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1、移动高速公路安全生产施工现场远程无线视频监控解决方案引言由于高速公路线性特点、投资规模、供电及传输通道等因素的限制，监控系统布设密度非常有限，存在很多监控盲区。如何充分利用现有无线网络资源突破地理距离的限制， 实现对远程监控路段和地区的实时视频信息传输实现管理者远程指挥、调度交通异常事件最大限度地减少突发事件造成的损失，是高速公路信息监控急待解决的问题。无疑远程无线视频监控系统是有效的解决途径。摄像机为了满足用户把高清晰的声音/视频数据远程传输而专门设计的音视频编/解码设备，该产品充分考虑远程监控需求的特点，结合了我公司在视频技术方面的优势和最新IT技术。旨在为用户提供一个专业的、高性价比的远
2、程视频解决方案。应用3G传输产品可以在无需任何动土工程的情况下非常简单的实现模拟CCTV向网络视频系统升级。先进的IT技术保证所有硬件24小时无间断工作，异常自动恢复功能保证即使出现任何人为、意外、技术中断设备也能立即重新工作或者自动连接，可通过远程网络进行控制管理、升级、实现了远程管理维护，极大的方便了工程商的维护和用户的使用。采用摄像机和3G无线传输模块构成的远程监控系统，为管理部门提供了一套有效的道路工地监管工具。对促进和规范建筑工地经营活动，加强对工地及周边场所管理，改善建筑企业安全防护起到了积极作用。 需求分析根据高速公路建筑工地的特点，及整个系统的实际情况。我们对整个系统进行了详细
3、的分析，总结出了大型建筑工地监控管理系统应具有如下的功能要求：1.系统技术水平先进、运用现代监控技术。2.系统具有可升级性和可扩容性。3.系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。4.可实现24小时不间断监视。5.系统基于B/S体系构成。6.视频码率连续可调，帧率连续可调，音频码率可调。7.系统支持多种协议(TCP/IP, ARP, ICMP, FTP, DHCP, HTTP，PPPOE，DNS，组播)。8.中心可进行实时视频预览、配置、控制。9.视频帧率、码率可根据带宽自动调节，不影响建筑工地正常业务使用带宽。 10当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。11.在
4、报警时能自动切换录像。12.能实现语音对讲。13.系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。14.能实时叠加建筑工地相关信息，工人工作状态，以及与其他设备的连接。利用现有网络建立数字化视频监视系统可以为用户节省投资、提高系统的开放性以及带来额外的投资回报。通过将视频数字化、网络化，网络内部/外部的权限使用者可以通过网络随时、随地观看现场清晰的视频图像和录像。设计思想：方案设计的基本目的是满足用户的要求，并且尽量利用现有资源，节省建设成本，同时必须满足系统技术成熟稳定，技术在未来一段时间内保持先进，且操作方便灵活。本设计在实用的基础上，充分发挥系统的先进性、成熟性、可靠性和可扩展性，充分考虑用户
5、的需求，兼顾整体效益和前期投资，照顾长远利益，最大限度地发挥用户投资效益。 1）分布式系统结构：基于本系统需求和方便的可扩展性，采用分布式系统结构可以更好的将各的监控点信号通过宽带接入到INTENET，统一传到监控中心。实现方式是以数据库为中心，以网络为主干，以系统的网络设备和前端摄像机为节点，组成一个基本的数字监控系统。2）实用性：本方案采用的主要技术和产品，具有成熟、稳定、实用的特点，完全满足应用、技术开发及信息管理的需求，在中国有实例，开发厂商在中国，本地武汉有办事机构，有足够的备品，有良好的信誉、服务和多方面的技术支持。3）先进性：本方案建立在自主开发的具有世界一流水平的控制平台上，采
