概述

中國船舶貨運運輸?shù)陌l(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(nèi)市場無疑是貨運公司最大的一塊“蛋糕”，其中船上的治安已經(jīng)引起主管部門的關(guān)注。隨著我國海洋運輸業(yè)的快速發(fā)展，海上航運的船舶越來越密集。伴隨著一個行業(yè)的興起，與之相關(guān)的問題也隨之出現(xiàn)。海上運輸所暴露出的另外一個問題就是海上安全問題。船舶視頻監(jiān)控，是當今科技解決此問題最適用、最先進、也是最行之有效的辦法之一。

一、遠洋船舶視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)及船舶動態(tài)監(jiān)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、外界環(huán)境氣候、高精度測量、高防爆要求等，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求很高，在一些化學品船、散貨船、郵輪、油船、以及海上石油鉆臺和軍艦顯得尤為重要，因此自動化、智能化、高可靠性的監(jiān)控方案越來越受到歡迎。

當船舶在海上航行遭遇突發(fā)事件時，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)能及時準確的發(fā)回船舶具體位置和求救信號，通過遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時了解船上動態(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。使船舶動向盡在掌握之中。

船舶紅外熱像儀監(jiān)控系統(tǒng)及遠距離激光透霧監(jiān)控系統(tǒng)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(jié)約成本，增加利潤的最終目標。

二、行業(yè)現(xiàn)狀與需求

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)的需求不斷增長，因此航運業(yè)的需求也不斷的增加并得到了長足的發(fā)展。因船舶私營化的擴大和管理體制的老化，船舶管理的弊端也逐漸凸現(xiàn)出來。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成為航運公司當務(wù)之急。

    船舶基本上都未安裝移動視頻管理系統(tǒng)，因此企業(yè)無法對監(jiān)守自盜、超速或低速行駛、超載、違規(guī)操作做到有效的監(jiān)管，因此需要移動視頻監(jiān)控設(shè)備來填補管理空缺。

在船舶公司中，公司管理層、船運人員關(guān)心以下問題：   

1、如何有效的督促船長嚴格按照規(guī)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(jiān)守自盜行為；

3、能否了解船舶航行信息，以及目標位置；

4、及時與船舶工作人員對話，或者對船舶廣播（如暴雨強風小心航行等）；

5、如何增強船舶調(diào)度功能，對突發(fā)事件即時進行應(yīng)急相應(yīng)等。

三、系統(tǒng)概述及分析

〈船舶移動4G無線監(jiān)控方案〉綜合運用最新的4G視頻監(jiān)控技術(shù)及GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，對船舶進行全方位、立體化、智能化的安全監(jiān)控，實時了解船舶的運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)狀況甚至重大事件，有利于及時做出判斷并采取措施，極大的提高了應(yīng)急響應(yīng)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，船舶航行狀態(tài)有據(jù)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(tǒng)總體設(shè)計

1、系統(tǒng)設(shè)計思想

船舶移動4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要由4大部分組成，包括智能GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)平臺和船舶硬件設(shè)備。

◆ 智能GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)——船舶設(shè)備通過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、當前時間等，

通過配套的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，結(jié)合GIS電子地圖，對船舶進行準確的定位，并對船舶進行一系列的GPS船舶管理和安全監(jiān)控功能。

這里使用現(xiàn)有的GPS全球定位系統(tǒng)。

◆ 4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)——船舶設(shè)備內(nèi)置4G模塊（WCDMA/EVDO/TD-SCDMA），通過網(wǎng)絡(luò)實時把船舶狀態(tài)、視頻、聲音等信息傳至監(jiān)控中心；同時可獲得監(jiān)控中心的各種命令。

通過4G無線網(wǎng)絡(luò)將船舶內(nèi)、外的實時視頻、其它信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能實時了解到船舶內(nèi)外的現(xiàn)場視頻狀況，并可對視頻進行錄像等各種管理。

