基于3G的車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

西咸北環(huán)線是《關(guān)中-天水經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》確定的交通建設(shè)重點(diǎn)工程，是陜西省“2367”高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要聯(lián)絡(luò)線。項(xiàng)目位于關(guān)天經(jīng)濟(jì)區(qū)核心區(qū)域，與連霍線、京昆線、包茂線、福銀線及省級(jí)咸旬線等8條放射狀國(guó)家高速公路相交，并與國(guó)道312、310及省道208等干線公路連通，路線全長(zhǎng)121.9公里，其中橋梁28978米，互通立交17處，總投資128.8億元。

在西咸北環(huán)線高速公路建設(shè)中，因里程長(zhǎng)、工期短、監(jiān)理人員和管理人員緊張的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，為避免建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位對(duì)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)管理在時(shí)間和空間方面管理的缺陷，在實(shí)際工程建設(shè)中，設(shè)置了全線重要工程的固定點(diǎn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，用于保證施工質(zhì)量和進(jìn)度。

為彌補(bǔ)固定點(diǎn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)非全程化的不足，實(shí)現(xiàn)快捷、直觀全面、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理高速公路建設(shè)項(xiàng)目，保證施工質(zhì)量、施工安全、施工進(jìn)度，配備了3G車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以便對(duì)在建高速的及時(shí)調(diào)控和決策。車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)下提高高速公路施工管理手段的一種重要舉措[1]。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括：車載硬件部分（移動(dòng)巡查車）、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及管理系統(tǒng)軟件三大部分組成。車載硬件部分主要負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾硖幈O(jiān)控中心服務(wù)器上。所有移動(dòng)視頻車的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是通過(guò)Tcp/Ip的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，設(shè)定固定的IP地址，將視頻數(shù)據(jù)以最佳的碼流傳輸?？梢圆捎弥鞔a流和輔碼流兩中心協(xié)議，主碼流用于各級(jí)有固定寬帶的管理用戶電腦端查看，輔碼流用于手機(jī)管理用戶查看。管理軟件采用B/S架構(gòu)，監(jiān)控中心的視頻服務(wù)器接收各移送視頻車的發(fā)送信號(hào)，各級(jí)權(quán)限用戶通過(guò)WEB瀏覽器或者客戶端訪問(wèn)，實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況并可以查看回放錄像。

二、車載硬件部分

移動(dòng)車載視頻系統(tǒng)硬件部分包括：一體化云臺(tái)攝像機(jī)、車載監(jiān)視器、云臺(tái)攝像機(jī)控制鍵盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)。

（1）高清云臺(tái)攝像機(jī)：牢固置于車頂，適用于室外工作環(huán)境，要求滿足工作溫度為-30℃～60℃；根據(jù)實(shí)際需要，要求旋轉(zhuǎn)角度為垂直0°～80°水平0°～360°。為適應(yīng)車載使用，要求輸入電壓為12VDC，使用移動(dòng)車輛蓄電池直流供電。

（2）車載監(jiān)視器：彩色液晶顯示器，安裝穩(wěn)定、節(jié)省空間，輸入電壓為12VDC，使用移動(dòng)車輛蓄電池直流供電。

（3）云臺(tái)攝像機(jī)控制鍵盤(pán)：外觀小巧精制，適宜在手上或臺(tái)面上操作，1、2、3、4數(shù)字按鍵可自由組合多個(gè)預(yù)置位。三維操作搖桿，操作快捷方便。

（4）網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)：采用標(biāo)準(zhǔn)的H.264MP視頻壓縮算法和獨(dú)有的時(shí)空濾波算法，實(shí)現(xiàn)了高畫(huà)質(zhì)、低碼率的同步音視頻監(jiān)控；采用TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸能力和遠(yuǎn)程操控能力。既可本地獨(dú)立工作，也可連網(wǎng)組成一個(gè)強(qiáng)大的安全監(jiān)控網(wǎng)，配合專業(yè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)軟件，充分體現(xiàn)出其強(qiáng)大的組網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。

三、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及軟件

通信采用無(wú)線傳輸方式，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行傳輸。采集到的現(xiàn)場(chǎng)視頻通過(guò)3G無(wú)線傳輸?shù)綄Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上。在監(jiān)控指揮中心設(shè)置監(jiān)控工作站，用來(lái)遠(yuǎn)程監(jiān)視施工現(xiàn)場(chǎng)，控制前端車載高清云臺(tái)攝像機(jī)。其它有權(quán)限的用戶可通過(guò)WEB網(wǎng)頁(yè)瀏覽視頻，控制前端攝像機(jī)。

