基于3g的安全生产远程监督指挥调度系统

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1、基于 3G 移动通讯网络的 电力安全生产无线监控管理系统应用研究摘要：利用 3G 移动通讯网络，建立一套电力作业现场的远程监督、跟踪、可视化管理系统，可以随时随地发现安全隐患，及时通知前线施 工作业人员，进行整改，消除事故隐患或杜绝安全事故的发生。将以往 的事故发生后的救援或处置改变为防患于未然。足不出户就可以对安全 生产进行远程的监督、检查，提高了工作效率和信息化水平。一、一、 概述：概述： 随着我国电力事业的迅猛发展，电力系统自动化水平不断提高，对于变电站、 变电所、高压输电线路等的施工、检修、抢险等作业的安全性要求也越来越严格。 一直以来，由于电力供电线路作业存在随机性和流动性，无法安装

2、远程监控设备对 作业过程进行跟踪和监督。随着 3G 移动通讯网络的开通，使得移动无线监控的实现 成为一种可能，这对于电力行业的信息化建设时一种有效的补充和完善。在以往的 电力作业中，安全隐患随处存在，安全事故时有发生，但没有一套可靠的、有效的 监督、跟踪、管理系统，通过电力作业远程无线监控系统的建设，可以将以往的事 故出现后的救援或处置改变为防患于未然，远程的实时视频监控系统可以随时随地 发现安全隐患，及时通知前线施工作业人员，进行整改，消除事故隐患或杜绝安全事故的发生。 基于 3G 技术，建设一套功能强大，技术先进的无线远程监控系统。将远程的 音视频信息通过 3G 无线网络上传到指挥中心的流

3、媒体转发服务器，在指挥中心可 以通 过客户端软件直接监控作业现场的实时视频，根据需要，在远程调节摄像机的 视角， 旋转摄像机云台，通过控制摄像机的焦距拉近距离监控细节或推远焦距监控 全局， 和前线施工人员进行双向语音对讲，可以把现场的视频画面投影到大屏幕拼 接墙供 决策层集体观看，进行风险评估，在监控中心配备了磁盘阵列网络存储系统， 对于 每次作业的现场视频进行全程存储，便于日后的随时检索、回放和查阅，如果 出现 安全事故，可以调阅历史视频档案，分析事故原因，总结经验，吸取教训等。 除了 在指挥中心集中监控以为，各有关领导还可以通过局域网在办公室随机进行远 程视 频监控。另外，如有电力的应急抢

4、险或任何突发事件，领导们还可以通过手机 或平 板电脑在任何地方随时随地监控现场视频。 针对上述设想，我们着手 3G 移动视频设备的研发和软件开发。二、二、 系统架构和总体思想系统架构和总体思想 2.2.1 拓扑结构图安全帽式安全帽式 3G 远程监控仪实物远程监控仪实物: :2.22 所要实现的功能目标 前端摄像机采集的视频信息经过模数转换（AD 转换）和编码压缩后，通过 3G 无线网络，将信号上传到指挥中心的流媒体转发服务器，在指挥中心可以通过客户 端软件直接监控作业现场的实时视频，根据需要，在远程调节摄像机的视角，旋转 摄像机云台，通过控制摄像机的焦距拉近距离监控细节或推远焦距监控全局，和前

5、 线施工人员进行双向语音对讲，可以把现场的视频画面投影到大屏幕拼接墙供决策 层集体观看，进行风险评估，在监控中心配备了磁盘阵列网络存储系统，对于每次 作业的现场视频进行全程存储，便于日后的随时检索、回放和查阅，如果出现安全 事故，可以调阅历史视频档案，分析事故原因，总结经验，吸取教训等。除了在指 挥中心集中监控以为，各有关领导还可以通过局域网在办公室随机进行远程视频监 控。另外，如有电力的应急抢险或任何突发事件，领导们还可以通过手机或平板电 脑在任何地方随时随地监控现场视频。 2.2.32.2.3 关键技术关键技术在本系统中，集成了众多的先进技术，诸如：A/D 转换技术、音视频压缩编码技术、无

