船舶3G4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、船舶 3G/4G 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術方案一、行業(yè)背景近年來，隨著我國水運事業(yè)的飛快發(fā)展，各種船舶視頻監(jiān)控系統(tǒng)也隨之興起，逐漸被開發(fā)并應用于水路運輸?shù)谋O(jiān)控管理中。伴隨著一個行業(yè)的興起，與之相關的問題也相應出現(xiàn)。水上運輸所暴露出的頭等問題就是水上安全問題。船舶視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是現(xiàn)今科技解決此問題的最重要、最先進、也是最行之有效的辦法之一。客運船舶的客艙是船舶航行安全的關鍵所在，需要連續(xù)巡視客艙的情況，船舶視頻監(jiān)控系統(tǒng)緊密結合現(xiàn)代化船舶發(fā)展的趨勢，實現(xiàn)了船舶的網絡化監(jiān)控和全船數(shù)據(jù)資源的共享，更加減少了人力重復勞動的資源性浪費，從而能最大程度的提高船舶航行的安全性、可靠性和經濟性。當船舶在航行遭遇突發(fā)

2、事件時，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)能及時準確的發(fā)回船舶具體位置和求救信號。同樣公司通過定位系統(tǒng)亦可了解船舶所處位置，便于調度指揮。通過遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時了解船上動態(tài)， 減少財產損失、保障生命安全，為水上交通安全提供有力的支持和保障。使船舶動向盡在掌握之中。 船舶紅外監(jiān)控系統(tǒng)及透霧監(jiān)控系統(tǒng)的使用，同樣減少了因夜幕與重霧影響下造成的事故發(fā)生，更能充分提高船舶的航班次數(shù)，從而達到節(jié)約成本，增加利潤的最終目標。 二、需求分析船舶基本上都未安裝移動視頻管理系統(tǒng)，因此企業(yè)無法對監(jiān)守自盜、超載、違規(guī)操作做到有效的監(jiān)管，因此需要移動視頻監(jiān)控設備來填補管理空缺。在船舶公司中，公司管理層、船運人員關心以下問題：1、如何有

3、效的督促船長嚴格按照規(guī)章操作、安全航行，提高船舶的安全性,2、如何有效保證人員的安全性，防盜行為；3、能否了解船舶航行信息，以及目標位置；4、及時與船舶工作人員對話，或者對船舶廣播（如暴雨強風小心航行等）；5、如何增強船舶調度功能，對突發(fā)事件即時進行應急相應等。通過安裝移動視頻錄像管理系統(tǒng)后，通過 3G/4G 傳輸監(jiān)控，可以對船上工作人員違法操作做到有效的監(jiān)控；超載等行為做到有效的記錄； 對船內等突發(fā)事件實時報警，但發(fā)生如暴雨、強風時，可以通過對講或廣播及時與船上取得聯(lián)系，做好防護措施。包括本地錄像資料都可以作為證據(jù)，用以處罰或移交公安等部門?？刂行摹．敯l(fā)生意外或緊急情況時，船舶管理人員可以隨

4、時了解發(fā)生事故船舶的目標位置，可以及時做出指示、安排。同時也提升了船舶的調度能力。三、系統(tǒng)結構基于用戶對船舶監(jiān)控的實際需求，本移動視頻系統(tǒng)分為前端船舶監(jiān)控系統(tǒng)、通信鏈路、監(jiān)控管理平臺三大部分。前端船舶監(jiān)控：系統(tǒng)包括移動視頻錄像機、監(jiān)控攝像機、液晶顯示 屏 、 對 講 耳 機 、 北 斗 / 、 3G/4G (EVDO/WCDMA/TD-SCDMA/TD-LTE)等；通 訊 模 塊移動視頻錄像機做為前端系統(tǒng)的核心設備之一，主要是承擔船舶前端所有設備接入，將攝像機采集到的船內外情況、北斗/模塊接收到的經緯度信息經過編碼壓縮存儲在本地，同時通過 3G/4G 網絡傳回中心。通信鏈路：包括 3G/4G

5、無線網絡、后臺指揮中心以太網絡，3G/4G 網絡的選擇有三種：電信、聯(lián)通、移動，只需要購買提供3G/4G 無線網絡公司的SIM 卡，并安裝在機器里，配置好拔號參數(shù)就實現(xiàn)了 3G/4G 無線網絡傳輸，通過開通的無線網絡主機就將前端采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行?。監(jiān)控管理平臺：監(jiān)控管理平臺包含監(jiān)控器件及地圖定位、流媒體、數(shù)據(jù)庫、應用服務器等一系列服務群，可以根據(jù)需要在集團公司、分公司等場所建設多極監(jiān)控平臺，級別間邏輯關系根據(jù)需求靈活配置。監(jiān)控管理平臺是架設在中心監(jiān)控機房，設置平臺服務器集群及管理電腦，監(jiān)控中心平臺可在電子地圖上隨時掌握全部船舶的所在位置和行駛情況，并可隨時調用任意船舶的監(jiān)控圖像，以便對船舶進

