结构，市级分会场与各县级分会场之间采用2 M光纤专线连接。目前，全省共有11个市、82个县建成农业应急指挥视频系统并投入使用。由于浙江省农业应急指挥视频系统急需在应用广度和技术深度转变，系统运行需进一步提高，为此，2014年开始对厅本级农业应急指挥视频系统进行了系统升级，并搬迁至新会议室，系统采用了双MCU备份机制，主 MCU为会场型 MCU，备用MCU为会商型MCU，并结合DLP拼接屏、会管系统、高清混合矩阵等软硬件设备与一体的高清视频系统。本文根据实际运行情况，探讨浙江省农业应急指挥视频系统的建设目标和内容，并对视频系统关键技术进行研究和分析。

1 系统建设目标

浙江省农业应急指挥视频系统遵循稳定性、先进性、易操作性的原则，建成一个成熟可靠、性能优越、经济实用并可灵活扩展的系统。

具备全网收看高清视频会议的能力。省、市两级会场双向1080P高清，县级分会场具备收看高清的解码能力和标清视频的编码能力。

根据需要转变不同的会议模式。如对上，部、省会议;对下，省、市、县及省、市会议等模式。

关键环节具备有效的备份应急能力。能在网络和部分音视频设备发生异常时利用应急手段确保会议正常召开。

主会场的地点可灵活设置。主会场可设置在省厅指挥中心，也可设置在网络内的其他任何结点。

提供群组会议、多组会议的连接服务，并支持自助式和主叫呼集会议，市、县分会场可不经过主会场召开点对点会议，有利于互相之间的交流和学习。

具备双信号流发送、双屏显示功能，可传输电脑图像和教学课件。

具备组播和录播功能。各会场可以通过电脑登录到内网的录播服务器上，直接观看现场画面同时，也能点播会议的录像资料，或下载多媒体课件和教学资料，为各分会场提供一个丰富的多媒体信息共享平台。

2 系统建设内容

视频系统建设从系统分类角度来说主要分为显示系统、扩声系统、摄像系统、中控系统四大类内容。

2.1 显示系统

主会场DLP拼接显示。厅本级农业应急指挥中心建设70英寸3行5列DLP拼接显示大屏，既可以整墙显示超高分辨率的图片，也可以显示大型完整的网络图形，可以显示农业部、省应急办、省厅主会场和11个市局会场按需分屏的高清画面。可以对省应急办、省厅主会场及11个市局会场会商信息等各种应用系统的视频信号源进行调度管理，通过拖动、缩放、关闭等操作，在DLP拼接屏上以窗口的方式显示;并且要求指挥大厅的综合业务电脑可调度各类视频源信号切换、大屏显示方式及会议调度管理、监控等。

中控室监控显示。设立由24台24寸液晶显示屏、2台55寸液晶显示屏组成的电视墙，以及5工位操作工作台。监视墙中间，上下分布安装2台55英寸液晶显示器，1台用于显示与应急指挥大厅3×5 DLP大屏同步画面，1台用于预览，即将切入大屏的画面。该监视墙视频信号的分配调用所需的视频管理平台 (多屏处理器、视频矩阵及控制软件)与DLP大屏视频管理平台共用一套，监视墙各个显示屏视频画面可以随意更换、轮询。

2.2 摄像系统

视频会议摄像头是视频会议系统终端的一个重要组成部分，为确保视频会议效果高质量，以及考虑到参会人员座位灵活性，在主会场设置了5个固定会议摄像头，同时还布设了2个可移动摄像头。有效像素可达200万～400万像素，可与任意编解码器，以及其他系统结合使用，输出高质量、高分辨率的图像。内置有12倍光学、30倍数字变焦镜头，可输出16∶9和4∶3比例图像，并实现高速、静音的摇移、俯仰操作和大范围区域内的物体拍摄，而扰动却很小。它还有自动聚焦/自动曝光，128位置预设位 (预置位)，外部/远程控制等便捷的功能。

2.3 音频系统

音频系统主要包括音源、麦克、数字音频处理器、壁挂式音箱，以及周边设备 (如功放、监听音箱等)。主要起到视频会议及电话会议的回声消除及远程声音的高保真还原。

主会场主要采用6只壁挂式音柱音箱，其采用阵列技术，120°宽广水平扩散角，线性阵列声音特性 (垂直角度控制严密，声音衰减缓慢);4英寸中高频单元4只+1英寸高频单元1只;扬声器覆盖角度为水平 120°×垂直 90°;频率响应为80 Hz～18 kHz±3 dB，扬声器功率为150 W，灵敏度92 dB，最大声压级为114 dB。

音频处理器采用Polycom SoundStructure C16，对所有输入通道的立体声回声抵消;与 Polycom HDX视频会议系统直接数字集成;消除所有输入通道的反馈信号;对所有输入通道和输出通道的更多平衡选择;对所有输入通道和输出通道的动态处理;任何SoundStructure设备均可兼容模块化电话选项;分组处理，可用分组数量与输入数量相等。

