基于地铁运营服务行业的3G单兵移动视频监控系统研究 |
| 2012-08-06 11:01 作者：王 星 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月6日消息 《硅谷》杂志2012年第12期刊文称,以地铁运营服务行业为背景，介绍一种3G单兵移动视频监控系统的构建方案，对该系统的结构框架、工作原理、技术优势、安全保障进行全面的阐述。
随着城市交通的发展，日常生活节奏的加快，城市流动人口的增加，对地铁交通的运营压力也随之增加，目前以在轨道沿线建立的固定视频监控系统，只能对车站各个关键点及车厢等场所实现实时视频监控，但对轨道沿线的日常巡检、突发事件现场的图像信息的视频监控存在很多的盲点，因为事件发生的时间和地点是随机性的，而固定监控点覆盖面存在着局限性，这就会造成事件现场的图像信息无法实时反馈到监控中心，不能及时准确的获取事件现场的实际情况。
在这种情况下，就需要可移动式视频监控设备，随时赶赴事件现上进行现场图像信息的采集，并通过无线网络及时把现场图像信息，传输到监控中心，及时全面的了解事件现情况，制定出更加完善的事件处理方案。
但如何在轨道沿线包括车站、隧道等复杂环境中把现场情况实时采集录制并且能把信息实时传输到远程管理中心进行实时远程查看，特别是传输网络的选择，是一个重要难题。本文将重点讨论如何根据地铁隧道环境的自身特点，利用3G单兵移动视频监控系统，有效地解决上述问题。
2系统结构框架
3G单兵移动视频监控系统分为：信息采集终端、信息传输网络、信息保存、远程监控四个部分。系统拓扑图如下：
系统结构紧凑，携带方便，信息传输稳定并有良好的可扩展性，能适应多变的监控要求。
1）信息采集终端（视频图像采集摄像机、无线发射主机）
①视频监控摄像机：针对地铁监控环境，采用高清底照度头盔式摄像头，能在微光环境下对图像信息进行清晰的采集。
②无线发射主机：承担前端采集信息的本地保存和远程发射等功能。实时的将现场视频图像信息、声音信息和GPS信息，通过EVDO\WCDMA等3G网络进行实时传输到监控中心。
2）信息传输（传输网络、信息中转管理服务器）
①传输网络：针对地铁轨道管沿线环境并进行现场实地测试，3G单兵移动视频监控系统，采用双EVOD（电信3G）网络传输方式，支持2G网络（GPRS\CDMA）和3G网络的无缝切换传输。
②信息中转管理服务器：负责信息的接受、发送、保存。
3）远程监控中心
远程监控中心通过监控客户端软件，实现对单兵监控点的远程视频和GPS位置信息（隧道内无法定位，获取最后一次GPS定位数据信息）的监控视频查看。（支持连接大屏显示），远程监控软件界面如下：
3系统工作原理
1）系统借助与无线网络的数据业务功能，自动拨号，获得IP地址。建立数据传输通道。
2）系统通过拨号获得的IP，通过无线网络和服务器建立连接，开始传输数据。3）用户通过客户端软件（网络支持：有线网络、3G无线网络，硬件支持：PC固定查看、PDA移动查看），登录平台服务器程序，通过友好的图形化界面，进行远程视频监控和管理，也可通过相关功能模块和单兵采集终端进行双向交互。
4系统技术优势
1）集群优势
使用双通信模块（根据网络环境适应CDMA1X或EDGE网络），该系统可利用集群的方法，将2条无线通讯链路通过底层协议，合理分配通讯资源，合并成为一条逻辑上独立的通讯链路，为视频传输提供了普通单路通讯1.8倍的带宽。两条链路互为备份，提高了无线通讯的可靠性。
2）数据封装优势
相比普通的无线路由通讯方式，本系统是在数据链路层而不是在网络层对视频流数据进行一次性的封装，直接将压缩后的数据发送到中心，减少了一次IP封装，去掉了不必要的封装数据，提高了传输效率，减小了视频延时，且使传输系统的实时可控性大大增强。
3）压缩、流控优势
采用H.264压缩编码的方式，最高可达到30帧，视频更清晰流畅对压缩算法进行优化，用先进的码流控制技术保证传输的稳定性，充分利用带宽，保证在不同带宽的情况下流畅的传输视频图像。
4）集成和扩展优势
该系统是专门针对地铁3G移动监控应用设计的视频监控设备。采用一体化设计，可靠性高于多种设备拼凑的方式，设备稳定性高。此外本系统采用模块化设计，可根据客户需求选择不同网络进行视频传输。同时也可自由搭配1-4路视频输入。
5）交互优势
该系统用户提供了灵活的监控画面选择，电子地图加载，以及实现图像抓拍、录像和录像回放等功能。
5系统的安全性
系统的安全性非常重要，我们采用多级用户名/密码保护认证机制，通过嵌入式系统软件，加密传输方式（只能通过客户端软件及定制播放工具，对视频信息进行查看和回放，确保数据的安全。）等措施，保障系统的安全不受侵害。具体体现在如下三个方面：
1）SSL加密传输协议
用户名和密码在网络传输，如果不对这些重要的私有信息进行加密，账户和密码被盗用的可能性就很大，本系统采用业界标准的SSL加密传输协议进行数据传输，采用NTCHANNGE进行帐号认证，保证用户密码绝不在网络上传输，大大提高了系统的安全性。即便被盗用也无法破解。
2）独有的数据包编码
视频数字流在视频服务器中打包发送到IP网络中的时候，打包的格式，以及流媒体的压缩编码格式都是独有的。只有专有的解码软件才能解出正常的图像，否则只是乱码而已。
3）嵌入式系统
本系统的单兵信息采集终端基于嵌入式架构，对芯片进行自主独立编程，终端操作系统的工作模式、指令等都是自定义的。该设备不易于受到外部病毒、恶意软件的侵扰和破坏，给系统的安全性提供保障。
6结束语
本文以地铁运营服务行业为背景，介绍了一种3G单兵移动视频监控系统的构建方案，对该系统的结构框架、工作原理、技术优势、安全保障进行了全面的阐述。在日常地铁运营服务的过程中，单兵移动视频监控系统具备了良好的灵活性、便携性、可操作性，是对固定式监控系统的延伸应用及功能的补充和扩展，在地铁沿线隧道日常巡检、突发事件分析、应急抢险等方面将提供更为全面服务和支持。
作者简介：
王星（1980-），男，江苏南京人，研究生，工程师，研究方向：计算机应用、系统分析、信息化项目管理。（原文载于《硅谷》杂志2012年第12期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载）
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