基于4G的視頻監控系統在黃河防汛業務中的應用

史月華 秦文海 袁衛寧 陳曉明

(黃河水利委員會信息中心,河南 鄭州 450003)

基于4G的視頻監控系統在黃河防汛業務中的應用

史月華 秦文海 袁衛寧 陳曉明

(黃河水利委員會信息中心,河南 鄭州 450003)

本文主要介紹基于4G公共傳輸網絡的無線視頻監控系統是如何構成的,以及其在黃河防汛站點的應用情況。

4G;無線視頻監控;黃河防汛

隨著無線通信技術的日益發展,傳輸帶寬不斷提高,通信終端的實時信息處理能力飛速增強,無線多媒體應用日漸成為業內關注的焦點,也成為人們的必然需求。基于多種無線傳輸手段的移動視頻監控以其特有的靈活性已成為視頻監控新的發展方向。在黃河流域沿河重要防汛站點,基于無線傳輸的視頻監控解決方案是經濟性與實用性兼備的解決方案。

自2010年起黃河3G無線傳輸視頻監視系統已經在黃河流域全河范圍內得到了應用,取得了良好的應用效果,但該系統受3G帶寬不足的限制,無法傳輸高清視頻圖像。

1 4G技術簡介

4G技術在通信技術中屬于一種全新的概念。它集3G與WLAN技術于一體,能夠高質量地傳輸視頻圖像,圖像傳輸質量能達到高清電視畫質的程度。4G技術的下載速度可達到100Mbps,上傳的速度也可達到20Mbps,比目前的撥號上網方式快10倍左右。它可以提供更加穩定和高速的無線移動網絡,理論的下載峰值可達到每秒百兆左右,傳輸一個視頻監控文件可能僅需幾分鐘時間。4G技術可以輕松滿足高清無線視頻監控對于帶寬的要求。高清無線視頻監控對于帶寬的要求,以720P實時視頻為例,采用標準H.264MainProfile壓縮算法的高清網絡攝像機至少需要2Mbps才能獲得“高清”的視覺效果,而1080P全實時視頻則需6Mbsp以上,3G顯得“力不從心”。4G網絡上行速率為20Mbps,下行速率能達到100Mbps,如果有足夠的基站,而一個基站同時工作的用戶不多時能夠有效支持高清網絡攝像機的實際應用［1一2］。

4G技術具有高帶寬、可移動性的優點,可實現對黃河流域視頻高清圖像的實時傳輸,大大提高監控畫面質量,彌補現有3G移動視頻傳輸系統帶寬不足、傳輸畫面質量只能達到標清的缺憾。4G技術使得黃河防汛視頻圖像無線傳輸達到高清畫質成為可能。

2 4G無線監控系統組成

本系統建設主要包括三個部分：現地站點建設、傳輸通道的選擇、監控中心建設。

現地站點建設：主要由攝像機、4G無線傳輸設備組成。視頻信號通過4G無線網絡傳輸至監控中心。

前端設備可選擇兩種方式,其一主要通過4G高速球機采集圖像信息,通過內置的4G傳輸模塊將采集的圖像信息進行上傳。第二種主要由高清球機采集圖像信息,然后連接4G路由器將視頻信息進行上傳。

信息傳輸通道：隨著各個電信運營商均在加大對4G基站的建設規模及進度,4G網絡覆蓋范圍將不斷擴大。在進行視頻監控站點建設時,可根據對現場各運營商4G信號的強弱情況選擇4G信號較強的運營商。

監控中心：主要由監控管理平臺、服務器、客戶端、高清解碼器、大屏幕等組成。

視頻管理平臺：監控中心視頻管理平臺具備視頻瀏覽、控制、存儲等基本業務功能外,還具有系統用戶管理、設備管理、控制管理、存儲管理、調度管理、告警管理等系統管理功能,實現對現地站點的集中、統一管理。

客戶端：支持多用戶同時多畫面瀏覽的視頻瀏覽窗口,用來播放前端數字視頻服務器傳輸的音視頻和圖片,以起到實時監控的作用。

同時在監控中心配備管理服務器、轉發服務器、存儲介質等實現對圖像信息的管理、轉發及存儲。并配備高清解碼器與大屏幕相聯,供遠程指揮時進行直觀查看現場圖像,進行輔助決策。

圖1 4G視頻監控系統結構示意圖

3 系統優缺點

4G視頻監控系統與其他無線視頻監控相比最顯著的優點是傳輸圖像質量高,4G網絡擁有足夠大的網絡帶寬、支持多路視頻傳輸,可實現1080P高清圖像。我們在壺口瀑布安裝了3G及4G兩種無線視頻監控系統,將其傳輸至黃委的圖像進行對比如下：

由以上圖像看出,4G網絡傳輸至黃委的圖像比3G網絡傳輸圖像的清晰度大大提升。

缺點：目前4G網絡覆蓋區域有限,一般公網4G受基站覆蓋影響,不能保證100%的穩定。流量費用相對較高。

4 結束語

隨著運營商對4G網絡覆蓋和系統容量的增加,可將4G視頻監控應用范圍擴展至治黃業務的多個領域,如應急搶險、防汛調度、水政監察、工程建設等,為治黃的視頻需求提供高帶寬、高可靠性、靈活多樣化的服務。

［1］林鑫顯.基于4G無線傳輸的視頻應用體系的研究與分析［J］.電信工程技術與標準化,2015(06):55一58.

［2］鄭海英,徐忱.基于H.264依托4G網絡實現高清視頻通信［J］.信息通信,2015(05):71一74.

APPlication of 4G Video Monitoring System in the Yellow River Flood Control Business

Shi Yuehua Qin Wenhai Yuan Weining Chen Xiaoming
(Information Center of Yellow River Conservancy Commission,Zhengzhou Henan 45003)

This paper mainly introduces the composition of wireless video monitoring system based on 4G public transport network and its application in the Yellow River flood control business.

4G;wireless video monitoring system;yellow River flood control

TN929

A

1003一5168(2015)07一0028一2

2015一6一27

史月華(1979.10一)女,碩士研究生,工程師,研究方向:視頻監控系統的設計施工及相關業務應用系統的開發工作。