无线视频监控系统在治黄业务中的应用

2015-08-09史月华秦文海袁卫宁陈晓明

河南科技 2015年12期

史月华秦文海袁卫宁陈晓明

（黄河水利委员会信息中心，河南郑州 450003）

随着数字技术、计算机技术和网络技术的发展，远程视频监控作为互联网的一种全新业务得到了飞速的发展。随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线监控作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户使用。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线监控方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。治黄业务中在黄河沿岸大堤使用无线视频监控系统是经济性与实用性兼备的解决方案[1]。

1 黄河水利委员会视频监控站点接入方式选择

随着图像采集技术日趋成熟，通信传输技术高速发展，今后治黄领域将有越来越多的视频监视系统建设满足流域的防汛减灾、应急抢险、工程监视、水政监察等综合业务的需求，可以提高流域防汛减灾、水资源管理和水利工程管理等工作的现代化水平。

黄河需建设视频监控的站点大部分位于黄河滩区，地处偏僻，无光缆覆盖。所以视频监控通信传输通道如果选用有线的方式，只能选择自建光缆线路或者租用公网线路的方式，自建光缆线路实施难度较大且费用昂贵；租用公网线路需要布设视频监控点至最近距离的公网接入点的光缆，且需要承担每年的公网租用费用，费用也较高。

由于黄河滩区内大部分地区有居民活动，因此运营商在滩区附近布设有通信基站，滩区内有3G 或4G 网络覆盖。在黄河沿岸建设视频监控点，只要3G 或4G 信号强度达到要求，即可选择无线传输的方式，无需布设光缆线路即可将黄河防汛站点的图像通过公网传输至监控中心。该方案不仅前期投入费用低，且无需后期维护费用。因此在黄河沿岸大堤布设视频监控点选择无线视频监控系统是优选的方案。

2 3G视频监控系统在黄河防汛业务中的应用

自2010年起黄河3G 无线传输视频监视系统已经在黄河流域宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东应用了移动及固定视频传输系统，取得了良好的应用效果[2]。

3G远程视频监视系统由无线视频监视点、传输网络和视频监视中心组成。无线视频监视点采集的实时信息经过传输网络传送至监视中心，实现实时监视；监视中心的各种监视指令经过传输网络下达到无线视频监视点，实现远程控制。传输通道采用3G 无线接入方式。但该系统受3G 带宽不足的限制，无法传输高清视频图像，目前3G 网络速度快的话可以达到1M，速度慢的几十个字节，因此只能作为辅助传输手段；无线信道的误码率比较高，特别是当终端设备处于移动状态时，可用带宽和误码率指标有较大幅度下降，可用带宽经常发生波动，高带宽的视频监控数据易发生丢包，可靠性不高。

且3G 无线视频监控系统的运行费用较高且很难下降，并且共享信道资源的公众通信系统，在应急情况下发生局部性负荷剧增时，有可能造成不可容忍的延时甚至阻塞问题。

3 4G视频监控系统在黄河防汛业务的应用前景

2014年12月4日，工信部给中国移动、中国电信、中国联通三家运营商发放TD-LTE牌照。各电信运营商均在加大对4G基站的建设规模及进度[3]。

4G 技术在通信技术中属于一种全新的概念。它集3G 与WLAN 技术于一体，能够高质量地传输视频图像，图像传输质量能达到高清电视画质的程度。4G 技术的下载速度可达到100Mbps，上传的速度也可达到20Mbps，比目前的拨号上网方式快10 倍左右。它可以提供更加稳定和高速的无线移动网络，理论的下载峰值可达到每秒百兆左右，传输一个视频监控文件可能仅需几分钟时间。4G 技术可以轻松满足高清无线视频监控对于带宽的要求。另外，4G 网络不论是稳定性、费用等方面或将带来新的突破。

4G 技术具有高带宽、可移动性的优点，可实现对黄河流域视频高清图像的实时传输，大大提高监控画面质量，弥补现有3G 移动视频传输系统带宽不足、传输画面质量只能达到标清的缺憾。使得黄河防汛视频图像无线传输达到高清画质成为可能。

为研究黄河沿岸视频监控高清图像传输的实用性、可靠性，黄河水利委员会进行了4G高清图像传输实验点的建设，在壶口瀑布进行了4G 视频监视点的建设，通过高清摄像机与4G路由器相连接，将采集到的视频图像通过4G移动网络传输至黄河水利委员会，黄河水利委员会可在远程实现对壶口瀑布水清实时情况进行查看，其清晰度有了极大改善，远程观看可达到高清的效果。且系统稳定、延时小、可靠性强。

4 新时期黄河无线视频监控发展规划

随着运营商对4G基站建设范围的增大，黄河沿河范围4G型号的覆盖范围将会逐步加大，在今后无线视频监控系统建设的过程中，可将原有的3G视频监控系统进行改造，升级为4G视频监控系统。在新建视频监控点时根据现场信号测试情况优先选择4G传输通道，提高黄委视频监控的传输质量及时效。同时对黄河水利委员会已建的视频监控管理平台进行整合，实现在同一平台上对3G、4G及有线接入方式的视频监控点进行统一管理。具体如下：

现地视频监控点：

固定视频监控点可分为升级改造及新建。如原有的3G 视频监控点现场经测试4G 信号较强，可将原有3G 路由器更换为4G路由器，同时更换流量卡。新建视频监控点经现场测试信号强度选择通信模式。如现场只有3G信号，则进行3G视频监控点的安装调试。如现场3G、4G信号均较强则优先选择4G 通信模式，进行4G 视频监控点的安装与调试。

移动监控点：增加手持终端与车载终端。

手持终端：同时为沿线基层单位配备手持视频终端，通过3G或4G网络，方便用于单人移动与中心进行沟通，也可配置为智能手机，安装客户端后登录，与中心进行交流。

车载终端：在移动的车载设备上，配置便携式视频终端接入视频的输入（摄像机）、输出（电视或投影）设备，音频的输入（麦克）、输出（音箱、功放、调音台）。通过3G、4G网络或卫星网络，与中心进行交流。

监控中心：

除配备服务器、存储设备、大屏幕之外，主要对原有的各个视频监控管理平台进行整合，实现在同一平台上对黄河水利委员会视频监控能源的统一管理。整合思路如下：原来已经建立的监控系统里，配置监控接入网关，在不用更改前端已有的监控系统的情况下，通过网络连接原有的监控系统，用于完成前端硬盘录像机的注册、管理及监控视音频的转发。保留原有投资，将原有系统接入。同时在监控中心配备可视指挥调度平台及高清解码器，在监控中心可随时与所辖下属单位进行音视频通话，结合监控图像资源，与一线的单兵车载进行音视频互通。