概述

中國船舶貨運運輸的發(fā)展，已經(jīng)被世界所看好，許多人已經(jīng)選擇船舶貨運方式運輸貨物，國內市場(chǎng)無(wú)疑是貨運公司最大的一塊“蛋糕”，其中船上的治安已經(jīng)引起主管部門(mén)的關(guān)注。隨著(zhù)我國海洋運輸業(yè)的快速發(fā)展，海上航運的船舶越來(lái)越密集。伴隨著(zhù)一個(gè)行業(yè)的興起，與之相關(guān)的問(wèn)題也隨之出現。海上運輸所暴露出的另外一個(gè)問(wèn)題就是海上安全問(wèn)題。船舶視頻監控，是當今科技解決此問(wèn)題最適用、最先進(jìn)、也是最行之有效的辦法之一。

一、遠洋船舶視頻遠程監控系統及船舶動(dòng)態(tài)監測解決方案

船舶行業(yè)由于其行業(yè)的特殊性，諸如海水腐蝕、振動(dòng)、外界環(huán)境氣候、高精度測量、高防爆要求等，使得視頻監控系統的要求很高，在一些化學(xué)品船、散貨船、郵輪、油船、以及海上石油鉆臺和軍艦顯得尤為重要，因此自動(dòng)化、智能化、高可靠性的監控方案越來(lái)越受到歡迎。

當船舶在海上航行遭遇突發(fā)事件時(shí)，GPS衛星定位系統能及時(shí)準確的發(fā)回船舶具體位置和求救信號，通過(guò)遠程視頻監控系統實(shí)時(shí)了解船上動(dòng)態(tài)，方便總部指揮處理突發(fā)事件,減少財產(chǎn)損失、保障生命安全，為海上交通安全提供有力的支持和保障。使船舶動(dòng)向盡在掌握之中。

船舶紅外熱像儀監控系統及遠距離激光透霧監控系統的使用，同樣減少了因夜幕與重霧影響下造成的事故發(fā)生，更能充分提高船舶的航班密度，從而達到節約成本，增加利潤的最終目標。

二、行業(yè)現狀與需求

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)的需求不斷增長(cháng)，因此航運業(yè)的需求也不斷的增加并得到了長(cháng)足的發(fā)展。因船舶私營(yíng)化的擴大和管理體制的老化，船舶管理的弊端也逐漸凸現出來(lái)。如：運輸管理混亂、效率低下、交通意識薄弱、超載嚴重。因此，如何利用有效的手段將船舶管理上升到有序、合理、高效的管理層面上來(lái)成為航運公司當務(wù)之急。

    船舶基本上都未安裝移動(dòng)視頻管理系統，因此企業(yè)無(wú)法對監守自盜、超速或低速行駛、超載、違規操作做到有效的監管，因此需要移動(dòng)視頻監控設備來(lái)填補管理空缺。

在船舶公司中，公司管理層、船運人員關(guān)心以下問(wèn)題：   

1、如何有效的督促船長(cháng)嚴格按照規章操作、安全航行，提高船舶的安全性，對超速、超載等情況取證，做處罰憑證；

2、如何有效保證貨物的安全性，防止被盜或監守自盜行為；

3、能否了解船舶航行信息，以及目標位置；

4、及時(shí)與船舶工作人員對話(huà)，或者對船舶廣播（如暴雨強風(fēng)小心航行等）；

5、如何增強船舶調度功能，對突發(fā)事件即時(shí)進(jìn)行應急相應等。

三、系統概述及分析

〈船舶移動(dòng)4G無(wú)線(xiàn)監控方案〉綜合運用最新的4G視頻監控技術(shù)及GPS衛星定位技術(shù)，對船舶進(jìn)行全方位、立體化、智能化的安全監控，實(shí)時(shí)了解船舶的運行狀態(tài)，一旦出現狀況甚至重大事件，有利于及時(shí)做出判斷并采取措施，極大的提高了應急響應的速度，將可能的損失降到最小。

u 掌控船舶航運情況；

u 提高航運安全，減少事故發(fā)生；

u 當發(fā)生事故時(shí)，船舶航行狀態(tài)有據可查，協(xié)助事故原因判斷；

u 加強船舶貨物安全、杜絕堅守自盜。

四、系統總體設計

1、系統設計思想

船舶移動(dòng)4G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統，主要由4大部分組成，包括智能GPS衛星定位系統、4G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統、監控系統平臺和船舶硬件設備。

