淺談3G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水利行業(yè)視頻監(jiān)控的應(yīng)用優(yōu)勢

廉瑞佳

（1.陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院 陜西 西安 710018；2.西安迪飛科技有限責(zé)任公司 陜西 西安 710018）

1 概述

隨著通信技術(shù)日益發(fā)展，迎來了4G時(shí)代，但由于4G網(wǎng)絡(luò)的成熟性不夠和覆蓋范圍較小暫時(shí)未被廣泛使用，而3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)成熟，已被業(yè)界所接受。3G無線網(wǎng)絡(luò)在通信領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，為其在其它行業(yè)中也鋪平了道路，這無疑將極大地加速無線傳輸技術(shù)在安防監(jiān)控中的應(yīng)用。3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控可以大幅降低布線成本，也可以在一定程度上解決線路被損毀的問題。

3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是基于3G通信網(wǎng)絡(luò)的多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常使用攝像機(jī)對現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，攝像機(jī)圖像經(jīng)過視頻壓縮編碼模塊壓縮后，經(jīng)智能無線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，并通過3G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送、接受、加解密、加解碼，鏈路的控制維護(hù)等功能。用戶可以方便的通過Internet從系統(tǒng)監(jiān)控中心得到實(shí)時(shí)圖像信息。該系統(tǒng)整合了3G網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，無論身在何處、任何時(shí)間，都可以迅速接入系統(tǒng)，隨時(shí)隨地地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制管理。

目前在3G方式下的視頻傳輸速率最高可達(dá)到700Kbps，一般也可在400Kbps～500Kbps左右，能夠滿足一般實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的要求。3G網(wǎng)絡(luò)傳輸安裝方便、靈活性強(qiáng)、性價(jià)比高等特性使得很多行業(yè)的安防都在采用3G無線監(jiān)控。

2 水利行業(yè)視頻監(jiān)控

2.1 視頻監(jiān)控站、點(diǎn)構(gòu)成

監(jiān)視站是對所轄的視頻監(jiān)視前端的視頻信息進(jìn)行控制、監(jiān)視、管理、調(diào)閱等操作，并存儲視頻信息。根據(jù)《水利視頻監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（SL 515-2013）》將監(jiān)視站分為本地監(jiān)視站和遠(yuǎn)程監(jiān)視站兩級。在視頻監(jiān)視前端所在地建設(shè)本地監(jiān)視站，在所屬管理單位建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)視站。分別對本地監(jiān)視點(diǎn)負(fù)責(zé)監(jiān)視前端的接入、匯聚上傳、本地監(jiān)視和遠(yuǎn)程監(jiān)視點(diǎn)控制、監(jiān)視、管理、調(diào)閱所轄監(jiān)視前端視頻信息，并存儲視頻信息；監(jiān)控點(diǎn)是通過前端攝像機(jī)采集圖像，利用網(wǎng)絡(luò)上傳到所屬單位對監(jiān)控點(diǎn)視頻進(jìn)行統(tǒng)一管理，調(diào)閱、查看、控制，并且需要將各個(gè)水利部門分別建立起來的監(jiān)控站在整個(gè)水利系統(tǒng)全部聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)閱、查看。

2.2 視頻監(jiān)控站、點(diǎn)特點(diǎn)

（1）布設(shè)位置特點(diǎn)

通常水利設(shè)施如水庫、大壩、閘站、泵站、海塘、分滯洪區(qū)、堤防及一些重要保護(hù)區(qū)域如水源地、易滑坡面和易變形處，城市重要易澇點(diǎn)、重要測流斷面等基本分部在較廣闊的區(qū)域，很多設(shè)施都處于野外，并且人煙稀少與城鎮(zhèn)的距離較遠(yuǎn)，比較孤立的位置。所以本地監(jiān)控站只能根據(jù)這些設(shè)施的位置建設(shè)在本區(qū)域，而監(jiān)控點(diǎn)在這些設(shè)施上選擇的安裝位置必須緊密結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況布設(shè)，盡可能地?cái)U(kuò)大監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控范圍提高監(jiān)控點(diǎn)的效能。

（2）互聯(lián)互通特點(diǎn)

水利視頻監(jiān)視系統(tǒng)站、點(diǎn)可由各級水利部門分別按照本標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行建設(shè)、使用和管理。各單位建設(shè)的水利視頻監(jiān)視系統(tǒng)站、點(diǎn)應(yīng)支持通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連互通，可查閱調(diào)看經(jīng)過授權(quán)后的視頻監(jiān)控點(diǎn)。

（3）突發(fā)性特點(diǎn)

水利行業(yè)在防汛期間突發(fā)事件較多，監(jiān)控站、點(diǎn)位置不固定，很多時(shí)候需要大范圍移動(dòng)視頻站、點(diǎn)來觀察現(xiàn)場突發(fā)情況，急需快速部署視頻監(jiān)控站或監(jiān)控點(diǎn)。

3 3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控優(yōu)勢

3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控綜合成本低，只需一次性投資，無須挖溝埋管，特別適合距離較遠(yuǎn)的位置觀測；在許多情況下，往往由于受到地理環(huán)境和工作內(nèi)容的限制，有線網(wǎng)絡(luò)、有線傳輸?shù)牟季€給工程帶來極大的不便，采用有線的施工周期將很長，甚至根本無法實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，采用3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控可以擺脫線纜的束縛，有覆蓋面廣、部署方便、業(yè)務(wù)多樣的優(yōu)點(diǎn)。

（1）覆蓋面廣：無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率極高，幾乎可以部署在室外的任何地方，包括水體、崎嶇地帶、偏遠(yuǎn)地方，幾乎不受山川、河流、橋梁道路等復(fù)雜地形和區(qū)域限制。

