河南省地震局在“十二五”、“十三五”期间，依托地震行业网、省级电子政务外网、互联网、3G/4G/5G无线通讯网及卫星系统等，建设了覆盖全省业务节点、类型多样的视频会议、台站视频监控、应急无人机单兵系统等，服务于全省地震应急与突发应急事件响应工作。由于各类系统在建设初期没有进行技术融合，存在割裂管理与服务的情况，无法实现视讯资源的综合应用，在地震应急响应与日常协同工作中，凸现不足。

本文介绍了作者基于现有资源，利用新一代信息化技术，将不同品牌厂商、不同协议标准、不同网络通讯带宽、不同应用场景的多类型视讯系统融合工作，以及其在地震应急与日常协同工作中的应用情况。

原有的视讯系统类型多样，服务场景不同，并随着综合地震应急、快速响应保障要求的提升，其分散的服务能力显现不足，凸显以下问题：

（1）视频会议系统品牌多样，硬件与软件视频会议系统混合使用，在不同类型MCU级联管理，本地视频会议（非互联网视频会议）使用量快速增长时，缺乏灵活快速的组会能力，系统管理和维护复杂，不能适应地震应急多系统快速组会需求；

（2）地震应急协同中，大批量的不同业务系统前端工作人员无法通过视频终端接入应急会议，各类收集、调查的视频、照片、文件等信息资源在视频会议内无法进行实时共享交换；同时，应急无人机等单兵图传数据只能通过第三方服务器接入，无法以功能完备的单兵角色加入视频会议，对于大区域多方实时应急保障工作支撑不足；

（3）河南省辖域内无人值守台站已部署500路左右的视频监控系统，用于地震专业仪器运行状态及安防情况实时监控管理，但在系统运维与故障处理工作中，仍以电话沟通为主，无法将台站监控视讯情况整合至视频会议中，无法满足地震监测与可视化协同工作的需求；

（4）地震业务系统对于多媒体资源的使用需求不断增加，现有各类多媒体资源分散存放，服务接口与服务方式不统一，业务系统使用多媒体资源成本大，不方便，实时性不好。

基于以上情况，作者设计建立多场景视讯融合系统，将视讯资源统一调控管理，实现各类型视讯资源实现跨业务、跨部门、跨区域的灵活服务，解决地震应急与日常工作中的实际问题。

多场景视讯融合系统建设目标为，基于现有视讯系统资源与条件，使用多媒体软交换技术、微服务模式等^[1-2]，将视频会议^[3]、地震应急综合保障、地震应急前端调查、地震应急无人机、台站监控运维等系统融合^[4-7]，实现在同一视频会议内对多类视讯资源实时交互与调度，同时提供灵活快速组会、多源用户快速接入、交互与收听模式管控、应急响应与日常应用多场景服务的功能，解决省级（区域）中心内的多协议视讯资源无法统一管理、统一服务、视讯系统停留在低价值应用场景的状态^[8-12]。

2.1 系统架构设计

系统架构从下至上由四部分组成：

（1）设备层：为各类可接入的视讯设备，包括视频会议、监控系统、应急无人机与前端调查系统、指挥大屏设备等；

（2）协议转换层：实现各类视讯协议的接入与管理，建立协议转换算法，完成不同协议间的双向数据实时转换，本次作者设计的主要包括GB28181、RSIP、H.323、SIP、RTP/RCTP等协议；

（3）微服务层：基于河南省地震局云化视频会议系统，建立视讯管理微服务，对下层实现数据资源的接入管理，对上层实现视讯融合调度支撑。提供包括会议微服务、视讯资源接入微服务、显控系统微服务、流媒体微服务、资源调度微服务、直播/点播微服务等功能，并通过微服务模式，实现多类型资源、多组会议的灵活服务，提升系统服务保障能力与服务质量；

（4）视讯融合调控层：系统核心关键部分，对视频、音频、显示大屏进行调控管理，结合视讯融合技术，提供多源、多协议视讯的综合应用。作者在此重点设计了对台站监控系统、应急无人机和应急前端调查系统的视讯调控管理等。