◆ 智能GPS衛星定位系統——船舶設備通過(guò)GPS模塊，獲取船舶當前的位置信息，包括當前經(jīng)緯度、當前速度、當前工作速度矢量方位角、當前時(shí)間等，

通過(guò)配套的監控系統平臺，結合GIS電子地圖，對船舶進(jìn)行準確的定位，并對船舶進(jìn)行一系列的GPS船舶管理和安全監控功能。

這里使用現有的GPS全球定位系統。

◆ 4G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統——船舶設備內置4G模塊（WCDMA/EVDO/TD-SCDMA），通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)把船舶狀態(tài)、視頻、聲音等信息傳至監控中心；同時(shí)可獲得監控中心的各種命令。

通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將船舶內、外的實(shí)時(shí)視頻、其它信息傳輸到監控中心，讓監控中心能實(shí)時(shí)了解到船舶內外的現場(chǎng)視頻狀況，并可對視頻進(jìn)行錄像等各種管理。

◆ 監控系統平臺——監控系統平臺為整個(gè)監控系統的核心。

管理調度：所有船舶的視頻、GPS信息、報警信息、錄像管理、用戶(hù)權限管理等，全部由系統平臺來(lái)完成操作和管理。

◆ 前端船舶設備—— 前端船舶設備是安裝在船舶上，設備包含音視頻采集模塊、音視頻編解碼模塊、GPS數據采集模塊和4G傳輸模塊等。

船舶移動(dòng)4G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統，主要由4大部分組成，包括智能GPS衛星定位系統、4G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統、監控系統平臺和船舶硬件設備。

◆ 智能GPS衛星定位系統——船舶設備通過(guò)GPS模塊，獲取船舶當前的位置信息，包括當前經(jīng)緯度、當前速度、當前工作速度矢量方位角、當前時(shí)間等，

通過(guò)配套的監控系統平臺，結合GIS電子地圖，對船舶進(jìn)行準確的定位，并對船舶進(jìn)行一系列的GPS船舶管理和安全監控功能。

這里使用現有的GPS全球定位系統。

◆ 4G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統——船舶設備內置4G模塊（WCDMA/EVDO/TD-SCDMA），通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)把船舶狀態(tài)、視頻、聲音等信息傳至監控中心；同時(shí)可獲得監控中心的各種命令。

通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將船舶內、外的實(shí)時(shí)視頻、其它信息傳輸到監控中心，讓監控中心能實(shí)時(shí)了解到船舶內外的現場(chǎng)視頻狀況，并可對視頻進(jìn)行錄像等各種管理。

