無線視頻監控系統在治黃業務中的應用

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）

隨著數字技術、計算機技術和網絡技術的發展，遠程視頻監控作為互聯網的一種全新業務得到了飛速的發展。隨著無線技術的日益發展，無線傳輸技術應用越來越被各行各業所接受。無線監控作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶使用。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業的監控系統采用無線監控方式，建立被監控點和監控中心之間的連接。治黃業務中在黃河沿岸大堤使用無線視頻監控系統是經濟性與實用性兼備的解決方案[1]。

1 黃河水利委員會視頻監控站點接入方式選擇

隨著圖像采集技術日趨成熟，通信傳輸技術高速發展，今后治黃領域將有越來越多的視頻監視系統建設滿足流域的防汛減災、應急搶險、工程監視、水政監察等綜合業務的需求，可以提高流域防汛減災、水資源管理和水利工程管理等工作的現代化水平。

黃河需建設視頻監控的站點大部分位于黃河灘區，地處偏僻，無光纜覆蓋。所以視頻監控通信傳輸通道如果選用有線的方式，只能選擇自建光纜線路或者租用公網線路的方式，自建光纜線路實施難度較大且費用昂貴；租用公網線路需要布設視頻監控點至最近距離的公網接入點的光纜，且需要承擔每年的公網租用費用，費用也較高。

由于黃河灘區內大部分地區有居民活動，因此運營商在灘區附近布設有通信基站，灘區內有3G 或4G 網絡覆蓋。在黃河沿岸建設視頻監控點，只要3G 或4G 信號強度達到要求，即可選擇無線傳輸的方式，無需布設光纜線路即可將黃河防汛站點的圖像通過公網傳輸至監控中心。該方案不僅前期投入費用低，且無需后期維護費用。因此在黃河沿岸大堤布設視頻監控點選擇無線視頻監控系統是優選的方案。

2 3G視頻監控系統在黃河防汛業務中的應用

自2010年起黃河3G 無線傳輸視頻監視系統已經在黃河流域寧夏、內蒙古、山西、陜西、河南、山東應用了移動及固定視頻傳輸系統，取得了良好的應用效果[2]。

3G遠程視頻監視系統由無線視頻監視點、傳輸網絡和視頻監視中心組成。無線視頻監視點采集的實時信息經過傳輸網絡傳送至監視中心，實現實時監視；監視中心的各種監視指令經過傳輸網絡下達到無線視頻監視點，實現遠程控制。傳輸通道采用3G 無線接入方式。但該系統受3G 帶寬不足的限制，無法傳輸高清視頻圖像，目前3G 網絡速度快的話可以達到1M，速度慢的幾十個字節，因此只能作為輔助傳輸手段；無線信道的誤碼率比較高，特別是當終端設備處于移動狀態時，可用帶寬和誤碼率指標有較大幅度下降，可用帶寬經常發生波動，高帶寬的視頻監控數據易發生丟包，可靠性不高。

且3G 無線視頻監控系統的運行費用較高且很難下降，并且共享信道資源的公眾通信系統，在應急情況下發生局部性負荷劇增時，有可能造成不可容忍的延時甚至阻塞問題。

3 4G視頻監控系統在黃河防汛業務的應用前景

2014年12月4日，工信部給中國移動、中國電信、中國聯通三家運營商發放TD-LTE牌照。各電信運營商均在加大對4G基站的建設規模及進度[3]。

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。另外，4G 網絡不論是穩定性、費用等方面或將帶來新的突破。

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。使得黃河防汛視頻圖像無線傳輸達到高清畫質成為可能。

為研究黃河沿岸視頻監控高清圖像傳輸的實用性、可靠性，黃河水利委員會進行了4G高清圖像傳輸實驗點的建設，在壺口瀑布進行了4G 視頻監視點的建設，通過高清攝像機與4G路由器相連接，將采集到的視頻圖像通過4G移動網絡傳輸至黃河水利委員會，黃河水利委員會可在遠程實現對壺口瀑布水清實時情況進行查看，其清晰度有了極大改善，遠程觀看可達到高清的效果。且系統穩定、延時小、可靠性強。

4 新時期黃河無線視頻監控發展規劃

隨著運營商對4G基站建設范圍的增大，黃河沿河范圍4G型號的覆蓋范圍將會逐步加大，在今后無線視頻監控系統建設的過程中，可將原有的3G視頻監控系統進行改造，升級為4G視頻監控系統。在新建視頻監控點時根據現場信號測試情況優先選擇4G傳輸通道，提高黃委視頻監控的傳輸質量及時效。同時對黃河水利委員會已建的視頻監控管理平臺進行整合，實現在同一平臺上對3G、4G及有線接入方式的視頻監控點進行統一管理。具體如下：

現地視頻監控點：

固定視頻監控點可分為升級改造及新建。如原有的3G 視頻監控點現場經測試4G 信號較強，可將原有3G 路由器更換為4G路由器，同時更換流量卡。新建視頻監控點經現場測試信號強度選擇通信模式。如現場只有3G信號，則進行3G視頻監控點的安裝調試。如現場3G、4G信號均較強則優先選擇4G 通信模式，進行4G 視頻監控點的安裝與調試。

移動監控點：增加手持終端與車載終端。

手持終端：同時為沿線基層單位配備手持視頻終端，通過3G或4G網絡，方便用于單人移動與中心進行溝通，也可配置為智能手機，安裝客戶端后登錄，與中心進行交流。

車載終端：在移動的車載設備上，配置便攜式視頻終端接入視頻的輸入（攝像機）、輸出（電視或投影）設備，音頻的輸入（麥克）、輸出（音箱、功放、調音臺）。通過3G、4G網絡或衛星網絡，與中心進行交流。

監控中心：

除配備服務器、存儲設備、大屏幕之外，主要對原有的各個視頻監控管理平臺進行整合，實現在同一平臺上對黃河水利委員會視頻監控能源的統一管理。整合思路如下：原來已經建立的監控系統里，配置監控接入網關，在不用更改前端已有的監控系統的情況下，通過網絡連接原有的監控系統，用于完成前端硬盤錄像機的注冊、管理及監控視音頻的轉發。保留原有投資，將原有系統接入。同時在監控中心配備可視指揮調度平臺及高清解碼器，在監控中心可隨時與所轄下屬單位進行音視頻通話，結合監控圖像資源，與一線的單兵車載進行音視頻互通。

5 結束語

隨著運營商對4G網絡覆蓋和系統容量的增加，4G網絡覆蓋范圍將不斷擴大，使得黃河沿岸重要防汛站點4G移動視頻監控點的大規模建設成為可能。并可將4G 視頻監控應用范圍擴展至治黃事業的多個領域，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］趙勝男.3G 無線視頻監控業務發展狀況及策略分析［J］.電信科學，2010（09）：3-6.

［2］王永剛，章堅武.3G 視頻監控系統中關鍵技術的研究與實現［J］.現代電子技術，2011（19）：24-25.

［3］王華安.4G 時代高清無線視頻監控的變革［J］.中國公共安全，2014（14）：41-44.