3G环境监控解决方案

3G无线视频监控系统在环保行业应用整体解决方案随着经济高速发展，工业化的不断推进，人们对生存的环境日益重视。为此，环境监测已成为我们合理地利用环境资源、保护生态环境的工作重点。环保局一直以来坚持依法行政，强化环境监管，认真实施污染源监察工作，建立污染源档案和信息数据库。为科学编制各类规划、优化区域产业结构、科学制定环保和经济社会协调发展政策提供重要依据。为了全面提高环境应急监测水平，建立健全应急监测制度和运行机制，集中检验环境应急监测方案的科学性、响应的及时性、数据的准确性和报告的可用性，满足应急监测中存在的问题要尽快解决，符合实际的做法要尽快形成制度，使应急监测工作有序进行，并作为开展创先争优活动的具体措施，努力创造优秀的工作业绩。这就对实时性要求高，为加大环境污染的监查力度，确保环保工作的及时有效实施，必须建立一套针对分散污染重点进行视音频的实时监控，并且可以集中管理的远程监控系统，以提高环境保护的应急能力。通过对环保相关监控需要的了解，我们发现传统的监控系统具有以下问题：一、定点监测问题1：污染监控点比较分散，距离监测中心较远，网络建设成本太高，如河流监控；2：部分监控点所处位置特殊，有线网络部署困难；3：环境监控点不是长期的，固定线路铺设成本高，而且工期较长，并且在监测结束后便会废弃，如建筑工地扬尘监测；4：突发的环境污染问题，固定监控无法覆盖，导致中心无法根据现场状况制定污染控制方案。二、移动监测问题1、对于可能会造成环境污染、泄露的危险品运输车辆，以往没有很好的监管方式，虽然部分地区装配了GPS定位系统，但是由于其自身功能局限只能将车辆的地理信息反馈给指挥中心，一旦因交通事故、或人为因素造成的环境污染状态将无法直观的让环保单位领导了解。2、对于危险品运输车辆上的司乘人员，是否规范操作、疲劳驾驶、监守自盗等情况造成的危险品泄露等状况不能有效的监管。3、无法对出现重大性环境污染事件后相关部门应急指挥调度取证，在应对媒体，公众的监督或警方破案提供有效证据。3、方案设计1) 中心机房 中心机房的服务器设计中共需要部署3台物理服务器。分别为控制管理服务器、媒体调度服务器、设备网关服务器。其中控制管理服务器、媒体调度服务器、设备网关服务器采用公网接入方式。2) 监控前端 针对污染监控点的特点，监控前端采用有线监控前端与无线监控前端结合的接入方式，并且通过将无线前端与车辆的结合，提供车载监控功能。3) 环境监测室 环境监测室是中心人员对前方监控信息浏览的主要场所，因此需布置网络视频矩阵服务器一台，提供电视墙浏览功能，满足会议需要。布置录像服务器一台，提供远程录像功能，满足对现场状况的记录功能。此外根据具体需要布置多台安装客户端的PC机，满足个人浏览。4) 移动浏览端 根据具体需要配备适量安装了客户端的3G上网笔记本，使工作人员可以在任何地点都可以获得污染监控点的实时信息。4、总体设计： 3G无线视频监控系统在环保行业的应用总体架构如图所示，按照要求，充分考虑环保局目前的网络环境，我们采用的系统方案基于IP网络的视频监控系统，在环保总局设立监控中心和存储数据中心，并实现电视墙显示功能，将前端各种模拟摄像机采集回来的模拟音视频信号通过网络视频服务器转化成数字通过Internet网络传送到环保局监控中心，再通过数字矩阵（视频解码器）将数字信号转换成模拟信号显示上传到电视墙，并且通过网络数字集中监控管理软件中的强大数字矩阵功能将前端每路的视频图像在电视墙上切换显示，并且能够对任意一路视频图像进行调用、放大、抓拍、录像、电子地图调用等各监控区域的视频信号经互联网直接与机房的主控机服务器连接，通过IP网络将音视频数据传送至各级管理控制点。对于无法实现接入到Internet网络传输的监控区域我们采用一套符合野外应用的视频采集单元（防爆摄像机、3G无线图传设备、防雷器、支架、防护盒）将前端图像通过3G网络传回中心。并且我们在每辆环境监测车车顶安装一套带云台的车载摄像机和一套3G无线图传车载单兵一体机（JTW-3G/XD）,利用3G无线网络将采集回来的环境图像传输到中心，该3G无线车载单兵一体机是一款军工级三防产品支持多模块多信道捆绑、语音对讲技术、GPS模块捆绑、SD卡存储。可在多种条件环境下存储、传输高质量的图像信息，并可实现前端与中心的语音对讲能。也可用于环境监管员单独携带使用，增加了监控半径。另外对于一些需要重点关注的危险品运输车辆安装一套无线传输车载硬盘录像机可以在车辆运输过程中是否出现违规装卸、违章行驶、危险品泄漏等情况进行有效的监督管理，并且对于出现交通事故、危险品泄漏等突发事件时可以第一时间掌握了解现场情况。