6、行管理。四、方案建議書1、系統(tǒng)功能本方案綜合運用最新的 3G/4G 無線視頻監(jiān)控技術及北斗/衛(wèi)星定位技術，對船舶進行全方位、立體化、智能化的安全監(jiān)控，實時了解船舶的運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)狀況甚至重大事件，有利于及時做出判斷并采取措施，極大的提高了應急響應的速度，將可能的損失降到最小。移動 3G/4G 視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要由 4 大部分組成，包括智能北斗/衛(wèi)星定位系統(tǒng)、3G/4G 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)平臺和移動硬件設備。 智能北斗/衛(wèi)星定位系統(tǒng)移動設備通過北斗/模塊，獲取船舶當前的位置信息，包括當前經緯度、當前速度、當前工作速度矢量方位角、當前時間等，通過配套的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，結合GIS 電子地圖

7、，對船舶進行準確的定位，并對船舶進行一系列的北斗/移動管理和安全監(jiān)控功能。這里使用現(xiàn)有的北斗/全球定位系統(tǒng)。 3G/4G 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)移動設備內置3G/4G 模塊（WCDMA/EVDO/TD-SCDMA/TD-LTE），通過網絡實時把船舶狀態(tài)、視頻等信息傳至監(jiān)控中心；同時可獲得監(jiān)控中心的各種命令。通過 3G/4G 無線網絡將船舶內、外的實時視頻、其它信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能實時了解到船舶內外的現(xiàn)場視頻狀況，并可對視頻進行錄像等各種管理。 監(jiān)控系統(tǒng)平臺監(jiān)控系統(tǒng)平臺為整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心。 管理調度：所有船舶的視頻、北斗/信息、報警信息、錄像管理、用戶權限管理等，全部由系統(tǒng)平臺來完成操作

8、和管理。 移動設備 移動設備是安裝在船舶上，設備包含音視頻采集模塊、音視頻編解碼模塊、北斗/數(shù)據(jù)采集模塊和 3G/4G 傳輸模塊等。錄像：從攝像頭獲取模擬視頻信號，數(shù)字化后，壓縮成兩個數(shù)據(jù)流：分辨率、幀率高的圖像存儲于本地硬盤或SD 上，作為證據(jù)保存， 分辨率、幀率低的圖像用于網絡傳輸，可以實時查看。報警：通過移動偵測監(jiān)控目標區(qū)域，當發(fā)生變化時，會將報警信息，通過網絡傳至監(jiān)控中心。一旦出現(xiàn)狀況甚至事件，可以快速的調取現(xiàn)場情況，及時了解情況， 并做出對策。將可能的損失降到最小。軌跡：北斗模塊，獲取船舶當前的位置信息，包括當前經緯度、當前速度、當前工作速度矢量方位角、當前時間。實時了解船舶航行信息

9、，以及船舶歷史航行路線等，有效的督促船長嚴格按照規(guī)章操作、安全航行，提高船舶的安全性，對超速、超載等情況取證，做處罰憑證；無線傳輸：內置3G/4G 模塊（WCDMA/EVDO/TD-SCDMA/TD-LTE），實時把船舶狀態(tài)、視頻等信息傳至監(jiān)控中心；同時可獲得監(jiān)控中心的各種命令。還能通過 IP 通話及時與船舶工作人員對話，或者對船舶廣播（如暴雨、強風小心航行等），增強船舶調度功能，對突發(fā)事件即時進行應急相應等；監(jiān)視：可選用 LCD 顯示屏作為船舶終端的顯示設備，顯示監(jiān)控畫面，回放歷史錄像。寬電壓輸入：移動監(jiān)控終端的供電采用船舶電源，為防止電源波動對設備的影響，采用 8-36V 的寬電壓輸入，保

10、證設備的穩(wěn)定運行。2、系統(tǒng)圖示1）、船舶前端組網圖航行中的船舶安裝移動視頻錄像機，外接 4 個攝像頭，移動視頻錄像機通過 3G/4G 網絡傳送前端信息，監(jiān)控中心能夠對船舶內外的視頻進行實時監(jiān)控。由于采用雙碼流技術，本地錄像可以采用D1、CIF 分辨率，網絡傳輸采用CIFQCIF 分辨率。除了網絡查看，還可以把存儲介質取下后直接通過 USB 口在電腦上查看高品質錄像文件，并可進行一系列查詢等操作。2）、平臺網絡示意圖：管理平臺包含監(jiān)控器件及地圖定位、流媒體、數(shù)據(jù)庫、應用服務器等一系列服務群，可以根據(jù)需要在公司、航運管理中心等單位建設多極監(jiān)控平臺，級別間邏輯關系根據(jù)需求靈活配置，系統(tǒng)具有良好的擴展

