無線視頻監控在航標中的應用分析

喬文海

摘 要：航標是保證海上船舶航行的重要設施，安全性及穩定性是保障航標正常運行的基礎。對此本次將無線視頻監控在航標中的應用作為研究對象。首先分析無線視頻監控系統及航標概念，其次探討4G網絡在無線視頻監測系統的應用，最后是航標無線視頻監控的實現方式。

關鍵詞：無線視頻監控 航標 安全

二十一世紀后進入海洋時代，人們對海洋資源進行開發，或者進行國際貿易，海上運輸行業成為一種重要的交通方式。船舶在航行過程中，可能會面臨一定的風險，需要航標進行引導，從而有效規避風險，航標運行也是保障航海安全的重要組成。近年來無線通信技術高速發展，無線視頻監控逐漸在航標中應用，其為保障航標工作正常提供有利的條件。對無線視頻監控技術在航標中的應用進行分析，有利于為海上交通運輸提供參考。

1.無線視頻監控系統及航標

無線視頻監控系統利用采集端及監控端、服務機房組成，采集端位于監控安裝位置，其中含有網絡攝像機及無線報警裝置，能夠有效實現對目標的報警及信息采集，從而實現畫面監控。監控端則是用戶接受信息及控制畫面的裝置，設備利用計算機及智能手機等實現畫面監控。服務機房保障監控系統能夠實現平穩運行，其中含有網絡服務硬盤及尋址服務器及短信服務器，該端口具有多項功能，其中涵蓋以下幾個方面。首先實現遠程監測，用戶利用監控端設備連接互聯網后實時觀察捕捉畫面。其次，實現遠程報警，利用采集端攝像機能在一定范圍內無線報警器警報信息傳輸，使信息傳輸于終端設備。最后，實現夜視功能，遠程攝像機具有紅外監測能力，在夜間無光情況下能夠正常監測，從而保障拍攝范圍并不具備死角。

航標是引導和協助艦船航行而設置的標志，具有指示性功能，有利于辨別障礙物及界限，航標主要分為固定標志、浮動標志和無線電標志，航標會受到自然環境的影響，且航道航標配置密度增加、擴展增設，相應水域助航設施和艦船密度急劇增加，航標浮體和燈器被撞受損甚至失效，不但給國家造成了大量的經濟損失，也嚴重限制了航標應急反應的時效，同時增加了航標維護人員工作量，航運安全受到極大威脅，成為目前助航維保中日益嚴重的問題。

2.4G網絡在無線視頻監測系統的應用

2.1網絡架構

航標系統利用4G技術能夠實現數字視頻及通信功能結合，利用4G通信系統及H.264高流暢視頻技術，與網絡隧道技術結合，從而構建4G網絡無線視頻監測系統。4G無線網絡視頻監控利用目前最為流行的技術，結合VPN隧道技術，從而實現數據的有效傳輸。利用視頻壓縮技術， 4G通信功能等，將遠程攝像機拍攝的數據通過算法進行合理壓縮，通過網絡將數據傳輸至中心網絡，實現對航標燈信息的監測。

2.2數據傳輸

4G視頻傳輸過程中，利用網絡基站，接入Internet廣域環境，利用基站將4G網關傳輸，數據實現雙向傳輸，設計過程中思考未來的拓展空間，在視頻監控終端預留端口，從而實現應用進一步創新。現階段能夠利用的遠程監控中心及移動監控終端，便能夠實現指令發送，切斷視頻錄制，從而節省航標燈蓄電池能量。監控中心在數據傳輸過程中，涉及到大量的數據，專線接入效果較為方便，在設計過程中，思考MSTP專線技術的配置，實現SDH平臺建設，并實現TDM及ATM、以太網業務接入及處理，統計管理節點。

2.3通信系統

4G是第四代通信技術的簡稱，是目前世界通用網絡技術，支持語音及視頻等蜂窩移動傳輸的通信技術，現階段我國支持3個4G無線接口，如電信CDMA2000、聯通WCDMA、移動TD-SCDMA。4G設備撥號上網，利用終端連接4G網絡，實現網絡傳輸，訪問公網過程中，運營商需要轉換地址，公網無法直接訪問私有網絡，使得外部設備無法連接4G設備，只有運營商內部設備撥號能夠實現對點接入。該方式既保證數據傳輸的安全性，同樣保障設備身份識別通過內部撥號完成，數據傳輸安全性進一步被保障。現階段聯通通信網絡寬帶速率較快，但費用方面電信網絡價格最低，因此選擇中國電信CDMA2000作為無線通信網絡。