图1 系统架构图Fig.1 System architecture

2.2 系统拓扑结构

系统拓扑结构如图2所示。系统服务于全省地震工作，接入端包括部署于地震行业网和河南省电子政务外网上的各类视讯系统，包括软硬件视频会议、台站监控系统、应急无人机、移动应急指挥、应急前端调查、手机软终端、安防监控系统等；系统与中国地震局会议系统无缝融合；并可以在互联网端提供视讯接入与应用服务，实现地震应急指挥、现场调查、远程工作人员的随时接入。对于地震应急系统中的应急无人机，通过4G协议+高清编码功能进行融合；地震应急前端调查系统通过SIP协议实现视讯资源交互等。

地震行业网与互联网之间通过安全边界实现互联互通，实现“内外”视讯资源汇聚。各类地震业务系统，通过与视讯融合平台的多媒体资源对接，实现对资源的扩展应用。

图2 系统拓扑结构示意图Fig.2 System topology structure

2.3 数据交换协议设计

图3所示为系统数据与协议对接图。系统中，视频会议系统采用H.323、SIP体系标准，通过网络数据端口TCP、UDP、HTTPS对接现有视频终端设备以及后续新增终端设备；以GB28181标准对台站监控与应急无人机进行码流获取与存储，通过网络系统用TCP、UDP、HTTPS、RTCP等协议分流给不同的设备，减少各类应用对前端设备的取流压力；通过会议监控、互通网关将网络OSP协议转化为H.323协议，完成标准视频会议系统与监控系统的无缝对接，为应急指挥调度和全系统统一视讯联网等应用提供支撑与保障。

图3 系统数据对接图Fig.3 Data connection of the system

系统中，对于视频会议与台站运维监控系统的融合，采用了视频资源互通网关关键技术，该技术主要解决不同协议视讯资源的快速转码与资源接入分发控制，在本次设计中，主要实现视频会议系统调度台站运维监控平台中的前端视讯资源，以及在台站运维监控平台中接入视频会议实现实时互动。

3.2 从运维监控系统接入视频会议

通过以下步骤实现运维监控平台中接入视频会议：

（1）互通网关创建模拟PU（即IPU），接入运维监控平台并与其通信；

图4 从视频会议至运维监控系统技术连接示意图Fig.4 Technical connection from video conference to operation and maintenance monitoring system

图5 从运维监控系统至视频会议技术连接示意图Fig.5 Technical connection from operation and maintenance monitoring system to video conference

（2）互通网关创建虚拟MT（虚拟会议终端IMT），虚拟MT实现与会议系统通信。由虚拟MT向会议系统注册，并获取对应的真实MT码流；

（3）实现每个模拟PU与每个真实会议终端的逐一绑定关系；

（4）进行码流转发，将视频会议系统与会终端MT的音视频码流转发给运维监控平台。

系统建设上线后，基于云化视频会议功能对多品牌视频会议进行了统一管理，实现全省地震应急单位的视讯系统快速组会管理与调度控制，已提供200方1080P高清资源实时入会能力；对于台站监控系统、应急无人机及应急前端调查系统等实现统一接入管理与应用，其中，台站监控资源管控能力达到500方、应急无人机资源管控能力达到64方、应急前端调查接入上限控制与系统性能相适应，目前具备1000路以上的接入服务能力，其他关键技术与创新应用包括以下方面。

（1）多场景视讯融合管理与应用能力有效落地。通过系统，将全省各类视讯系统统一管理调度，实现不同场景中的视讯资源统一应用，解决了行业视讯系统在管理与应用工作中存在割裂、视讯资源分散管理、资源价值发挥不足的共性问题，有效提升地震行业视讯系统管理水平与服务水平。

