1、3G 无线网络视频监控系统在油田防汛应急管理中的应用摘要：视频监控是防汛应急工作的重要内容，在遭到突发自然灾害时，承担着及时、准确、畅通地传递第一手信息的“急先锋”角色，是决策者正确指挥抢险救灾的中枢神经。一个快速响应、全面高效的 3G 无线网络视频监控系统已经成为紧急情况下降低事件损失的决定性因素。 关键词：3G 无线视频监控；防汛应急 Summary: video surveillance are important elements of flood control and emergency response, in the event of sudden natural disast
2、ers, undertaken in a timely manner, accurate, easily passed the first-hand information “Vanguard“ role, decision-makers the correct command and rescue of central nervous system. A fast-response, comprehensive and efficient 3G wireless network video monitoring system has become the determining factor
3、 in emergency situations to reduce losses. 中图分类号 TN91 引言 辽河油田杜 84 生产区块位于辽宁省绕阳河左、右两岸，该区地势低洼，平均海拔 2.6 米，是绕阳河流域主要泻洪区域。同时,该区块又是绕阳河、辽河汇流后直接与入海口相连的潮感区域。区域内有油气计量接转站、热注站几十座，油井千余口，年产能百万吨。2010 年 7 月，辽宁省辽河、绕阳河上游强降雨天气频发，受河水水位上涨和潮水的叠加影响，杜 84 生产区块被水侵袭 50 多天，井场最大水深 2.6 米，油气站最深 2.5 米，致使多数油气井、站关闭，直接影响日产量上千吨，造成道路破损、设
4、备腐蚀、复产投入等各项经济损失亿万元。 面对不可抗拒的强大自然灾害,如何做到实时监控水情,及时传递水浸区重点要害部位视频信息,为领导科学决策提供第一手资料，实现与防汛应急预案的有效衔接, 成为防汛应急工作中的重中之重。因此，构建一套高效、便捷的汛情应急监控系统迫在眉睫。传统的有线视频监控依靠网线和光纤进行数据传输，需要进行网络工程的基础建设，缺乏灵活性和机动性，在水浸区域内实施更是有诸多不便。科学利用 3G 技术，依托 3G 网络建设无线网络视频监控是一种高效、经济的模式。 一、 3G 无线网络汛情监控系统概述 （一）无线网络技术概述 基于无线技术的移动通信系统主要由核心网(CN)，无线接入网
5、(RAN)及移动台(UE)三部分组成。核心网的功能是负责信息在系统内部的交换、路由、用户数据管理、安全等，以及与其他通信系统的信息交换传输。随着移动通信与互联网的不断融合，传统的以电路交换为主的移动核心网正加速向全 IP 网络转变，移动核心网已经进入新的阶段，全 IP、融合及智能正逐步成为其主要特征。随着 3G 技术的迅猛发展，3G 无线通信带宽高、覆盖广、安全性突出等技术特点，解决了长距离数字化无线监控的瓶颈，为无线视频监控开辟了一条新的道路。 （二） 3G 无线网络视频监控系统概述 数字监控普遍使用的画面大小为 D1(720576)、HalfD1(720288)和 CIF(352288)等
6、，带宽占用分别为 1.5Mbps、1Mbps 和 384Kbps，在以前，通过传统无线技术不能充分满足实时监控的要求，而现在通过 3G解决方案，可以完全实现较高质量无线网络视频监控。3G 视频服务器或3G 硬盘录像机，把监控摄像器采集到的图像，通过 UH.264 视频压缩算法和流媒体视频处理技术压缩成 IP 数据包，再通过 3G 模块拨号上网，登陆 3G 无线网络和 Internet，建立与监控中心计算机视频管理服务器的链接。监控中心或用户计算机通过客户端软件登录监控中心计算机视频管理服务器，点击某一路视频时，通过监控中心计算机视频管理服务器向前端 3G 视频服务器或 3G 硬盘录像机发送视频
7、请求，3G 视频服务器或 3G硬盘录像机接收到该请求后向监控中心计算机视频管理服务器发送视频流并转发给发出请求的计算机，通过客户端软件，用户就可以监控前端现场的实时视频、进行双向语音通讯。 二、3G 无线网络汛情监控系统组网方案 （一）设计功能 2.1.1 实时监控功能：该系统主要由车载无线视频监控和便携式无线视频监控两部分组成，可多点监测水浸区水位情况、水流情况和周边环境，第一时间将现场情况传送到指挥中心。 2.1.2 多终端连接功能：可与接入网络的移动设备进行双向连接，包括手机、PDA、便携式电脑等。 2.1.3 特殊情况报警功能：当监控点发生异常情况，及时把监控图像传到指挥中心，并以手机
8、短信的形式向设定人员发出短信息报警。 （二）系统组网 系统主要采用国内技术比较成熟的一家公司产品, 该产品内置 GPS全球定位系统, 兼容 WCDMA/CDMA2000/CDMA1X/TD/GPRS 等网络，通过模拟摇杆或车载设备遥杆进行本地云台控制,支持远程缩放图像画面, 还可对车载设备进行 GPS 定位跟踪与轨迹回放。 1、具体设备包括： 视频解码器 视音频输出 输出模拟信号 1 路，排插接口 解码音频输出 1 路排插接口（线性电平，阻抗：600） 视音频解码 参数 视频解码能力 4 个 CIF/2 个 4CIF/1 个 720p 8 个 CIF/4 个4CIF/2 个 720P 16 个