11、性。在平臺上可以即時查看各個船舶位置，實時視頻，報警信息等各種船舶信息。也可執(zhí)行一些調度任務。3、移動設備移動視頻監(jiān)控終端是安裝在受控船舶上，負責信息采集、信息傳送、信息處理、信息接收和船舶內控制的設備。移動視頻監(jiān)控終端是整個系統(tǒng)關鍵的數(shù)據(jù)來源和執(zhí)行手段之一，在整個系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，其工作狀況和功能、性能直接影響到整個系統(tǒng)的運行，是系統(tǒng)中的關鍵設備。移動視頻監(jiān)控硬件設計關鍵技術移動視頻設備采用先進的H.264 視頻壓縮格式，1 到 4 路視頻輸入， 1 路復合視頻輸出；采用專業(yè)級圖像處理芯片，4 路圖像由 4 路獨立芯片處理，互不干擾，提供最優(yōu)畫面質量。工業(yè)級別設計，采用進口專用移動視

12、頻連接器，保證產品性能穩(wěn)定性。1）、斷電保護當意外發(fā)生，船舶無法給監(jiān)控終端提供電源的情況下，要保證設備錄像完整性，以作為事故調查證據(jù)。2）、移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)電源設計船舶的電源環(huán)境非常惡劣，主要特點為：電壓變化范圍寬：電池電壓為 12V 的船舶在電池老化或者電量不足時，電壓可能降到 8V。電池電壓 24V 及其以上的船舶高電壓可以達到 36V 甚至更高。電源紋波嚴重：船舶輸出電壓紋波非常嚴重，處理稍有不慎就會把干擾引入船舶電子系統(tǒng)。表現(xiàn)在移動視頻錄像機上，就是圖像出現(xiàn)干擾條紋等。本系統(tǒng)采用移動視頻專用電源方案，具備升降壓功能， 寬電壓支持：DC+8 +36V。3）、減震設計船舶監(jiān)控終端應用在顛簸

13、、搖擺等惡劣環(huán)境下，要保證設備長期穩(wěn)定工作，對隔振技術提出有較高的要求，尤其是對存儲介質隔振技術是該系統(tǒng)重點難題。本系統(tǒng)采用經過實際應用考驗被證明非常有效的減震技術。5）、抗惡劣環(huán)境夏天溫度高，有些船舶不具備空調條件。船舶內是一個悶熱環(huán)境。測試表明，船舶內適合安裝移動視頻錄像機的地方，溫度可以達到45甚至 50；6）、錄像靈活設計當夏天溫度高或極端惡劣、意外情況下，硬盤無法工作，這時如何保存監(jiān)控錄像就成為系統(tǒng)的難題了。本系統(tǒng)硬盤機采用選配 SD 卡方式，可選雙碼流同時錄像、硬盤異常時錄像，保證即使硬盤無法工作，SD 卡仍然以稍低碼流記錄船上一切狀態(tài)。7）、可擴展設計本系統(tǒng)預留有 1 個RS23

14、2 口，1 個 RS485 口，不但可以接入云臺， 也可按客戶需求與其他設備對接。4、管理平臺移動視頻管理平臺是對所有移動視頻錄像設備和使用用戶進行 實時監(jiān)控、遠程操作的綜合管理平臺。 管理平臺是整個立體化、智能化視頻監(jiān)控和位置監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)采用 C/S 架構（服務器/客戶端），穩(wěn)定可靠。管理功能包括船舶實時跟蹤、報警中心、地理信息管理、歷史行程跟蹤、船舶中心等。視頻監(jiān)控功能包括視頻實時瀏覽監(jiān)控和報警視頻提示、錄像存儲下載和回放分析、用戶設置和管理、設備管理、系統(tǒng)管理、報警接入等。1）、船岸遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺 實時視頻：即時的視頻瀏覽，支持多畫面同時瀏覽，船舶位置信息、設備狀態(tài)、地圖展現(xiàn)等電子地圖：支持Google、MapInfo 等主流地圖顯示，任選多船舶顯示，輔以4 畫面小窗口監(jiān)控視頻，關注船舶位置信息的同時，還可對重點的船舶的視頻進行實時監(jiān)控。錄像回放：包括歷史軌跡下載回放、設備錄像下載回放等五、終端設備1、無線視頻監(jiān)控定位終端主機一體化智能無線終端是融合 3G/4G 無線通