（2）部署方便：3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控可以將不同地點(diǎn)的現(xiàn)場信息通過無線通訊手段傳送到任何得到授權(quán)的監(jiān)控中心、電腦、手機(jī)上，可以不受時(shí)間、空間限制對任何監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行調(diào)閱、查看。真正做到了任何時(shí)間、從任何地方、對任何現(xiàn)場都能實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)查看。

（3）組網(wǎng)靈活：管理人員可以迅速將新的視頻監(jiān)控點(diǎn)加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，用戶不需要為新建傳輸鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、增加設(shè)備，只需要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，就能很方便、很簡易地搭建起監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。

可靠性高：3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸可靠性高達(dá)99.999%的載波級，可以實(shí)現(xiàn)無中斷的安全傳輸。

方便快捷：無需網(wǎng)絡(luò)布線，安裝周期短、維護(hù)方便可隨時(shí)更換監(jiān)控地點(diǎn)。

4 3G無線視頻監(jiān)控應(yīng)用舉列

2010年陜西省建設(shè)防汛工情視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一期建設(shè)179個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，大部分監(jiān)控站點(diǎn)利用了當(dāng)時(shí)的3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。網(wǎng)絡(luò)選擇時(shí)中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信三大運(yùn)營商競爭激烈，在實(shí)地考察了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和三大運(yùn)營商的業(yè)務(wù)優(yōu)勢后選擇了中國電信。中國電信3G業(yè)務(wù)比較成熟且覆蓋范圍較廣。陜西省建設(shè)防汛工情視頻監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控管理平臺和監(jiān)控站點(diǎn)上充分利用中國電信“全球眼”平臺提供的基于IP技術(shù)和3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，將分散、獨(dú)立的視頻采集點(diǎn)圖像信息進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)處理，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一管理及分機(jī)存儲，以滿足用戶實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理和信息傳遞的需求。

固定監(jiān)控站、點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)提供多種選擇方式主要是根據(jù)實(shí)地情況確定通信鏈路，對于3G網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋地區(qū)，首選3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)圖像傳輸，同時(shí)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號狀況，實(shí)現(xiàn)與CDMA 1X之間的切換；對于3G網(wǎng)絡(luò)尚未覆蓋且有有線通信的地區(qū)，首選ADSL、VPN等2M互聯(lián)網(wǎng)通信方式。

移動(dòng)監(jiān)控點(diǎn)在機(jī)動(dòng)車輛上，配置基于3G無線視頻服務(wù)器、吸盤式車載高清攝像機(jī)、鏡頭云臺控制器、液晶顯示器或筆記本電腦、UPS電源或蓄電池、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，構(gòu)成車載或便攜式移動(dòng)工情視頻監(jiān)控器。

陜西省建設(shè)防汛工情視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)完成后絕大部分固定監(jiān)控站點(diǎn)都采用了電信的3G無線網(wǎng)絡(luò)作為通信鏈路來傳輸視頻畫面，本地、遠(yuǎn)程查看視頻監(jiān)控效果良好，通過通信專網(wǎng)可以遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)視頻的調(diào)焦、對光、改變旋轉(zhuǎn)角度和俯仰角度等操作，監(jiān)控畫面清晰，滿足本次項(xiàng)目建設(shè)需求需要。項(xiàng)目順利通過了驗(yàn)收得到了業(yè)主好評。

5 應(yīng)用優(yōu)勢

結(jié)合水利行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)以及在陜西省建設(shè)防汛工情視頻監(jiān)控系統(tǒng)中3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的應(yīng)用，若利用有線網(wǎng)絡(luò)來建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不但線路鋪設(shè)成本高昂需要大量的人力物力、難以架設(shè)、施工周期長、甚至線纜鋪設(shè)完成后會經(jīng)常遭到破壞而且后期維護(hù)費(fèi)用高、擴(kuò)容較弱、可移動(dòng)性低。3G網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)雖然略高于有線網(wǎng)絡(luò)租賃費(fèi)，但由于不需要鋪設(shè)線纜以及安裝成本、維護(hù)費(fèi)用比較低廉且從通信技術(shù)發(fā)展的迅速來看，3G網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)在不久的將來資費(fèi)定會降低。

近年來3G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍不斷的擴(kuò)展、傳輸速率的提高，視頻圖像壓縮技術(shù)的完善，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了水利行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對攝像機(jī)圖像的要求，大大保障了視頻圖像采集傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。還實(shí)現(xiàn)了視頻完全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，使用戶隨時(shí)隨地都能通過3G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理，徹底解決了地域界限的限制。特別符合水利行業(yè)站點(diǎn)位置的布設(shè)較遠(yuǎn)、范圍廣的特點(diǎn)。3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)不但建設(shè)工期短而且減少了線纜的鋪設(shè)節(jié)約了線路鋪設(shè)的成本，移動(dòng)性、擴(kuò)展性非常高可以隨時(shí)加入建設(shè)新的站點(diǎn)，且能通過無線方式建設(shè)移動(dòng)監(jiān)控點(diǎn)對車輛和人員進(jìn)行移動(dòng)視頻監(jiān)控。即使在汛期未能到達(dá)現(xiàn)場也能實(shí)現(xiàn)可視化的調(diào)度和指揮防汛。

6 結(jié)語

通信技術(shù)在不斷發(fā)展，3G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也已經(jīng)成熟，資費(fèi)也不斷降低。在解決水利行業(yè)視頻監(jiān)控站點(diǎn)布設(shè)分散等問題中，3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢將得到充分的發(fā)揮預(yù)計(jì)未來3G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水利行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中定會廣泛應(yīng)用。陜西水利

[1]《陜西省防汛工情視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案2010.03

[2]《中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):水利視頻監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（S L 515-2013）2013.5.4