概述

中國(guó)船舶貨運(yùn)運(yùn)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(yùn)方式運(yùn)輸貨物，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)無疑是貨運(yùn)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(guó)海洋運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，海上航運(yùn)的船舶越來越密集。伴隨著一個(gè)行業(yè)的興起，與之相關(guān)的問題也隨之出現(xiàn)。海上運(yùn)輸所暴露出的另外一個(gè)問題就是海上安全問題。船舶視頻監(jiān)控，是當(dāng)今科技解決此問題最適用、最先進(jìn)、也是最行之有效的辦法之一。

一、遠(yuǎn)洋船舶視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)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(xué)品船、散貨船、郵輪、油船、以及海上石油鉆臺(tái)和軍艦顯得尤為重要，因此自動(dòng)化、智能化、高可靠性的監(jiān)控方案越來越受到歡迎。

當(dāng)船舶在海上航行遭遇突發(fā)事件時(shí)，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)回船舶具體位置和求救信號(hào)，通過遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(cái)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(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)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(dá)到節(jié)約成本，增加利潤(rùn)的最終目標(biāo)。

二、行業(yè)現(xiàn)狀與需求

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)的需求不斷增長(zhǎng)，因此航運(yùn)業(yè)的需求也不斷的增加并得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因船舶私營(yíng)化的擴(kuò)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(yùn)輸管理混亂、效率低下、交通意識(shí)薄弱、超載嚴(yán)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(yùn)公司當(dāng)務(wù)之急。

    船舶基本上都未安裝移動(dòng)視頻管理系統(tǒng)，因此企業(yè)無法對(duì)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(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備來填補(bǔ)管理空缺。

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

1、如何有效的督促船長(zhǎng)嚴(yán)格按照規(guī)章操作、安全航行，提高船舶的安全性，對(duì)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(biāo)位置；

4、及時(shí)與船舶工作人員對(duì)話，或者對(duì)船舶廣播（如暴雨強(qiáng)風(fēng)小心航行等）；

5、如何增強(qiáng)船舶調(diào)度功能，對(duì)突發(fā)事件即時(shí)進(jìn)行應(yīng)急相應(yīng)等。

三、系統(tǒng)概述及分析

〈船舶移動(dòng)4G無線監(jiān)控方案〉綜合運(yùn)用最新的4G視頻監(jiān)控技術(shù)及GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，對(duì)船舶進(jìn)行全方位、立體化、智能化的安全監(jiān)控，實(shí)時(shí)了解船舶的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)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(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(yùn)情況；

u 提高航運(yùn)安全，減少事故發(fā)生；

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

u 加強(qiáng)船舶貨物安全、杜絕堅(jiān)守自盜。

四、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

船舶移動(dòng)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(tái)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(dāng)前的位置信息，包括當(dāng)前經(jīng)緯度、當(dāng)前速度、當(dāng)前工作速度矢量方位角、當(dāng)前時(shí)間等，

通過配套的監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，結(jié)合GIS電子地圖，對(duì)船舶進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，并對(duì)船舶進(jìn)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(shí)時(shí)把船舶狀態(tài)、視頻、聲音等信息傳至監(jiān)控中心；同時(shí)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(shí)時(shí)視頻、其它信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能實(shí)時(shí)了解到船舶內(nèi)外的現(xiàn)場(chǎng)視頻狀況，并可對(duì)視頻進(jìn)行錄像等各種管理。

◆ 監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)——監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)為整個(gè)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(bào)警信息、錄像管理、用戶權(quán)限管理等，全部由系統(tǒng)平臺(tái)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(dòng)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(tái)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(dāng)前的位置信息，包括當(dāng)前經(jīng)緯度、當(dāng)前速度、當(dāng)前工作速度矢量方位角、當(dāng)前時(shí)間等，

通過配套的監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，結(jié)合GIS電子地圖，對(duì)船舶進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，并對(duì)船舶進(jìn)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(shí)時(shí)把船舶狀態(tài)、視頻、聲音等信息傳至監(jiān)控中心；同時(shí)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(shí)時(shí)視頻、其它信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能實(shí)時(shí)了解到船舶內(nèi)外的現(xiàn)場(chǎng)視頻狀況，并可對(duì)視頻進(jìn)行錄像等各種管理。

◆ 監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)——監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)為整個(gè)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(bào)警信息、錄像管理、用戶權(quán)限管理等，全部由系統(tǒng)平臺(tái)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(tái)傳輸方式與特性