9、 CIF/8 个 4CIF/4 个 720P 视频帧率 PAL：1/1625 帧/秒；NTSC：1/1630 帧/秒 外部 接口 网络接口 1 个，RJ45 10M/100M/1000Mbps 自适应以太网口 串行接口 1 个，标准 RS-485 排插接口 音频对讲输入 1 个，排插接口（电平：2.0Vp-p，阻抗：1k） 音频对讲输出 1 个，排插接口（线性电平，阻抗：600） 报警输入 1 路 报警输出 1 路 电源 12V 其他 功耗 40W 工作温度 -10-55 工作湿度 10-90 尺寸 150mm（长）130mm（宽）60mm（高） 重量 （不含硬盘） 2kg 取证主机 性能参数
10、 操作系统 嵌入式 RTOS 操作系统 视频压缩标准 H.264 音频压缩标准 OggVorbis 图像质量 分辨率 4CIF（704576） 预览水平分辨力 400TVL 回放水平分辨力 300TVL 回放帧率 25 帧/s 硬件参数 信号接口 20P 排插接口 视音频信号和控制信号的输入与输出接口 电源接口 20P 排插接口 电源输入，12V 电源输出，12V 通信接口 RS485 接口 天线接口 SMA 头,接 GPS、3G 天线 其他接口 设备调试网口 功耗 20W 尺寸 160mm130mm60mm 重量 2Kg 工作环境 工作电压 12V 宽幅直流电压 工作温度 -10+55 工作
11、湿度 10%95% 云 台 1/4”Exview HAD CCD； 有效像素 752H582V ，水平解析度 450TVL；18 倍光学变焦、10 倍数字变焦； 水平 0360、垂直-90 +90全方位旋转； 转动速度：水平方向 060/S，垂直方向 040/S 9 个预置位，预置速度：水平 70/S，垂直 40/S 红外/白光补光 快门速度：1/31/10000s 防水等级：IP66 性能参数 CCD 尺寸 1/4 Exview HAD CCD 象素 752（水平）582（垂直） 最小照度 0.01Lux 光圈&聚焦 自动光圈、自动聚焦 补光 标配红外灯，可选白光灯 旋转速度 水平预置速度为
12、 70/s；手动控制速度为 0 60/s 上下预置速度为 60/s；手动控制速度为 040/s 旋转角度 水平角度：360 垂直角度：+90 -90 预置位数量 9 个 硬件参数 尺寸 287mm218mm180mm 功耗 35W 重量 6Kg 工作环境 工作电压 12V 工作温度 -25+60 工作湿度 10%95% 车载球型摄像机 旋转范围 水平 360连续旋转，垂直-1590，自动翻转 180后连续监视 预置点 100 个预置点 自动巡航 039 号预置点顺序切换 花样扫描 4 条花样扫描可编辑路线 通讯协议 采用 RS-485 通讯协议 控制协议 PELCO-D、PELCO-P、KAL
13、ATEL、USER、NANWANG 地址码范围 0255 通信波特率 1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps 球芯尺寸 底部直径：130mm；高度：163mm； 功耗 10W 工作温度 2575 输入电压 DC12V 安装方式 吸附式安装 包装尺寸 300mm*240mm*290mm 净重 Kg 防护等级 IP66 2、承载网络 系统采用中国电信 3G 网络作为承载网络，中国电信 3G 业务目前使用的是 CDMA2000 1EV-DO Rev A 技术，理论上在一个无线信道传送高速数据的情况下，支持下行（向前链路）数据速率最高 3.1Mbps，上行（反
14、向链路）速率最高到 1.8Mbps。未来还可升级为 EV-DO Rev B 版本，届时最高理论速度可达 9.3 Mbps。 中国电信 3G 网络模块为 EM660，在实际应用中速度非常快，下载速度可达到 280KB/S，已经超过了 2M 的 ADSL（固网宽带）下载速度，完全可以满足视频通信、在线视频等多媒体应用的需求。 3、监控中心 系统终端监控控制中心设置在辽河油田防汛办公室值班室，配有多画面大屏幕显示设备，与计算机终端相连接，具备数字视频矩阵功能，可任意切换图像显示。系统监控软件配合数据库，可完成现场图像接收，用户登录管理，ID 优先权分配，图像监控录像的存储、检索、回放、备份、恢复等任
15、务功能。 监控中心拥有最高的优先权，只有被授权的用户才能实施操作。网络内的其他访问客户端，可在授权允许的前提下输入正确 ID 和密码，利用网页浏览器实现对监控现场的远程视频浏览。 下图为实际应用画面的效果： 三、3G 无线网络汛情监控系统应用效益 （一） 无线网络监控相比有线网络监控，不受地域、空间影响，使得视频监控能够在汛情区域和险情地段得以发展。监控设备架设灵活，拆卸方便，移动快捷，同时免去了大规模铺设线缆的环节，节省了网络工程成本，经济效益非常可观。 （二）在日常使用中，通过实际监测，在 D1 制式下，每分钟产生10MB 数据流量。在 CIF 制式下，每分钟产生 3MB 数据流量。按照汛
16、期 2小时巡检制度的要求，每次巡检观测 3-5 分钟，全天 500MB 流量即可满足 D1 模式下的应用。中国电信正在推广的 3G 套餐资费有多种选择方式，其中天翼 T2 的 3G 套餐资费为年卡 600 元，含上网流量 12G，超出部分按照 0.0003 元/KB 收取；天翼宽带上网卡时长套餐为月卡 300 元，含上网流量 15GB，限使用时长 200 小时。 （三） 目前，辽河油田公司在防汛工作中主要应用这两种 3G 网络套餐。按照月卡 300 元套餐计算，油田汛期为每年 5-9 月，5 个月合计1500 元。相对铺设线缆的传统方式成本对比不可而语。 四、结 论 视频监控系统作为防洪防汛应急工作的主要科技手段，发挥着不可替代的作用，3G 无线网络汛情监控系统的投入更极大提高了决策指挥的时效性和科学性，将是未来发展的主流趋势，其价值不可估量。