6、线通信优化技术、多通道集群捆绑技术、多线程处理技术、无线图像传输 技术、GPS 定位技术、音视频存储技术、信道动态调整技术、可靠的网络传输纠错 技术、网络编码自适应技术、分级接收技术、流媒体转发技术、数字模糊算法模型 2.2 产品设计 对于前端设备，我们设计了两种不同的类型，一种为临时搭建型手提箱式 3G 远程监控仪，一种为头戴式安全帽型 3G 远程监控仪。 从室外应用环境角度考虑，全部设备都采用了防水设计； 从临时部署，随机使用的角度考虑，我们设计了无需接线、无需设置、即插即 用的软硬件系统，携带方便、安装快捷、拆卸灵活、随机移动。 手提箱式 3G 远程监控仪用于临时部署在作业现场，对整个施

7、工环境和整体进 程做全面的远程监控，直接把摄像头固定在车顶可以实现远距离对电铁塔线路的巡检以及监视施工人员作业的规范性，我们采用了水平 360 度旋转、垂直 100 度旋转的高速球形摄 像机，完全可以满足仰视高压输电铁塔顶部作业等高空作业的需要，镜头采用了 36 倍变焦的高清摄像机，可以看清数百米之外的作业人员的施工细节。头戴式安全帽型 3G 远程监控仪用于作业人员的细节监控，主要监控近距离的 操作过程。采用了 520 线高清摄像机，可以清晰看到作业人员的每一个细节，考虑 到在电力应急、抢险等环境中，会遇到夜间作业等情况，采用了高亮度日本原装进 口白光灯，用于监控的同时，还可以辅助照明，方便人

8、员作业时有可靠的亮度。 激光定位效果：激光定位效果：手提箱式实物图：手提箱式实物图：功能特点功能特点：嵌入式实时多任务操作系统和嵌入式处理器，完全脱离 PC 平台，系统更加稳定可靠；同时支持 WCDMA 与 EVDO 3G 网络技术，考虑到 WCDMA 网络的高速率及 EVDO 网络的高覆盖率，能够在不同环境下达到更 好的使用效果。支持设备指示灯查询3G 信号强度；常亮、慢闪、快闪表示信号由好到差。支持设备指示灯查询3G 网络状态；常亮为中国电信 EVDO 网络，慢闪为中国联通 WCDMA 网络。支持3G 语音对讲，输出声音能直接带动5W 的喇叭，声音洪亮清晰，使合于室外嘈杂的环境使用。基于

9、H.264视频处理技术，经过独有的优化压缩处理技术，可在3G 网络上,以最高可达每路图像30帧/s(NTSC)或25帧/s (PAL)的速度，全实时传送高清晰画质。支持超低码率，支持网络带宽自适应。独有的可靠连接技术，在2G 网络条件下保障视频流畅传输。支持设备指示灯摇杆或远程控制智能摄像机，实现指挥中心与设备指示灯监看两不误。多用户集群管理，每台设备既是网络中的传输单元又可作为相对独立的服务器单元。采用嵌入式结构设计，内置硬件狗，保证系统运行稳定可靠支持 VPDN 拔号方式及 L2TP 的加密算法，直接进入专线网络；支持设备指示灯实时侦测备用电源电量情况，亮量表示电量充足，可工作612小时；

10、慢闪表示电量中等，可工作16小时；慢闪表示电量弱；可工作0.21小时支持 GPS 定位数据功能，GPS 定位信息随视频图像一起传输到客户端，并显示在客户端软件的电子地图上面；当前位置、移动速度、轨迹回放等支持 SOS 一键报警功能，第一时间可以将警情上报给指挥平台；配合客户端联动配置功能，可以弹出视频或打开声音功能。系统特点：系统特点：支持 VPDN 服务支持有线网络视频传输（如 ADSL、光纤网络等）和系统融合支持设备指示灯化数据存储客户端支持数据存储监控中心支持数据存储通过升级支持设备指示灯高清晰监控和控制工作模式：正常观察模式：352288或704576，每秒125帧，一般情况延时小于3

11、秒传输单元：采用箱式结构，包含1卡单路3G 无线视频采集传输终端、吸盘式摄像机、麦克、音箱、GPS 定位、9英寸液晶显示器、摇杆控制器，21AH 大容量锂电池、充电器。监控管理系统：完善、高效、移动性极强且性价比极高的远程无线视频监控管理系统，该系统融合了3G 无线网络数据通讯和网络传输功能、H.264数字视频编码功能，并进行优化；利用运营商的网络和 Internet 网络的优势，使用户无论在何时、何地都可以迅速地与该系统连接，方便地实现远程监控管理和调度指挥。从设备的整体外观来看，所有设备都集中在一个精致的手提箱内，便于施 工途中随身携带，也利于平 时的储存和保管，设备的使用也非常便捷，无需