由于该设备支持存储功能，也通过多种方式将事发时的图像信息调出查阅，便于今后调查取证明确责任人。5、实现的功能：Ø 现场图像采集上传系统功能 实现将前端采集的图像信号通过无线传输设备上传到指挥中心。指挥中心将信号解码成视频信号输出到显示器、监控大屏、环保网内等。 该系统满足车载与单兵两用，保证视频信息的连贯性，确保监控区域无死角。单兵传输前端功能实现深入现场的单兵将各种复杂案件、事件现场采集的音、视频、数据等信息实时上传到网络当中，指挥中心可以随时方便监看。车载传输前端功能实现环境监测车将车载云台摄像机所采集的信息通过3G网络上传至指挥中心。Ø 任意地点快速部署功能该系统操作使用简单，用户只需要将图传设备与摄像机带入现场打开电源开关，30秒钟左右系统就能将前端现场图像传递至指挥中心。而且前端图传设备及车载云台球机可以快速部署安装到任意一台指定车辆上使用。Ø GPS定位功能主机设备自带的GPS模块，配合GIS系统用户可以在地图上随时掌握车辆位置、行驶方向、轨迹回放、里程管理等。方便领导对前端任意车辆人员快速调度部署。Ø 指挥中心对前端控制功能指挥中心可远程控制前端车辆上、污染源监测点上的云台球机的旋转、变倍、聚焦等功能。Ø 中心与前端语音双向对讲功能指挥中心可以与前端任意一个单位通过该系统进行点对点双向语音对讲，下达作战指令。Ø 音视频文件的存储与调用功能系统提供了两种音视频文件存储策略，一种是通过无线传输终端设备自带的SD卡/硬盘进行本地存储，可满足10小时以上的存储空间；另外，还可以通过在环保局部署的存储服务器上进行集中存储。指挥中心可以通过客户端软件对前端设备中的录像文件进行远程回放以及下载。主机设备支持双码流功能（存储与传输），分辨率、码流、帧率均可独立设置，从而既保证图传效果又可以保证存储质量。Ø 独立供电工作功能单兵无线传输终端设备自带电池，连续工作时间8小时，如果出现特殊情况，比如救灾，需要工作人员长时间的留守工作，设备也可以通过外接电池进行充电，以满足对现场应急处理长时间的监控和指挥。Ø 高清图片抓拍功能后台指挥人员可随时根据需要抓拍一些重要场景图片，无论传输分辨率为多少，抓拍下来的图片分辨率达到704X576，便于今后调查取证。4.2系统优势Ø 功能完善，适应性强“环保3G无线视频监控系统”功能完善：包含无线音视频数据传输、显示；录像存储；监听、对讲；本地/远程回放、下载；支持远程配置、升级；GPS定位；高清抓图；流量管理等功能。且其终端设备具备车载和单兵两用化设计，用户基本不收任何区域、时间限制情况下使用，只要是有3G网络信号覆盖的地方就能正常传输图像，满足环保应对突发性事件对无固定场所现场情况的实时捕捉和交互需求。Ø 操作简单、维护方便该系统与其它无线传输方式相比，其使用操作性非常简单方便，一线工作人员只需要打开前端设备电源开关，就可以正常使用，上传图像，无需调试配置。中心各级领导及工作人员只需要通过简单的点击鼠标，就可以轻松监看到前端设备传回来的图像，无需专业知识。并且整套系统维护非常简单方便，无需投入大量的人力、物力进行琐碎的维护工作。Ø 中心接收端嵌入式Linux技术在中心接收端采用固化嵌入式系统，有效集成了前端多路图像，提高了系统的安全性能，并采用4CIF高清解码分辨率，并集合录像播放，远程回放等各项功能。适合中心机房长时间无人值守。Ø 车载单兵一体机功能齐全军工级三防设计（防水、防尘、防震）满足车载和单兵环境下使用，内置无线网络路由传输模块、语音通信模块、云镜控制模块、GPS模块、本地存储模块、独立电源模块等。Ø 具备自主知识产权的编解码算法系统使用了最先进的H.264视频编码算法，编解码算法具备自主知识产权，在实际应用上该音视频编解码算法不但可实现低码流下传输高质量的图像，还可以和无线通道的捆绑有机结合起来，根据通道的状态动态调整编码算法，使图像传输更加清晰流畅。Ø 视频流媒体转发技术由于无线带宽有限不能同时向多个用户发送图像，在接收端必须做流媒体转发，在同一个网络中的别的用户可以通过向视频流媒体转发服务器请求获得远程的无线图像，实现图像资源的共享。Ø 先进的语音传输技术系统在传输图像数据的同时，还可以进行双向的语音对讲，使指挥中心和移动视频前端保持更紧密的联系，解决了以往只能单向传输语音的问题。语音对讲通过软件特殊处理保证低时延，在无线带宽不足的情况下语音优先传输，确保语音对讲自然流畅。Ø 高清图片抓拍技术系统能在传输CIF格式的图像基础上，还能对某些需要仔细观看的场景进行高清晰抓拍，清晰度可以达到4CIF，满足不同场合的应用需求。