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

u WCDMA:由標(biāo)準(zhǔn)化組織4GPP所制定。

u CDMA2000(EV-DO):體制是基于IS-95的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出的4G標(biāo)準(zhǔn)。

u TD-SCDMA:標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)無線通信標(biāo)準(zhǔn)組織CWTS提出。

網(wǎng)絡(luò)傳輸特性 ：

1）、支持雙碼流（獨(dú)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(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)視及實(shí)時(shí)錄像

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

6）、支持無線視頻傳輸碼流自動(dòng)調(diào)整，達(dá)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(shí)際4G傳輸效果和當(dāng)?shù)?G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)程度相關(guān)

3、平臺(tái)整體設(shè)計(jì)

無線4G視頻管理平臺(tái)是對(duì)所有船舶設(shè)備和使用用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作的綜合管理平臺(tái)。

管理平臺(tái)是整個(gè)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(shí)時(shí)跟蹤、報(bào)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(shí)時(shí)瀏覽監(jiān)控和報(bào)警視頻提示、錄像存儲(chǔ)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(bào)警接入等。

1）、平臺(tái)架構(gòu)與功能

l 平臺(tái)采用C/S方式架構(gòu)，使用主流數(shù)據(jù)庫(kù)，平臺(tái)依托組件實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和錄像回放。平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)具有實(shí)用性、兼容性、擴(kuò)容性、可靠性等基本的網(wǎng)絡(luò)管理要求。

l 平臺(tái)具有報(bào)警自動(dòng)連接功能，無線網(wǎng)絡(luò)中斷后再?gòu)?fù)通功能，接入平臺(tái)下的所有設(shè)備能夠自動(dòng)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(tái)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(yǔ)音對(duì)講、多船廣播功能。

l 日志查詢、報(bào)表支持等。

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

l 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，電子地圖實(shí)時(shí)跟蹤并監(jiān)控，錄像回放、遠(yuǎn)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(tái)(MVS)

◆ 實(shí)時(shí)視頻：即時(shí)的視頻瀏覽，支持多畫面同時(shí)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(shí)，還可對(duì)重點(diǎn)的船舶的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)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(bào)警的日志查詢；船舶詳細(xì)信息查詢；客戶端流量使用查詢等；

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)及參考標(biāo)準(zhǔn)

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)必須按照國(guó)際、國(guó)家和本地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。本設(shè)計(jì)將依據(jù)和參照以下的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求進(jìn)行：

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

2) 、《社會(huì)治安動(dòng)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(huì)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(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1、設(shè)備優(yōu)勢(shì)

1）、斷電保護(hù)（專利技術(shù)）

當(dāng)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(jī)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(dòng)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

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(dá)到36V甚至更高。

l 電源紋波嚴(yán)重：船舶輸出電壓紋波非常嚴(yán)重，處理稍有不慎就會(huì)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(dòng)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(jì)

移動(dòng)監(jiān)控終端應(yīng)用在顛簸、震動(dòng)、搖擺等惡劣環(huán)境下，要保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，對(duì)隔振技術(shù)提出有較高的要求，尤其是對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)隔振技術(shù)是該系統(tǒng)重點(diǎn)難題。

本系統(tǒng)采用經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用考驗(yàn)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(gè)悶熱環(huán)境。測(cè)試表明，船內(nèi)適合安裝移動(dòng)設(shè)備的地方，溫度可以達(dá)到45℃甚至50℃；

l 北方地區(qū)冬季溫度低，硬盤機(jī)內(nèi)硬盤不能正常工作。

本系統(tǒng)設(shè)備工作溫度：

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

5）、錄像靈活設(shè)計(jì)

當(dāng)夏天溫度高或極端惡劣、意外情況下，硬盤無法工作，這時(shí)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(chǔ)方式，

6）、可擴(kuò)展設(shè)計(jì)

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

2、系統(tǒng)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

1）、WIFI下載自動(dòng)切換

目前國(guó)內(nèi)4G資費(fèi)較高，使用4G下載錄像資料很不經(jīng)濟(jì)，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(dòng)切換技術(shù)，當(dāng)船舶回到碼頭檢測(cè)到WIFI信號(hào)后會(huì)自動(dòng)由4G傳輸切換到WIFI傳輸，并且自動(dòng)下載設(shè)定的錄像資料。節(jié)約了4G資費(fèi)和人力。