无线视频监控在航标中的应用分析

乔文海

摘 要：航标是保证海上船舶航行的重要设施，安全性及稳定性是保障航标正常运行的基础。对此本次将无线视频监控在航标中的应用作为研究对象。首先分析无线视频监控系统及航标概念，其次探讨4G网络在无线视频监测系统的应用，最后是航标无线视频监控的实现方式。

关键词：无线视频监控 航标 安全

二十一世纪后进入海洋时代，人们对海洋资源进行开发，或者进行国际贸易，海上运输行业成为一种重要的交通方式。船舶在航行过程中，可能会面临一定的风险，需要航标进行引导，从而有效规避风险，航标运行也是保障航海安全的重要组成。近年来无线通信技术高速发展，无线视频监控逐渐在航标中应用，其为保障航标工作正常提供有利的条件。对无线视频监控技术在航标中的应用进行分析，有利于为海上交通运输提供参考。

1.无线视频监控系统及航标

无线视频监控系统利用采集端及监控端、服务机房组成，采集端位于监控安装位置，其中含有网络摄像机及无线报警装置，能够有效实现对目标的报警及信息采集，从而实现画面监控。监控端则是用户接受信息及控制画面的装置，设备利用计算机及智能手机等实现画面监控。服务机房保障监控系统能够实现平稳运行，其中含有网络服务硬盘及寻址服务器及短信服务器，该端口具有多项功能，其中涵盖以下几个方面。首先实现远程监测，用户利用监控端设备连接互联网后实时观察捕捉画面。其次，实现远程报警，利用采集端摄像机能在一定范围内无线报警器警报信息传输，使信息传输于终端设备。最后，实现夜视功能，远程摄像机具有红外监测能力，在夜间无光情况下能够正常监测，从而保障拍摄范围并不具备死角。

航标是引导和协助舰船航行而设置的标志，具有指示性功能，有利于辨别障碍物及界限，航标主要分为固定标志、浮动标志和无线电标志，航标会受到自然环境的影响，且航道航标配置密度增加、扩展增设，相应水域助航设施和舰船密度急剧增加，航标浮体和灯器被撞受损甚至失效，不但给国家造成了大量的经济损失，也严重限制了航标应急反应的时效，同时增加了航标维护人员工作量，航运安全受到极大威胁，成为目前助航维保中日益严重的问题。

2.4G网络在无线视频监测系统的应用

2.1网络架构

航标系统利用4G技术能够实现数字视频及通信功能结合，利用4G通信系统及H.264高流畅视频技术，与网络隧道技术结合，从而构建4G网络无线视频监测系统。4G无线网络视频监控利用目前最为流行的技术，结合VPN隧道技术，从而实现数据的有效传输。利用视频压缩技术， 4G通信功能等，将远程摄像机拍摄的数据通过算法进行合理压缩，通过网络将数据传输至中心网络，实现对航标灯信息的监测。

2.2数据传输

4G视频传输过程中，利用网络基站，接入Internet广域环境，利用基站将4G网关传输，数据实现双向传输，设计过程中思考未来的拓展空间，在视频监控终端预留端口，从而实现应用进一步创新。现阶段能够利用的远程监控中心及移动监控终端，便能够实现指令发送，切断视频录制，从而节省航标灯蓄电池能量。监控中心在数据传输过程中，涉及到大量的数据，专线接入效果较为方便，在设计过程中，思考MSTP专线技术的配置，实现SDH平台建设，并实现TDM及ATM、以太网业务接入及处理，统计管理节点。

2.3通信系统

4G是第四代通信技术的简称，是目前世界通用网络技术，支持语音及视频等蜂窝移动传输的通信技术，现阶段我国支持3个4G无线接口，如电信CDMA2000、联通WCDMA、移动TD-SCDMA。4G设备拨号上网，利用终端连接4G网络，实现网络传输，访问公网过程中，运营商需要转换地址，公网无法直接访问私有网络，使得外部设备无法连接4G设备，只有运营商内部设备拨号能够实现对点接入。该方式既保证数据传输的安全性，同样保障设备身份识别通过内部拨号完成，数据传输安全性进一步被保障。现阶段联通通信网络宽带速率较快，但费用方面电信网络价格最低，因此选择中国电信CDMA2000作为无线通信网络。

