辽宁省地震应急视频会议系统组网模式分析与应用

孙 艺，荆 涛，张欣然，于 浩，于楮芃

（1.辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034；2.沈阳地震台，辽宁 沈阳 110000）

0 引言

随着现代科技的发展，视频会议已成为现今最高效快捷的会商手段，并且在越来越多的行业领域中被广泛使用。目前，在地震应急事件处置过程中，视频会议系统也成为最重要的通讯方式之一。辽宁省地震应急指挥中心建设的视频会议系统除了配备有四台高清视频会议终端，还配有一台宝利通MCU，一台[1]中创视讯UCM，不仅保证了上联中国地震局，下达台站、各市县应急局，及各兄弟省局之间的互联互通，还实现了“背靠背”模块化视频会议功能，在地震应急事件处置、地震应急演练及各类日常会议中发挥了重要作用，为我省的地震应急工作提供了技术保障。

1 地震应急视频会议系统概述

视频会议系统（Video Conference System），又称电视会议系统，是指由两个或两个以上个体或群体之间，通过传输线路及多媒体设备等硬件设备进行传输分享图像、声音和文件资料，实现异地之间的实时交流，是利用网络通讯技术实现的虚拟会议系统。

我省地震应急中心新近建设的视频会议系统主要包括四大组成部分:

1.1 视频会议终端

视频会议终端是视频会议系统的中心设备，它的把主要功能是将音视频数据编码、打包，然后通过网络传送给远端设备，同时将接受的远端数据进行拆包、解码，实时显示在大屏或电视等显示系统中。

1.2 多点控制单元（Multipoint Control Unit）

也叫多点会议控制器，简称MCU，它是多点视频会议系统的关键设备，可以连接多个会场节点，它将来自多个会场的信息流，经过同步分离后，抽取出音频、视频、数据等信息，送入同一处理模块，完成相应的音视频混合或切换，最后将各会场节点所需的各种信息重新组合，送往各相应的终端系统设备。

1.3 视频会议音频设备

主要包括麦克、音响、调音台等音频输入输出设备。

1.4 视频会议视频设备

主要包括摄像头、显示屏、电视机等视频输入输出设备。

2 地震应急视频会议系统组网模式分析

地震应急视频会议系统始建于“十五”期间的“中国数字地震观测网络”项目，该系统依托于中国地震行业内网，初期建设时期以中国地震局应急指挥中心为中心节点，涵盖全国共计42个一级节点单位，包括各省地震局和中国地震局直属单位，其中部分省局在系统建设中拓展了市县地震局、台站等二级节点，形成了多层级网络视频会议系统。辽宁省地震局应急指挥中心就是在地震行业网内一级节点的基础上，截止2020年底已完成辽宁省内地震应急视频会议系统22个市局和台站的二级节点的搭建工作。

应急管理部成立后，对地震应急视频会议系统提出了更高的要求。除了地震行业网内上联中国地震局应急指挥中心，下达市局、台站等二级节点，以及与兄弟省局之间的连通之外，依托于应急管理主干网，实现以原消防视频会议系统为基础，涵盖各省、自治区、直辖市应急管理厅（局），新疆建设兵团安监管理局、消防救援局、森林消防局、中国地震局，煤监局等多个成员单位的视频会议系统搭建工作。

2.1 地震行业单网模式组会

地震行业单网模式常用的方式为点对点模式和多点MCU模式，在使用中通常对应政务、地震应急联动、地震应急演练、学术讲座或视频会商等会议。

点对点模式是视频会议模式中最基础的通讯方式，指在地震行业网内，两个独立节点之间一对一的互联互通，仅需要视频会议终端共网即可实现。

多点MCU模式的核心设备是多点控制单元（Multipoint Control Unit）简称MCU。使用MCU组会的方式一般有两种，一种是星形组网模式，也称为MCU点联模式，是指一台MCU与多台视频会议终端连接，实现多点同时参会；另一种是树状组网模式，也称为MCU级联模式，它是指由一台MCU组会，其他二级或多级MCU参与，各级MCU可分别与多个视频会议终端连接，其中组会的MCU为会议发起者，控制顶层会议属性，其余MCU作为次级参与者，只能控制次级会议属性[1]。

举例说明，地震行业内网组会模式适用于各类政务会议、学术讲座以及地震应急演练中，常用的星形组网模式（图1）由中国地震应急指挥中心MCU组会，使用地震行业网，连接全国各省、自治区、直辖市地震局以及中国地震局直属单位等四十余个一级视频会议终端，或是由省级应急指挥中心MCU组会，使用地震行业网，连接全省各节点视频会议终端。而树状组网模式（图2）则使用于多层级视频会议，如片区地震应急演练中，各省局使用次级MCU连接台站及现场视频会议节点的联动模式，即由主MCU组会，连接各省级MCU，在次级MCU中接入多个参会节点，达到全面互通互联的效果。

图1 MCU点联星形组网模式结构图Fig.1 Structure diagram of MCU point linked with star networking mode