◆ 監控系統平臺——監控系統平臺為整個(gè)監控系統的核心。

管理調度：所有船舶的視頻、GPS信息、報警信息、錄像管理、用戶(hù)權限管理等，全部由系統平臺來(lái)完成操作和管理。

◆ 前端船舶設備—— 前端船舶設備是安裝在船舶上，設備包含音視頻采集模塊、音視頻編解碼模塊、GPS數據采集模塊和4G傳輸模塊等。

2、平臺傳輸方式與特性

4G傳輸網(wǎng)絡(luò )，支持中國電信（EVDO），中國聯(lián)通（WCDMA），中國移動(dòng)（TD-SCDMA）。

u WCDMA:由標準化組織4GPP所制定。

u CDMA2000(EV-DO):體制是基于IS-95的標準基礎上提出的4G標準。

u TD-SCDMA:標準由中國無(wú)線(xiàn)通信標準組織CWTS提出。

網(wǎng)絡(luò )傳輸特性 ：

1）、支持雙碼流（獨立的錄像碼流和網(wǎng)傳碼流）

2）、適合窄帶傳輸和無(wú)線(xiàn)傳輸，4G和2G網(wǎng)絡(luò )自適應 

3）、支持無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下傳輸CIF格式的視頻流

4）、支持遠程網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)監視及實(shí)時(shí)錄像

5）、支持雙向音頻傳輸，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行雙向語(yǔ)音對講或語(yǔ)言廣播

6）、支持無(wú)線(xiàn)視頻傳輸碼流自動(dòng)調整，達到最佳傳輸效果

7）、可支持WIFI無(wú)線(xiàn)傳輸、無(wú)線(xiàn)瀏覽視頻或視頻下載等

注：實(shí)際4G傳輸效果和當地4G網(wǎng)絡(luò )環(huán)境及運營(yíng)商的建設程度相關(guān)

3、平臺整體設計

無(wú)線(xiàn)4G視頻管理平臺是對所有船舶設備和使用用戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、遠程操作的綜合管理平臺。

管理平臺是整個(gè)立體化、智能化視頻監控和GPS位置監控管理系統的核心，系統采用C/S架構（服務(wù)器/客戶(hù)端），穩定可靠。GPS管理功能包括船舶實(shí)時(shí)跟蹤、報警中心、地理信息管理、歷史行程跟蹤、船舶管理中心等。視頻監控功能包括視頻實(shí)時(shí)瀏覽監控和報警視頻提示、錄像存儲下載和回放分析、用戶(hù)設置和管理、設備管理、系統管理、報警接入等。

1）、平臺架構與功能

l 平臺采用C/S方式架構，使用主流數據庫，平臺依托組件實(shí)現視頻監控和錄像回放。平臺軟件的設計具有實(shí)用性、兼容性、擴容性、可靠性等基本的網(wǎng)絡(luò )管理要求。

l 平臺具有報警自動(dòng)連接功能，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中斷后再復通功能，接入平臺下的所有設備能夠自動(dòng)連接到監控系統并正常工作。

l 客戶(hù)端軟件具有良好的操作界面，并具有視頻窗口、GIS地圖窗口、設備列表分組、云臺控制窗口、錄像回放窗口、設備管理窗口等輔助界面。

l 客戶(hù)端軟件支持語(yǔ)音對講、多船廣播功能。

l 日志查詢(xún)、報表支持等。

l 通過(guò)平臺完成設備、用戶(hù)注冊管理；報警信息、控制信令轉發(fā)；設備、用戶(hù)配置管理等。

l 遠程實(shí)時(shí)監控，電子地圖實(shí)時(shí)跟蹤并監控，錄像回放、遠程錄像下載、船舶歷史數據回放。

2)、無(wú)線(xiàn)4G監控管理平臺(MVS)

◆ 實(shí)時(shí)視頻：即時(shí)的視頻瀏覽，支持多畫(huà)面同時(shí)瀏覽，船舶位置信息、設備狀態(tài)、GPS地圖展現等

◆ GIS電子地圖：支持Google、MapInfo等主流地圖顯示，任選多船舶顯示，輔以4畫(huà)面小窗口監控視頻，關(guān)注船舶位置信息的同時(shí)，還可對重點(diǎn)的船舶的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

錄像回放：包括GPS歷史軌跡下載回放、設備錄像下載回放等

日志管理：設備上下線(xiàn)、視頻丟失、GPS異常等各種船舶報警的日志查詢(xún)；船舶詳細信息查詢(xún)；客戶(hù)端流量使用查詢(xún)等；

4、系統設計依據及參考標準

系統規劃設計必須按照國際、國家和本地區的有關(guān)標準和規范進(jìn)行。本設計將依據和參照以下的設計規范和要求進(jìn)行：

1) 、《視頻安防監控數字錄像設備》（GB 20815-2006）

2) 、《社會(huì )治安動(dòng)態(tài)視頻監控系統技術(shù)規范》（DB33/T 502—2004）

3) 、《視頻安防系統技術(shù)要求》（GA/T367-2001）

4) 、《民用閉路監視電視系統工程技術(shù)規范》(GB 50198-94)