3.航标无线视频监控的实现

3.1系统架构

为实现海上航标的远程监测，为航标管理人员提供视频资料，使其对航标运行状态进一步判断，将无线视频航标监控系统分为三个部分，即前端监控系统，网络传输系统，远程监控管理及远程遥控系统。

首先，前端系统负责视频采集，将视频图像进行压缩，利用4G网络将视频发送。前端系统能利用高清摄像机联合4G视频服务器、高清网络摄像机嵌入方案实现。前端视频收集系统，利用4G网络服务器及全景高清摄像机，4G无线视频服务器是数据处理及传输设备，能够将采集的监控视频通过压缩后利用网络传输至视频监控中心，为监控管理服务器提供原始数据。利用视频检测管理中心的操作指令实现操作。4G无线视频技术处于工作闲置状态下能够进行自动休眠，控制管理中心发出指令后，4G无线视频服务器开始工作。通过拨号网络，与网络连接后，对摄像机及云台发出指令，从而传输视频。为保障视频传输质量，4G无线视频服务器及高清摄像机传输信号单独与电缆连接，控制线在串口独立信号的情况下负责摄像机拍摄等动作。

其次，4G无线网络与互联网连接后，利用4G无线网络实现采集视频的传输，最终传输至航标遥测监控管理中心，传输线路为两种，第一种为公共网络传输，第二种为租用网络传输。租用网络传输效率较高，安全性能良好，但需要承担较高的费用。利用公众网络输出数据，有利于使用户数据传输可靠性、私密性提升。虚拟网络传输效率比光纤传输效率低，但兼容低廉的经济，虚拟专网条件满足数据传输的条件下，也是良性选择。

再次，航标遥测遥控远程监控中心负责对航标进行监控，并利用前端监控摄像机拍摄航标运行画面，该处理中心对视频数据进行处理。航标遥测遥控远侧监测中心，具备服务器及监控显示器等。除具有视频观看及处理能力外，还设置专项服务器，使Web互联网页面实时监控4G无线网络提供的视频，能够使管理人员掌握第一手视频资料。航标遥测遥控远程监控管理中心具有认证服务器，能够实现账号创建及去权限管理，防止不法分子登录，并盗取航标信息。网络作为航标遥测遥控监控视频媒介，有利于提升中心管理能力。从而实现对每一处监控点的监视，对历史资料进行回放，实现用户对设备及存储功能的统一管理，设备分布广泛，且管理集中。

最后，航标遥测遥控无线视频检测系统需要具备安全性，对此所采取的措施为，用户密码认证，航标遥测遥控无线视频监控系统网络及服务器之间实现通信连接，利用用户名加密方式实施保护措施。需要保障用户名及密码全部正确，才能登陆前端机，实现视频监控，该措施为安全系统的基本保障。专用网络及虚拟专网物理传输方式，保障安全性及传输效率。虚拟专网利用技术方式实现公共网络的信息传输，虚拟专网利用隧道协议对数据进行压缩，将数据在隧道中传输，实现公共网络建设的目的。航标遥测遥控无线视频监控网络中，网络内部用户能监测视频，其他用户只能显示乱码。

3.2无线视频监控管理模式

航标无线视频监控管理中心为一级管理中心，视频数据来源于各个航标的视频管理分中心，数据通过网络实现对整个海域的航标进行监测与管理。航标无线视频监控管理中心具有多种功能，比如远程图像监视，航标管理单位遥测遥控无线视频监测管理中心安装网络管理平台，局域网中用户利用网络监测辖区航标。不同监控用户根据自身监控需求切换航标监控现场，且同一监控现场可提供多人观看。

航标具有分布广，使用人次多等特点，安全性及稳定性较为重要。且实际航标检测中若利用人工检测方式将耗费大量的人力物力。检测过程中容易对检测人员造成威胁，因此人工检测方式存在较大弊端。本次实践对交通部东海航海保障中心连云港航标处进行分析，其航标监测系统较为理想，但依旧存在较大的开发空间，需不断创新，才能保障更加理想的监控效果。

参考文献：

[1]闻光华.浅析航标遥测遥控系统在重庆段航道维护管理中的应用[J].中国水运.航道科技，2017（06）

[2]田永忠，周彩，何乐，蒋仲廉，刘磊.长江航道航标被碰信息采集系统设计方案研究[J].中国水運.航道科技，2017（05）