6、用了信息流控制、网络均衡和操作系统底层控制的核心控制技术，具有分层处理、信息优先级控制、信息队列、均衡负载等先进技术，保证平台下各子系统可以紧密配合，与其它子系统可以互连和集成，提供强大的系统集成功能。而控制核心有稳定可靠、效率高、速度快等特点。本系统代表了目前网络视频应用的最先进成熟技术和今后一段时期的发展方向。3）灵活性：系统采用基本组网方式为TCP/IP，是目前广域网和本地网都通用的组网方式，保证了本系统和所有设备在网络的基础上可以平滑地过渡到新的网络化、数字化、多种用途、集中监控，分级管理的方式，而网点、控制点、设备可方便地实现数量的增减、控制逻辑的改变。5）稳定性：本系统具有独特的联
7、网管理功能，严格控制带宽，保证网络传输的顺畅；管理、操作权限的分级实现，保障管理的统一、规范；信息流分层，保证基本信息畅通。强大的设备管理、实时状态监控、自我诊断、远程恢复等功能，可保障系统长期稳定运行； 6）可扩展性：系统预留开放的接口以便扩充之用；控制部件（软、硬件）采用模块式结构、内部总线化，控制协议接口等技术措施，可以方便灵活进行扩充和裁减，保证未来的适应性；本系统还支持国际工业标准控制协议，在将来的设备选择和选型上有更多的选择和空间。这是许多其他系统所不能做到的。7）安全性：本方案采用的是高安全机制，128位随机密钥，密码和安全验证符合国家和行业标准。前端网络摄像机设备置于安全访问机
8、制的保护之下。8）易用性：采用B/S方式，网络用户可以在任何电脑上通过经过授权，进行管理和监控操作。系统基于优良的操作平台，模块式设计，全部采用图形化界面，操作简单，界面人性化，对操作人员没有特殊的专业要求。3G视频监控技术简述1.3G视频监控概述随着移动通信技术的发展和3G时代的到来，移动通信数据网络为监控视频数据的传输提供了更好的传输条件。无线网络视频监控技术，在有线视频监控技术的基础上，迅速发展成为视频监控应用领域的另一重要分支，并根据行业应用的不同需求，提供各种类型的服务。目前，众多的行业用户应用，如建筑工地，高速公路工地，通信工程、平安工程、城市交通系统的道路监控、检验检疫部门的电子
9、监管视频系统。这些特殊行业用户对监控系统的要求很高，不仅需要视频监控系统为其提供实时、清晰的有线图像、保存完好的数据、迅速响应的云台控制等，还增加了对无线视频采集（如各种环境下工地，交通巡逻、平安城市移动巡逻、城管移动巡逻与执法等）及移动视频的观看、控制方面的要求。往往在许多特殊的应用环境，有线监控部署的成本很高甚至根本无法部署，在这样的环境中3G无线视频监控就有了很大的用武之地，目前无线视频监控的应用需求在通信运营商、公交、公安、交通、城管、电力、金融押运、现场勘查等行业领域有着广泛的应用需求。2.视音频监控应用特点3G视音频监控传输系统融合了3G技术、视音频编解码技术、数字加解密技术、网络
10、传输技术。凭借无线性、移动性、便携性、高带宽、高清晰、双向性等优点，对数字图像和声音通过多路3G无线链路进行高清晰处理和流畅传输，能够广泛应用在公安现场勘察车辆、应急指挥系统、海事巡逻、公交地铁车辆、水闸航道监控、交通执法、市容城管执法、水利防汛、森林防火、金融押运、远程保险定损、景区管理等诸多有线监控难以部署的领域。 3G网络是移动运营商所建的全社会覆盖的巨型网络，利用运营商建设的现有无线网络传输移动视频图像和声音，有以下显而易见的优势：地理位置广，只要在手机信号能覆盖的位置就能传输视音频初始投资低，省去了基站建设的建设和维护的高额费用，从全社会角度看可以避免大量单位重复建设基站，从而节省了
11、社会资源。通讯资费便宜，手机链路的通信资费相比卫星等传输方式，资费具有极大的优势，同时通过参加套餐、预存话费等方式还能够大幅降低运营通讯费。从而使无线视频监控纳入日常业务而成为可能。第2部分设计方案（3G无线视音频传输系统）通过多条3G链路捆绑，即3G无线链路集群，实现的无线音视频监控系统能够汇总捆绑多条链路的带宽，实现单条链路无法实现的高清晰的视频传输清晰度。以目前的图像编码技术，200KBPS以下的传输带宽速率，仅能做到QCIF图像传输（176*144），其视频清晰度一般无法满足基本的视频监控需求。需要做到清晰的监控视频，视频格式至少要达到CIF（352*288），要达到较好的监控效果还必
