便携式应急视频会商系统研发与应用

董栋 冯娟 邢仁君

摘要：为改变“巡查靠人眼、决策靠电话”的防汛工作现状，焦作黄河河务局利用“互联网+”理念开展了便携式应急视频会商系统的研发。应用情况表明，该系统可实现黄河防洪工程现场与各级指挥中心的视频会商功能，具备信息采集转发能力，可以迅速在抢险现场设立信息化指挥中心，提高决策会商的现代化水平以及决策指挥的科学性、准确性和及时性。

关键词：会商系统；视频系统；便携式；防汛抢险

中图分类号：TV871.3；TV882.1

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2018.08.叭1

1 研究背景

2013年9月，焦作黄河河务局（简称焦作局）启动了焦作黄河专网升级改造项目，经过多年持续建设，目前焦作局8个基层单位的网络干路带宽达到200～300Mb/s，基层29个一线班组已全部实现信息网络接人，可访问互联网、登录电子政务内网、拨打黄河内线电话，网络带宽达到30Mb/s。同时，开发了相关管理系統，可对网络传输设备进行实时监控。近几年焦作黄河信息网络建设取得长足发展，解决了基层信息网络系统中存在的网络带宽小、覆盖率低、安全保障率低等弊病，实现了从市局到防洪工程班组完整的信息网络传输快速通道，为信息化、智能化项目在防洪一线的研发、应用铺平了道路。

当黄河防洪工程出现险情时，现场第一手资料需要通过工程巡查人员徒步到工程现场观测，并通过电话上报县级河务部门，县级河务局防办接到通知后赶赴现场确认险情，并通过电话逐级上报，依照险情规模调动专业抢险队、群防队伍和部队等抢险力量实施险情抢护。以上险情发现、报送、勘测及抢护方式存在三方面重要缺陷：一是准确性，初期信息使用语音或文字转述，无法保证信息的准确性：二是及时性，县局距出险现场一般需要30～50min路程，而灾情发展迅速，极有可能错过最佳抢护时机，造成被动局面：三是沟通效率低，发生重大灾情时，各级抢险专家及政府、部队、群众等抢险力量，往往因时间、空间、通信等因素而无法实时观察现场险情发展情况，缺乏高效的沟通及信息交互能力。为解决以上问题，提高防汛抢险工作效率，改变“巡查靠人眼、决策靠电话”的防汛工作现状，在突发险情时实现信息的准确、及时传递，迅速建立信息化现场指挥部，实现包括视频在内的现场信息采集上传，焦作局于2016年3月成立了基层黄河防汛指挥决策支持系统项目组（简称项目组），经过需求调研、现场勘测、系统开发等阶段，成功研发了便携式应急视频会商系统并进行了试运行。

2 研究的主要内容

2.1 设计原则与方案

项目组紧紧围绕传统的险情发现、报送及抢护方式的缺陷进行产品研发，结合黄河具体情况及一线工作环境，设计原则如下。

（1）提高信息传递准确性。将现场环境通过视频、图像、音频等方式进行采集、传输，大幅提高险情描述准确度，并记录相关资料以便进行查阅分析。

（2）提高信息传递及时性。设备采用便携式设计，具备内网、手机4G、海事卫星等多种网络连接方式，巡堤查险时可随身携带，发现疑似险情时可马上打开系统，将现场视频、图像、音频通过网络实时传送至有关管理单位，使各级指挥部迅速做出反应，做到“抢早、抢小”。

（3）有效沟通。系统提供视频会商、高清照片、电子文档、视频文件播放等多种交互方式，根据现场需要可灵活组合，实现高效沟通。

综合以上原则，使用“无线网络传输”“H.265编码”“视频会商”“虚拟专用网络”等技术研发便携式应急视频会商系统。该系统可放人小型乘用汽车后备箱，质量适中、操作简便，单人可在5min内完成现场设备架设，迅速实现与各级指挥中心的视频会商功能。系统自身配备电力系统，可满足最少120min持续视频会商的需要，同时可连接220V市电或备用发电机，实现长时间视频转播。系统具备网络、电话接口，可为现场指挥部提供黄河内网数据传输功能，实现险情现场浏览内网信息、内部电话、内部传真等功能。该系统在具备海事卫星、公网、手机4G等传输能力的同时，还可接人焦作黄河专网无线覆盖系统，在险工、控导、堤防等险情发生区域使用黄河专网传输数据。使用专网传输可有效避免险情发生时因公网数据拥堵使得信道无法建立、带宽无法保证等情况。系统可实现视频会商、高清照片拍摄、电子文档传送、视频文件播放等多种交互方式并实现远程数据同步，使现场指挥员能随时掌握工情、水情、灾情及物资等情况，并与各级指挥部或抢险力量进行视频会商，提高指挥调度的及时性和科学性。

2.2 系统组成与功能

系统主要由中心设备和终端设备组成。其中：中心设备主要包括数据存储单元、音视频处理单元和数据传输单元；终端设备主要包括便携式设备箱（见图1）和单兵前端设备，设备箱端主要由单兵数据传输单元、音视频处理单元、通信控制单元、数据传输单元和供电控制单元等组成，单兵前端设备主要由摄像机、语音系统、单兵数据传输单元、电源系统组成。

系统采用便携式设计，在执行任务时可通过车载或单兵背负方式快速抵达现场，建立临时指挥所，通过焦作黄河专网或4G信道建立与指挥中心的通信，也可单人携带单兵前端设备抵近现场进行观察和信息采集，将图像传回箱式终端。临时指挥所指挥员通过显示器了解现场情况，通过语音指挥单兵继续观察，并通过视频会议系统向指挥中心报告现场情况，回传现场图像，接受指挥中心指挥员指令。