图6所示，从上至下，从左至右的9分格视讯资源分别为：①中国地震局小鱼视讯资源；②许昌市防震减灾中心视讯资源；③省地震局三楼应急辅厅视讯资源；④郑州地震台视讯资源；⑤省地震局三楼应急大厅视讯资源；⑥现场人员远程视讯资源；⑦信阳台（运维监控）视讯资源；⑧应急无人机视讯资源；⑨南阳台（运维监控）视讯资源。图7为移动应急指挥中心与应急无人机的实时互动融合状态。

通过系统，在地震应急时，可全天候支撑前后端多方实时沟通，为大量前端工作人员提供应急工作直播服务，提供调查资料与工作信息的实时共享交换；无人机等单兵系统、重点区域调查人员可实时进行前后端双向信息交流等，实现地震应急工作中的多类型视讯融合调度保障。日常工作中，实现多方实时可视化协同工作，在地震监测、分析会商、学术交流、大型会议等场景中融入多类型的视讯资源，提升协同工作质量与水平。

图6 多类型视讯资源综合应用Fig.6 Comprehensive application of multiple types of video resources

图7 地震应急无人机视讯融合Fig.7 Video fusion of earthquake emergency UAV

（2）多协议标准下的多类型音视频融合与调度控制技术应用。在多媒体技术领域，虽然有GB28181、 SIP、 PSIP、 H.323、 RTP/RTSP等标准技术协议，但在不同品牌厂商、不同类型的设备实现上，还存在技术参数配置差异，造成音视频资源融合障碍；同时，对于实现了基本融合的系统，但在不同应用场景、不同组网环境、不同保障需求中，也会出现应用异常与服务不达标情况，需要持续进行融合参数的调优与测试，以达到系统最佳应用效果。

在本次建设中，基于现有网络通讯环境，对融合中所涉及到的视频会议、安防监控、应急无人机、应急现场调查、3G/4G/5G移动语音、各类监控球机、枪机、车载视频及软终端等结合应急与日常工作场景进行了参数优化，实际测试与验证各类设备与系统参数组合，提供了有较高质量保障融合效果，实现“平时与战时”最优工作机制。

在参数优化中，作者根据不同场景采用不同优化措施。

（1）不同品牌厂商的系统对接参数优化。首先完成同类协议的有效数据交换，之后进行协议属性参数的检测，确保数据交换中延时稳定、不出现抖动、数据丢包可控等，对于协议中的关键属性参数，根据厂商提供的参数控制阈值，进行详细的参数数据值换算后进行统一设置与使用。

（2）不同协议之间的系统对接参数优化。首先完成协议转换有效性验证，如无人机与视频会议、台站监控系统与视频会议系统之间的协议转换等，通过互通网关确保双向数据交换有效后，再进行不同协议属性参数的调优设置；在协议属性参数调优中，定义主要系统与配合系统，在本次项目建设中，主要系统为视频会议系统，无人机、台站监控系统等为配合系统，在主要系统运行稳定的情况下，对配合系统的协议转换属性参数进行不同场景的迭代测试，结合视讯效果、数据传输延时、数据丢包率等因素选择最优参数进行应用。

（3）视讯资源服务于其他地震业务。在系统建设中，设计了视讯资源服务接口，视讯资源已可融合及服务于全省各类地震业务系统。图8所示为河南省地震局非天然地震监控专项工作中，通过视讯融合系统提供的服务接口，在不增加各类视讯系统服务压力的情况下，实现了对现有测震台站、地球物理台站和预警台站的视讯资源接入及实时查看台站视讯状态等功能，有效提升了业务系统工作效能与系统控制质量。

图8 视讯资源服务支撑Fig.8 Service support for video resources

本文中介绍的多场景视讯融合系统，是在省级地震部门内建立的新一代多媒体融合技术体系，系统技术标准规范、功能具有行业普适性，对新形势下地震应急保障与日常协同工作提供了重要支撑，具备较好的行业推广前景，随着视讯融合系统的不断成熟与完善，作者相信未来地震行业内将会有更为广泛的视讯服务场景出现，也会有更多的视讯融合系统服务于防震减灾工作。