◆ 監(jiān)控系統(tǒng)平臺——監(jiān)控系統(tǒng)平臺為整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心。

管理調(diào)度：所有船舶的視頻、GPS信息、報警信息、錄像管理、用戶權(quán)限管理等，全部由系統(tǒng)平臺來完成操作和管理。

◆ 前端船舶設(shè)備—— 前端船舶設(shè)備是安裝在船舶上，設(shè)備包含音視頻采集模塊、音視頻編解碼模塊、GPS數(shù)據(jù)采集模塊和4G傳輸模塊等。

船舶移動4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要由4大部分組成，包括智能GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)平臺和船舶硬件設(shè)備。

◆ 智能GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)——船舶設(shè)備通過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、當前時間等，

通過配套的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，結(jié)合GIS電子地圖，對船舶進行準確的定位，并對船舶進行一系列的GPS船舶管理和安全監(jiān)控功能。

這里使用現(xiàn)有的GPS全球定位系統(tǒng)。

◆ 4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)——船舶設(shè)備內(nèi)置4G模塊（WCDMA/EVDO/TD-SCDMA），通過網(wǎng)絡(luò)實時把船舶狀態(tài)、視頻、聲音等信息傳至監(jiān)控中心；同時可獲得監(jiān)控中心的各種命令。

通過4G無線網(wǎng)絡(luò)將船舶內(nèi)、外的實時視頻、其它信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能實時了解到船舶內(nèi)外的現(xiàn)場視頻狀況，并可對視頻進行錄像等各種管理。

◆ 監(jiān)控系統(tǒng)平臺——監(jiān)控系統(tǒng)平臺為整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心。

管理調(diào)度：所有船舶的視頻、GPS信息、報警信息、錄像管理、用戶權(quán)限管理等，全部由系統(tǒng)平臺來完成操作和管理。

◆ 前端船舶設(shè)備—— 前端船舶設(shè)備是安裝在船舶上，設(shè)備包含音視頻采集模塊、音視頻編解碼模塊、GPS數(shù)據(jù)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（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(chǔ)上提出的4G標準。

u TD-SCDMA:標準由中國無線通信標準組織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）、適合窄帶傳輸和無線傳輸，4G和2G網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng) 

3）、支持無線網(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)實時監(jiān)視及實時錄像

5）、支持雙向音頻傳輸，可通過網(wǎng)絡(luò)進行雙向語音對講或語言廣播

6）、支持無線視頻傳輸碼流自動調(diào)整，達到最佳傳輸效果

7）、可支持WIFI無線傳輸、無線瀏覽視頻或視頻下載等

注：實際4G傳輸效果和當?shù)?G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及運營商的建設(shè)程度相關(guān)

3、平臺整體設(shè)計

無線4G視頻管理平臺是對所有船舶設(shè)備和使用用戶進行實時監(jiān)控、遠程操作的綜合管理平臺。

管理平臺是整個立體化、智能化視頻監(jiān)控和GPS位置監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)（服務(wù)器/客戶端），穩(wěn)定可靠。GPS管理功能包括船舶實時跟蹤、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(jiān)控功能包括視頻實時瀏覽監(jiān)控和報警視頻提示、錄像存儲下載和回放分析、用戶設(shè)置和管理、設(shè)備管理、系統(tǒng)管理、報警接入等。

1）、平臺架構(gòu)與功能

l 平臺采用C/S方式架構(gòu)，使用主流數(shù)據(jù)庫，平臺依托組件實現(xiàn)視頻監(jiān)控和錄像回放。平臺軟件的設(shè)計具有實用性、兼容性、擴容性、可靠性等基本的網(wǎng)絡(luò)管理要求。

l 平臺具有報警自動連接功能，無線網(wǎng)絡(luò)中斷后再復(fù)通功能，接入平臺下的所有設(shè)備能夠自動連接到監(jiān)控系統(tǒng)并正常工作。

l 客戶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(shè)備列表分組、云臺控制窗口、錄像回放窗口、設(shè)備管理窗口等輔助界面。

l 客戶端軟件支持語音對講、多船廣播功能。

l 日志查詢、報表支持等。

l 通過平臺完成設(shè)備、用戶注冊管理；報警信息、控制信令轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)備、用戶配置管理等。

l 遠程實時監(jiān)控，電子地圖實時跟蹤并監(jiān)控，錄像回放、遠程錄像下載、船舶歷史數(shù)據(jù)回放。

2)、無線4G監(jiān)控管理平臺(MVS)