系统具备以下功能：①可通过焦作黄河专网、4G信道实现多方视频会议，图像清晰流畅，采用标准TCP/IP协议，兼容其他标准通信信道，可实现险情现场浏览黄河内网信息、内部电话、内部传真等功能：②内置高清摄像头，同时支持外接网络数字视频信号输入：③支持单兵图传设备，可实现抵近观察，单兵图传设备体积小、质量轻，可与摄像机、语音系统一体化连接：④内置可收藏式收/送话器，可在嘈杂环境中使用，同时支持外接模拟音频输入和会议用全向麦克风：⑤具备灵活的音视频切换控制，可实现图片、文档、表格、视频等多种文件演示，满足会议和汇报需求：⑥内置大容量锂电池，可长时间工作，具备欠压、过充、过流保护功能：⑦具备对外供电能力，可为手持设备提供应急充电：⑧内置无线路由器，可提供有线网络接口和本地WIFI覆盖：⑨具备夜间照明功能；⑩设备箱具有防尘、防水、抗冲击、抗跌落能力。

2.3 系统主要技术指标

（1）通信信道。焦作黄河专网、手机4G网络，同时支持其他标准TCP/IP协议接口信道。

（2）通信距离。单兵前端与箱式终端，通视5km，有遮挡时根据遮挡情况距离有所缩短。箱式终端与指挥中心无通信距离限制。

（3）质量。单兵前端，2.8kg；箱式终端，20kg。

（4）体积。单兵前端，260mmx180mmx135mm（长×宽×高）：箱式终端，650mmx440mmx305mm（长×宽×高）。

（5）电池及供电系统。采用可更换电池，单兵前端可续航2～3h，箱式终端续航不少于4h。具备标准220V交流电輸入接口。

（6）冲击振动。满足GJB150.16-86标准要求，防水防尘标准为IP65。

（7）环境条件。温度范围：-400～70℃；湿度范围，5%～90%（无冷凝）。

3 创新点

（1）使用“无线网络传输”“H.265编码”“视频会商”“虚拟专用网络”等技术，结合“河南黄河防洪工程信息网络覆盖”项目，研发便携式应急视频会商系统，可快速组建工程现场一县局一市局的基层视频会商系统并提供网络数据传输通道，为防汛抗旱前线指挥部提供信息技术支持。

（2）可通过黄河内网、地方公网、手机4G等多种通道回传数据，大幅提高了信号保障率以及系统适应能力。

（3）系统采用便携式分体设计，在保证人员、设备安全及数据稳定的前提下，实现了近距离目标观测。系统附带网络传输功能，可实现抢险现场网络覆盖、内网数据传输、内网语音电话等功能。

（4）通过系统底层设计，不需要MCU（多媒体信息交换机）即可组织会议，降低了系统使用的复杂度，具备快速、便捷的会议组织能力。

4 应用情况

2016年7月15日和2017年7月13日，温县人民武装部组织民兵基干分队和71762部队官兵，在温县大玉兰控导工程26坝举行了温县民兵防汛抢险演练：2017年7月20日，在武陟县驾部控导工程39坝进行了黄（沁）河军民联防实战演练。期间使用便携式应急视频会商系统对多个抢险现场进行了现场直播，并录制了抢险演练视频，为防汛抢险现场指挥提供了有力支持，受到观摩领导的一致好评。

2016年8月12日，焦作局在温县大玉兰控导工程32坝、33坝坝裆举行了查险抢险实战演练，演练历时90min。期间，演练现场信息通过便携式应急视频会商系统远程实时传输到焦作局防汛会商室，实现了演练指令发布、异地抢险会商、实时数据采集传输等功能。通过视频直播方式实现了焦作局防汛抢险各职能组成员远程参与实战演练，见图2、图3。

2017年11月，该系统在温县大玉兰控导工程、温县黄河河务局防办及焦作局防办进行了多次视频会商演练。系统各项功能运行正常，画面清晰、语音稳定，市、县两级河务局在第一时间获得了工程现场清晰的视频/音频信息，工程现场也在第一时间接受了指挥中心指令，大大提高了信息传递准确度，缩短了反应时间，提高了沟通效率。

2018年3月，便携式应急视频会商系统推广到焦作市黄河华龙工程有限公司“海南省红岭灌区西干支渠项目土建施工1标”和“海南省红岭灌区工程囤蓄水库渠道改造土建施工2标”项目部，实现了公司总部与施工工地远程视频会商，画面清晰，语音稳定，提高了工作效率，大幅降低了管理成本。

应急视频会商系统由箱式便携终端和中心设备组成，必要时可增加单兵前端，主要用于突发事件发生时的现场快速观察、情报上报和多方视频会商。

系统操控简单、使用方便、便于携行，可适应恶劣的使用环境，可应用于应急、边防、刑侦、救援、勘测等众多领域，推广前景广阔。

5 结语

该系统可实现黄河防洪工程现场与各级指挥中心视频会商功能，具备信息采集转发能力，可以迅速在险情现场设立信息化指挥中心。随着黄河信息化建设的持续深入，网络覆盖、线路带宽、设备管理等硬件建设已初见成效。如何合理利用信息高速公路，开发实用、易用的信息化系统，优化工作模式，提高工作效率，使治黄业务与信息化深度融合，将成为下一步黄河信息化建设的主要切人点。