5) 、《信息網(wǎng)絡(luò )數字視頻應用系統規范》（BJ/Z0001-2003）

6) 、《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)

7) 、《廣東省社會(huì )治安視頻監控系統數據傳輸技術(shù)規范》

五、系統特點(diǎn)及優(yōu)勢

1、設備優(yōu)勢

1）、斷電保護（專(zhuān)利技術(shù)）

當意外發(fā)生，船舶無(wú)法給監控終端提供電源的情況下，要保證設備錄像完整性，以作為事故調查證據。

本系統采用：類(lèi)UPS專(zhuān)利技術(shù)，可使機器在切斷外部電源下仍可工作3到5秒，可保證錄像數據完整保存，避免文件損壞，確保文件完整。

2）、移動(dòng)系統電源設計

船舶的電源環(huán)境非常惡劣，主要特點(diǎn)為：

l 電壓變化范圍寬：電池電壓為12V的電池老化或者電量不足時(shí)，電壓可能降到8V。電池電壓24V及其以上的船舶高電壓可以達到36V甚至更高。

l 電源紋波嚴重：船舶輸出電壓紋波非常嚴重，處理稍有不慎就會(huì )把干擾引入船舶電子系統。表現在船舶MDVR上，就是圖像出現干擾條紋等。

本系統采用移動(dòng)專(zhuān)用電源方案，具備升降壓功能，寬電壓支持：DC+8 ~ +36V。

3）、減震設計

移動(dòng)監控終端應用在顛簸、震動(dòng)、搖擺等惡劣環(huán)境下，要保證設備長(cháng)期穩定工作，對隔振技術(shù)提出有較高的要求，尤其是對存儲介質(zhì)隔振技術(shù)是該系統重點(diǎn)難題。

本系統采用經(jīng)過(guò)實(shí)際應用考驗被證明非常有效的減震技術(shù)。

4）、抗惡劣環(huán)境

l 夏天溫度高，有些船舶不具備空調條件。船內是一個(gè)悶熱環(huán)境。測試表明，船內適合安裝移動(dòng)設備的地方，溫度可以達到45℃甚至50℃；

l 北方地區冬季溫度低，硬盤(pán)機內硬盤(pán)不能正常工作。

本系統設備工作溫度：

硬盤(pán)機: -25℃ ~ +60℃；低溫時(shí)，設備自動(dòng)給硬盤(pán)機的硬盤(pán)加熱至可工作狀態(tài)。

5）、錄像靈活設計

當夏天溫度高或極端惡劣、意外情況下，硬盤(pán)無(wú)法工作，這時(shí)如何保存監控錄像就成為系統的難題了。

本系統采用硬盤(pán)存儲方式，

6）、可擴展設計

本系統預留有2個(gè)232接口，不但可以接入車(chē)載云臺，也可按客戶(hù)需求與其他設備對接。

2、系統平臺優(yōu)勢

1）、WIFI下載自動(dòng)切換

目前國內4G資費較高，使用4G下載錄像資料很不經(jīng)濟，速度也較慢。普通的WIFI下載需要另外的客戶(hù)端，使用很不方便。抽取硬盤(pán)盒和SD卡工作量大，需要安排專(zhuān)門(mén)人員去執行。

本系統采用WIFI下載自動(dòng)切換技術(shù)，當船舶回到碼頭檢測到WIFI信號后會(huì )自動(dòng)由4G傳輸切換到WIFI傳輸，并且自動(dòng)下載設定的錄像資料。節約了4G資費和人力。