監(jiān)控中心與車載終端通信的接入方式上可采用專線接入。在安全性方面由于與外網(wǎng)有連接，設(shè)計(jì)中采用代理服務(wù)器將外網(wǎng)與中心內(nèi)部的局域網(wǎng)進(jìn)行隔離。在系統(tǒng)擴(kuò)充方面，由于采用網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)設(shè)備的擴(kuò)充以及與其他系統(tǒng)的接口實(shí)現(xiàn)。

（1）車載視頻主機(jī)：考慮到無(wú)線傳輸帶寬，采用兩路視頻傳輸，即雙卡無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（編碼器），捆綁了雙無(wú)線數(shù)據(jù)卡的嵌入式無(wú)線視頻服務(wù)。

（2）壓縮格式：采用先進(jìn)H.264壓縮編碼方式。雙路無(wú)線信道的捆綁技術(shù)和靈活的信道動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)以及可靠的智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸糾錯(cuò)技術(shù)，可以保證視頻信號(hào)清晰流暢。

（3）網(wǎng)頁(yè)客戶端：客戶端的監(jiān)視器畫(huà)面可以1路或多畫(huà)面顯示，本地錄像可以受控啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)、定時(shí)啟動(dòng)，可以定時(shí)多速同步回放、快速檢索定位。

四、管理系統(tǒng)及報(bào)警機(jī)制

車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟件管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)分為管理處總監(jiān)辦監(jiān)控中心、駐地辦、合同段三級(jí)監(jiān)控模式，各級(jí)監(jiān)控管理部門(mén)憑用戶名和密碼在客戶端或者WEB瀏覽器登陸可以進(jìn)行監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻錄像查看，可以調(diào)用前期錄像。對(duì)于質(zhì)量問(wèn)題的視頻信息，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，駐地辦直接責(zé)成合同段相關(guān)部門(mén)進(jìn)行整改。如果問(wèn)題嚴(yán)重，通過(guò)總監(jiān)辦、管理處，制定相關(guān)整改措施進(jìn)行整改。對(duì)于突發(fā)事件，由管理處直接召集相關(guān)單位人員和部門(mén)，組織實(shí)施方案，協(xié)同解決問(wèn)題。移動(dòng)視頻監(jiān)控新系統(tǒng)的建成應(yīng)用，在西咸北環(huán)線日常的工程質(zhì)量監(jiān)督、工程進(jìn)度檢查、突發(fā)事件的處理等工作中都起到了重要作用。

五、系統(tǒng)的擴(kuò)展

通過(guò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)共享，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步軟件開(kāi)發(fā)，可將GPS車輛定位系統(tǒng)與車載移動(dòng)視頻系統(tǒng)進(jìn)行整合，達(dá)到在監(jiān)控系統(tǒng)信息界面中，按需點(diǎn)擊監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的3G移動(dòng)視頻質(zhì)量巡查，監(jiān)控圖像就將在視窗中顯示，從而提高移動(dòng)車載視頻系統(tǒng)的利用水平，對(duì)監(jiān)控圖像信息的定向有所提高，使監(jiān)控對(duì)象更加詳實(shí)、準(zhǔn)確。

六、結(jié)束語(yǔ)

3G車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以將現(xiàn)場(chǎng)的施工情況以視頻形式通過(guò)無(wú)線網(wǎng)傳輸至管理處質(zhì)量監(jiān)控中心、駐地辦及施工單位監(jiān)控室。該系統(tǒng)以靈活機(jī)動(dòng)的形式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)工程質(zhì)量進(jìn)度、施工標(biāo)準(zhǔn)化、環(huán)境保障、突發(fā)性事件等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)記錄，記錄項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程，為各級(jí)管理人員超前指揮、遠(yuǎn)程決策和監(jiān)控提供可靠依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王偉.淺談移動(dòng)車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控中心的應(yīng)用[J].北方交通，2008，01：162-163

[2]王學(xué)成.高速公路施工遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2012

[3]關(guān)小杰.基于WLAN技術(shù)的無(wú)線視頻監(jiān)控在橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用[J].交通世界（運(yùn)輸.車輛），2012，07：140-141

作者簡(jiǎn)介：

朱斌，1981年生，男，陜西渭南人，碩士，機(jī)電工程師。