图2 MCU级联树状组网模式结构图Fig.2 Structure diagram of MCU cascade tree networking mode

2.2 跨网段多网模式组会

跨网段模式指地震行业网、政务网、外网间实现的视频会议联通模式。常用的跨网模式是指地震行业网与卫星网络、移动4G网络、政务专网三类网络之间的互联互通模式[2]。通常情况下，跨网组会模式以应用方式分类，可分为地震应急演练模式和政务会议模式。

2.2.1 地震应急演练模式

在地震发生后或日常应急演练中，需要完成地震行业网与4G网络、卫星网络三网融合，进而实现应急指挥中心地震现场、省抗震救灾指挥部间视频会议的互联互通，常用的解决方式是建立虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN），它可以通过特殊的加密通讯协议建立一条外网和行业网之间专有的通讯线路，既解决了内外网跨网信号转接的问题，又保证了安全性[3]。

利用辽宁省地震局应急指挥中心MCU组会，通过VPN和SGK等技术手段完成应急指挥中心视频会议终端、地震现场通讯车视频会议终端、地震应急现场工作队通讯箱互联互通（图3）。

图3 地震应急演练模式Fig.3 Earthquake emergency drill mode

2.2.2 政务会议模式

政务会议模式指除地震应急和演练外的其它各类日常视频会议，包括行政会议、视频培训、科技讲座、安保点调等。应急管理部成立后，政务会议模式除原有的地震行业网单网模式外，还提出了多层级跨网组会模式的要求。

地震行业内网与政务网是两个独立的网络环境，由于两个网络之间的物理隔离，为了实现两套独立环境下视频会议系统之间的互联互通，通常我们采用的连接方法有两种:网络防火墙穿透方案和“背靠背”转发技术。由于防火墙穿透的方法需要对防火墙安全策略进行修改，存在一定的安全隐患，不适用于安全级别要求高的视频会议，因此我们通常使用网络安全性更高的“背靠背”转发技术（图4）[4]。

如图4所示，“背靠背”转发技术是指通过对2台视频会议终端进行物理连接，实现音视频信号跨网络的直接传递。2台处在不同网络会议的视频会议终端A和终端B，其中终端A属于外部网络设备，终端B属于地震行业内网设备，将终端A和终端B的音视频输出接入同一音视频矩阵中，再将矩阵中的音视频输出接入终端A的音视频输入中，实现终端A和终端B的音视频共享，达到跨网络会议系统互联互通的目的。

3 辽宁省地震应急视频会议系统的应用

3.1 地震应急响应

当辽宁省内或周边省份发生地震并达到应急响应级别时，需要开启辽宁省地震应急视频会议系统与中国地震局及周边省局之间进行协同响应。通过VPN、SGK、“背靠背”转接等多种方式，同时连接中国地震局、辽宁省政府、辽宁省应急厅及现场应急救援队。利用网络和音视频技术实现多节点跨网视频会议，能够达到灾害现场、省级地震应急指挥中心、辽宁省抗震救灾指挥部及各成员单位节点间互联互通，实时会商、情景指挥的目的。实现了中国地震局、辽宁省地震局、辽宁省政府、各地市地震应急主管部门及地震现场之间的可视化指挥调度，更好地提高了抗震救灾指挥部应急协调能力，最大限度地减少人民群众的生命和财产损失[6]。

3.2 地震应急演练

辽宁省地震应急服务中心演练任务分为月演练、季度演练和年度演练三种，每次的演练任务中视频会议系统的联调工作都是演练中必不可少的一环。现场应急车辆到达指定演练地点后通过宝利通RMX1800多节点融合MCU将现场指挥车、地震应急单兵通讯箱和地震应急指挥中心三个不同网段连通。现场应急车通过VPN技术实现4G移动网络与地震行业内网的跨网转接，地震应急单兵通讯箱则通过SGK服务器自主呼入MCU[7]。

3.3 日常会议

随着视频会议系统的发展，越来越多的会议类型都选择通过远程的方式召开。除了日常的应急演练，辽宁省地震应急中心视频会议系统还承担着政务会议、培训讲座、安保视频联调等各类应急保障任务，尤其是2020年我国新冠疫情全面防控时期，为了避免人群密集，视频会议系统更是成为远程工作会议的首选，仅2020年我局地震应急视频会议系统即完成上级应急系统主持会议53次，两会、国庆及十九届五中全会安保任务63次。在2020年的辽宁省地震局年终述职大会上，由于疫情原因，大连台和金州台无法到场参加年终述职，为了解决这一问题，会议特增设视频述职环节，将大连台和金州台通过应急中心MCU连接到会场，共享三方会场的音视频信息，保障了辽宁省地震局年终述职大会的顺利召开。

4 结语

本文叙述了地震应急视频会议系统的现状，分析了地震应急视频会议的常用组网模式，以辽宁省地震应急视频会议系统为例简述了地震应急工作中视频会议的应用情况。利用VPN、SGK、“背靠背”转发等技术，通过大量的理论学习和实践，解决了地震应急视频会议相关工作中存在的多网融合、组网模式优化等问题，达到了灾害现场、省级地震应急指挥中心、辽宁省抗震救灾指挥部及各成员单位节点间互联互通，实时会商、情景指挥的目的。在未来的地震应急处置工作中，如何进一步开发利用视频会议相关应用技术，提高地震应急处置能力，使其在地震应急指挥中发挥更大作用将成为未来研究目标。