12、须能够达到较高的帧率，要达到25帧/S，对监控人员来说才感觉比较流畅。3G无线链路通道包含上行和下行两个方向的传输通道，无线视频应用，需要控制中心实时监控无线监控点的视频和音频，需要无线监控点的图像和声音持续的传送到监控中心，因此主要使用的是无线链路的上行通道。经过实际测试，通过中国移动所运营的3G网络链路，理论传输速度为下载3.1M，上行1.8M。经过实际测试，单条链路上传速率可达300-600K左右，采用2条或以上链路集群技术，可达到600K-1M左右带宽，传输数字视频图像可做到CIF（352*288） 25帧每秒的效果。并且在传输图像信号的同时，声音信号也可以同步流畅的进行传输。系统应用
13、优势无线应用，“随时，随地，按需监控”随着现代监控的发展，往往在很多环境下有线接入成本较高，或根本无法接入。此时采用本系统，相对于有线监控具有难以比拟的优势。真正能够做到“随时，随地，按需监控”，从此不再受空间的限制。功能集成，充分利用网络资源常规的解决方案都是将上述的功能利用多个系统来实现，造价高且以后的扩充和升级不方便。本方案利用现代计算机网络技术的先进性，将多个功能集成起来，不仅充分利用了网高速准确的优点，同时也容易将各种服务需求集成于Intranet，体现了先进性和经济性。 优秀的图像品质采用先进的H.264编解码技术，图像清晰、自然。3G终端本地监控和录像可达到高清晰度分辨率7045
14、76像素（D1格式），监控中心可达到的监控和录像的标准分辨率352288像素（CIF格式）。图像无闪烁，连续性好，真正能够达到标准图像帧率25帧/秒（PAL制式）。系统结构灵活采用标准的组网方式，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，满足多个用户的需要，可以组成多级监控系统。可扩容性强采用模块化设计，能够平滑实现端局扩容、中心扩容和分控台扩容。无论单级扩容或多级扩容都可以充分利用前期资源，降低扩容投入成本。易操作性控制界面、菜单全为中文，人机交互式图形界面，用户可以非常迅速地熟悉操作软件的使用。设计依据：工业电视系统工程设计规范GBJl
15、l587远动设备终端通用技术条件GB/T16435-1996中华人民共和国安全行业管理规范软件工程国家标准中国电气安装工程施工及验收规范安全防范工程程序与要求GA/T75-94安全检查防范系统通用图形符号GA/T74-94社会公共场所安全防范工种设计规范民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92 公安部、公安厅技防办有关文件规定。中华人民共和国公共行业标准（GA/T70-94）安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）电气装置安装工程施工及验收规范（BGJ232.90.92）民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198-94）民用工业建筑电气设计规范（GJT16-92）电视系统视频指标（CCTR RECOMMENDATION 472-3）系统设计:项目需求：监管部门可以通过INTERNET网络客户端看见远程高速公路施工情况和实时画面，对工地进行有效的安全管理，保证监控图像实时回传并且保存在监管部门服务器上，高速公路工地监控复杂性要求必须使用移动3G网络，摄像机使用三星600线30倍变焦宽动态低照度的高速球，要能够根据现场情况实时推进（需要移动树杆）全部供电通过太阳能供电。 结合项目需求系统设计图如下：系统网络拓扑图