12、接线， 不用设置，即插即用，部署灵活，头戴式设备采用 了防水航空插头，只要带上帽子 对接插头即可，方便使用。三脚架设备到达现场后可以在一分钟之内完成 部署，只 需把 3G 监控仪扣到三脚架上就可以使用了，安装、使用都非常方便。远程喊话 3G 指挥仪 除了具备视频传输功能之外，还具备双向音频对讲系统， 监督管理部门在远程监控中发现问题可及时通过 无线 3G 系统通知施工部门或个 人，可以高保真扩音播放上层的指示和下达命令。另外，在新产品里 还设计了本地话筒喊话功能，可以在施工现成扩音播放施工管理人员的讲话等等。三：系统整体性能及使用效果三：系统整体性能及使用效果3G 视频传输性能来看，也是比较流

13、畅，最高速度每秒 25 帧，最低 8 帧，平时 在 CIF 分辨率下传输，需要高清画面的时候可以切换到 D1 画质。分辨率：最大可 以达到 704*576，最小 160*120，默认：355*240；对于头戴式设备，可以进行双向 语音对讲，拾音器灵敏度高，音质清晰，延迟较小，可以和前端作业人员进行双向 语音交流。 远程实时浏览：软件系统功能软件系统功能：远远程程图图像像传传输输系统采用标准的 TCP/IP 协议，可应用在局域网、广域网和无线网络之上。视频服务器提供 RJ-45 以太网接口，可直接接入局域网交换机或者 HUB 上，同时，设备可任意设置网关，完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环

14、境。监控中心安装视频监控服务器，局域网中的授权用户可通过 IE 浏览器监控远程现场。可将全区或全市的坝口联成一个网络，通过授权各级领导可通过网络对任一前端情况进行监控，不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。远远程程设设备备监监控控监控用户可分配给不同的控制权限。控制权限高的用户可优先对设备进行控制，如控制云台转动选择监视区域对象；调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果；还可以对指定的其他现场设备开关进行控制等。多多画画面面监监视视系统具有在同一客户终端上同时监视四路、八路或者十六路前端图像的功能。用户点击某一路图像时

15、可放大实时监控。多多画画面面轮轮巡巡监控用户可将监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换，也可在一个图像框内轮巡显示全部的摄像机画面。画面切换间隔时间可灵活设置，画面间隔时间可调节。控控制制优优先先权权机机制制管理机制完善，可以给不同级别的用户分别分配相应的控制权限。录录像像与与回回放放采用分布式存储管理技术，实现存储的层次化、网络化，具有计划、联动、手动等多种录像方式，录像检索和回放方便快捷。计划录像：系统管理员可设定多个时间段对多个监控前端的图像进行录制，图像数据保存在图像监控系统服务器的硬盘上。定时方式可选择单次录像和每天定时录像，各个时段可以单独设置。录像速度可以调节。报警自动录像：若

16、某一报警探测器布防时选择录像功能，则当该报警探测器有报警发生时，自动进行录像，录像时间用户可以事先设定，录像速度也可以调节。报警自动录像文件保存在图像监控系统服务器的硬盘上。手动录像：监控终端用户可根据需要随时选择系统各个监控前端进行录像控制，图像数据保存在客户端本地的硬盘上。录像回放：用户可以按时间、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料，可以用软件内置的播放器进行播放。每路 25 桢/每秒回放，可扩大到满屏，支持四画面回放，采取正反向播放，快放慢放快进快退单桢播放多文件连续播放。录像管理：录像硬盘空间：录像空间管理采用自动循环覆盖的方式，即可根据用户的需求保存相应时间段的文件，过时的记录将被自动删除。录像文件备份：录像文件可以有选择地备份到光盘或网络硬盘，以便重要录像的长期保存。录像文件删除：可以随时将没有保存价值的录像文件手动给以删除。硬盘容量提示：提供可用磁盘存储剩余空间容量提示，当达到预警位置，在服务器端将会有磁盘容量不足的提示。手手动动抓抓图图功功能能