3.航標無線視頻監控的實現

3.1系統架構

為實現海上航標的遠程監測，為航標管理人員提供視頻資料，使其對航標運行狀態進一步判斷，將無線視頻航標監控系統分為三個部分，即前端監控系統，網絡傳輸系統，遠程監控管理及遠程遙控系統。

首先，前端系統負責視頻采集，將視頻圖像進行壓縮，利用4G網絡將視頻發送。前端系統能利用高清攝像機聯合4G視頻服務器、高清網絡攝像機嵌入方案實現。前端視頻收集系統，利用4G網絡服務器及全景高清攝像機，4G無線視頻服務器是數據處理及傳輸設備，能夠將采集的監控視頻通過壓縮后利用網絡傳輸至視頻監控中心，為監控管理服務器提供原始數據。利用視頻檢測管理中心的操作指令實現操作。4G無線視頻技術處于工作閑置狀態下能夠進行自動休眠，控制管理中心發出指令后，4G無線視頻服務器開始工作。通過撥號網絡，與網絡連接后，對攝像機及云臺發出指令，從而傳輸視頻。為保障視頻傳輸質量，4G無線視頻服務器及高清攝像機傳輸信號單獨與電纜連接，控制線在串口獨立信號的情況下負責攝像機拍攝等動作。

其次，4G無線網絡與互聯網連接后，利用4G無線網絡實現采集視頻的傳輸，最終傳輸至航標遙測監控管理中心，傳輸線路為兩種，第一種為公共網絡傳輸，第二種為租用網絡傳輸。租用網絡傳輸效率較高，安全性能良好，但需要承擔較高的費用。利用公眾網絡輸出數據，有利于使用戶數據傳輸可靠性、私密性提升。虛擬網絡傳輸效率比光纖傳輸效率低，但兼容低廉的經濟，虛擬專網條件滿足數據傳輸的條件下，也是良性選擇。

再次，航標遙測遙控遠程監控中心負責對航標進行監控，并利用前端監控攝像機拍攝航標運行畫面，該處理中心對視頻數據進行處理。航標遙測遙控遠側監測中心，具備服務器及監控顯示器等。除具有視頻觀看及處理能力外，還設置專項服務器，使Web互聯網頁面實時監控4G無線網絡提供的視頻，能夠使管理人員掌握第一手視頻資料。航標遙測遙控遠程監控管理中心具有認證服務器，能夠實現賬號創建及去權限管理，防止不法分子登錄，并盜取航標信息。網絡作為航標遙測遙控監控視頻媒介，有利于提升中心管理能力。從而實現對每一處監控點的監視，對歷史資料進行回放，實現用戶對設備及存儲功能的統一管理，設備分布廣泛，且管理集中。

最后，航標遙測遙控無線視頻檢測系統需要具備安全性，對此所采取的措施為，用戶密碼認證，航標遙測遙控無線視頻監控系統網絡及服務器之間實現通信連接，利用用戶名加密方式實施保護措施。需要保障用戶名及密碼全部正確，才能登陸前端機，實現視頻監控，該措施為安全系統的基本保障。專用網絡及虛擬專網物理傳輸方式，保障安全性及傳輸效率。虛擬專網利用技術方式實現公共網絡的信息傳輸，虛擬專網利用隧道協議對數據進行壓縮，將數據在隧道中傳輸，實現公共網絡建設的目的。航標遙測遙控無線視頻監控網絡中，網絡內部用戶能監測視頻，其他用戶只能顯示亂碼。

3.2無線視頻監控管理模式

航標無線視頻監控管理中心為一級管理中心，視頻數據來源于各個航標的視頻管理分中心，數據通過網絡實現對整個海域的航標進行監測與管理。航標無線視頻監控管理中心具有多種功能，比如遠程圖像監視，航標管理單位遙測遙控無線視頻監測管理中心安裝網絡管理平臺，局域網中用戶利用網絡監測轄區航標。不同監控用戶根據自身監控需求切換航標監控現場，且同一監控現場可提供多人觀看。

航標具有分布廣，使用人次多等特點，安全性及穩定性較為重要。且實際航標檢測中若利用人工檢測方式將耗費大量的人力物力。檢測過程中容易對檢測人員造成威脅，因此人工檢測方式存在較大弊端。本次實踐對交通部東海航海保障中心連云港航標處進行分析，其航標監測系統較為理想，但依舊存在較大的開發空間，需不斷創新，才能保障更加理想的監控效果。

參考文獻：

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