◆ 實時視頻：即時的視頻瀏覽，支持多畫面同時瀏覽，船舶位置信息、設(shè)備狀態(tài)、GPS地圖展現(xiàn)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畫面小窗口監(jiān)控視頻，關(guān)注船舶位置信息的同時，還可對重點的船舶的視頻進行實時監(jiān)控。

錄像回放：包括GPS歷史軌跡下載回放、設(shè)備錄像下載回放等

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

4、系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)及參考標準

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計必須按照國際、國家和本地區(qū)的有關(guān)標準和規(guī)范進行。本設(shè)計將依據(jù)和參照以下的設(shè)計規(guī)范和要求進行：

1) 、《視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設(shè)備》（GB 20815-2006）

2) 、《社會治安動態(tài)視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（DB33/T 502—2004）

3) 、《視頻安防系統(tǒng)技術(shù)要求》（GA/T367-2001）

4) 、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50198-94)

5) 、《信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范》（BJ/Z0001-2003）

6) 、《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)

7) 、《廣東省社會治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)規(guī)范》

五、系統(tǒng)特點及優(yōu)勢

1、設(shè)備優(yōu)勢

1）、斷電保護（專利技術(shù)）

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

本系統(tǒng)采用：類UPS專利技術(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(shù)據(jù)完整保存，避免文件損壞，確保文件完整。

2）、移動系統(tǒng)電源設(shè)計

船舶的電源環(huán)境非常惡劣，主要特點為：

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，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，處理稍有不慎就會把干擾引入船舶電子系統(tǒng)。表現(xiàn)在船舶MDVR上，就是圖像出現(xiàn)干擾條紋等。

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

3）、減震設(shè)計

移動監(jiān)控終端應(yīng)用在顛簸、震動、搖擺等惡劣環(huán)境下，要保證設(shè)備長期穩(wěn)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(tǒng)重點難題。

本系統(tǒng)采用經(jīng)過實際應(yīng)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(diào)條件。船內(nèi)是一個悶熱環(huán)境。測試表明，船內(nèi)適合安裝移動設(shè)備的地方，溫度可以達到45℃甚至50℃；

l 北方地區(qū)冬季溫度低，硬盤機內(nèi)硬盤不能正常工作。

本系統(tǒng)設(shè)備工作溫度：

硬盤機: -25℃ ~ +60℃；低溫時，設(shè)備自動給硬盤機的硬盤加熱至可工作狀態(tài)。

5）、錄像靈活設(shè)計

當夏天溫度高或極端惡劣、意外情況下，硬盤無法工作，這時如何保存監(jiān)控錄像就成為系統(tǒng)的難題了。

本系統(tǒng)采用硬盤存儲方式，

6）、可擴展設(shè)計

本系統(tǒng)預(yù)留有2個232接口，不但可以接入車載云臺，也可按客戶需求與其他設(shè)備對接。

2、系統(tǒng)平臺優(yōu)勢

1）、WIFI下載自動切換

目前國內(nèi)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端，使用很不方便。抽取硬盤盒和SD卡工作量大，需要安排專門人員去執(zhí)行。

本系統(tǒng)采用WIFI下載自動切換技術(shù)，當船舶回到碼頭檢測到WIFI信號后會自動由4G傳輸切換到WIFI傳輸，并且自動下載設(shè)定的錄像資料。節(jié)約了4G資費和人力。