麦克采用无线和有线结合的方式，方便各种模式的视频会议。无线数字讨论代表单元采用UHF射频载波信号传输，具有超强的数据传输功能和环境噪声处理功能，人声还原度极高;系统主机基于稳定可靠的PLL锁相环电路、无线传输数字控制电路和模拟音频传输相结合，实现会议的先进先出、主席优先发言功能，允许50支单元在会议室中使用;主机具有10个信道可调，信道间隔30 MHz，解决了高密度的叠波、谐波干扰的可能性;即摆即用型的简便稳定可靠的无线会议;解决了传统一拖四UHF无线会议无法解决多只无线会议话筒在同一场合同时使用的难题。

2.4 中控系统

会议系统的功能设计，一直以围绕着中控系统来展开，除了满足一般会议系统的功能，保证会议系统的高性能、高品质外，特别强调会议系统+中控系统完美搭配，也就是说在功能上与中控系统进行完美的整合。在视频系统中使用了网络型中控主机+IPAD这一配置，中控主机可以处理各种控制信号并实现对相关设备的控制，触摸屏则提供给用户一个相当友好的操作界面，这样设计极大程度的提高了会议室配套设备的集成度，充分体现了现代会议室的智能化。出自捷克的CUE会议系统提供专门的接口，与中央控制系统相搭配后，可以替代管理软件，直接通过触摸屏操作界面来实现对整个会议系统的全面管理。

通过无线触摸屏或者有线触摸屏进行控制音频处理器、大屏模式和信号切换、矩阵信号切换、音量、媒体播放等的操作，实现会议的智能化和集中化管理。

3 视频系统的关键技术

本系统以全省农业电子政务内网平台为基础，搭建以省农业厅为中心节点，各市农业局为二级节点，各县农业局为三级结点的系统网络，以满足视频会商对全省农业系统的整体覆盖。现阶段，视频系统的关键技术主要包括音视频编解码、视频采集、网络通信协议、双流、MCU级联、高标清混合处理等技术。现主要对农业应急指挥视频系统的多级MCU级联、双流、高标清混合处理的研究和应用进行介绍。

3.1 多级MCU级联技术

MCU的作用是当视频终端的数量超出了单台MCU最大系统容量，则需要MCU级联的方式实现所有终端集中在一个会议里面，即把MCU串联起来，串联是分层的，一层一层下去［1］。目的是把相同或不同的MCU设备连接起来增加MCU端口数。MCU和终端的连接网呈星形状态，通常放置在星形网络的中心处，即参加会议的各个终端都以双向通信的方式和MCU相连接。在级联中，处在上面的一层的MCU是上层MCU，处在下层的MCU为从MCU，从 MCU受控于上层 MCU。在省农业应急指挥视频系统建设中采用的MCU(POLYCOM MX1000)支持数字级联，系统共有934个视频终端 (含省主会场终端)，由于单台MCU最大接入容量为64个，如果将所有终端连接到1台MCU管理，不但超出了单台MCU承受范围，而且目前的网络带宽也无法承载。

解决此问题的最佳方法，是先将视频终端分级管理。将省农业厅应急指挥中心作为中心节点，11个市分成11个小组，市级MCU管理各小组内的视频终端。小组内的MCU受控于中心节点的MCU，通过此方式级联成视频系统主干网。具体设置方法为省农业厅一级MCU控制各市县二级MCU，通过将所有的视频终端按地区分组，将视频系统延伸至省、市、县三级，实现全省各市、县视频系统多层金字塔形级联 (图1)。

图1 浙江省各市、县视频系统的多层金字塔形级联

3.2 H.239双流技术

所谓双流顾名思义就是指终端能够同时发送/接收两路视频流。这样仅需要通过共享网络带宽便能使用户得到更多的信息，无需要更多的资源，通过最小的代价获得更多信息。此功能在本系统中也经常得到应用，主要用于培训班课件演示和系统操作演示等。

3.3 高标清混合处理技术

考虑到县级分会场以收听收看省、市级两级视频会议声音和图像为主，一般以接收上级的传达指示性的会议居多，因此，在配置三级终端时，采用不对称编解码技术，用标清终端设备实现观看上级高清1080P的视频图像和发送标清的图像，通过利用高标清混合处理技术即不对称编解码技术［2-3］，打造了一套成本低廉、效果良好的高标混合应用的农业应急指挥视频系统。

4 小结

浙江省农业应急指挥视频系统实现了部、省、市、县四级可召开1080p高清会议，并与浙江省应急办实现跨平台视频对接，为全省各农业部门的视频会商和应急指挥发挥了重大的作用。

［1］ 张常亮，马渝勇，刘一谦，等.MCU级联的省-市-县三级高清视频会议系统设计 ［J］.电视技术，2012(9):137-141.

［2］ 陈杰，胡应龙，谢敏.高标混合的防汛会商视频系统建设研究 ［J］.水利信息化，2013(4):61-64.

［3］ 孙海.不对称视频编解码协商方法研究 ［J］.通信技术，2012(7):63-64.