山区无线弱信号、窄带宽视频远程监控系统研究与应用

摘要：目前我国的交通工程施工安全形势依然严峻，安全生产意识依然淡薄，保障体系和机制也不够健全；部分管理单位安全生产监督管理工作有待加强。通过采用现代化、信息化和网络化监管的方式对全省交通施工现场的质量、安全及进度进项远程、统一和联合的管理，对工程施工下场的全过程进行视频录像，这对工程管理是必要的，既能为事故的分析提供视频证据，也能很好保护国家和社会的财产。通过运用无线弱信号、窄带宽视频传输技术研发出的无线网络视频监控平台能实现监管部门在任何时候、任何地点在本级权限范围内便可以查看所有施工管理现场的实时视频图像，对施工现场的安全、质量及进度状况进行直观的了解，且不受施工地点、交通状况的影响，便于监控到现场的施工细节，为工程施工过程提供有效的视频数据信息，为施工安全生产保驾护航。

关键词：无线 视频 远程 监控

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0097-01

1 系统平台研究与搭建

平台由三个子系统组成，系统之间存在相互关联，数据统一共享。视频采集系统由网络摄像机、视频编解码器、软件系统组成。视频编解码器是对数字视频进行压缩或者解压缩的程序或者设备。本系统中将其接入网络摄像头，将模拟视频信号转换为压缩音视频数据流，再通过网络传输到电脑终端显示。输入的视频图像通常被分割为宏块后分别进行编码，宏块的大小通常是16x16的亮度块信息和对应的色度块信息。然后使用分块的运动补偿从已编码的帧对当前帧的数据进行预测。视频编解码器内置有网卡，通过物理连接到无线网络设备上，编码处理后的数据通过网络传输到平台管理中心。通过软件系统界面能看到各监控现场的实时状况，终端监控人员可通过局域网或英特网实时查看到视频图像。网络摄像机用于各监控点实时视频信号。无线传输系统采用无线通讯网络平台，传输距离不受限制。通过运用CDMA路由器覆盖所监控范围内的无线网络。为了保证各个监控点的带宽，系统采用MPEG4的编码标准，带宽占用低，同时图像数据传输和存储比较良好。在各个监控终端安装IP 路由器，其具有低时延和成本低的特点。其理论速率为153.6Kbps，目前实际测试速率为90kbps，超过普通有线电话拨号上网的56kbps。此路由器完成了将不同监控点的现场视频数据信息通过无线通讯手段传送到监控管理中心的任务，并支持数字视频流稳定可靠持续地传输，且不受各种复杂地形的制约。监控管理中心由视频编解码器、服务器、硬盘录像机等组成，现场传回的图像数据信息将在这里进行接收和显示，同时能实现视频录像的回放、查找、存储、恢复等。各施工现场监控点通过CDMA网络传回的视频数据信息，中心可通过电视监视器显示，也可进行实时监控，并进行实时录像。监控管理人员登录中心系统软件后，可将视频数据存入服务器，并随时进行视频数据的检索、回放。视频编解码器对传回的视频信号进行编解码处理，并传到管理中心局域网的服务器上，再经过网络交换机传输到各级相关管理部门人员的终端上。通过软件系统的操作，能随时查看到工程施工现场实时的情况。若有违规操作或违规施工的情况发生，各级部门将可以立即采取相应的管理手段进行处理。

2 关键技术

无线弱信号、窄带宽视频传输技术攻关需要解决以下几个技术关键：

2.1 保持视频信号的传输稳定

支持QOS的视频业务用尽量少的比特描述视频图像，当网络过载或拥塞时，QOS 能确保重要数据信息不受延迟或丢弃，同时保证网络的可靠而高效地运行。

2.2 提高视频压缩比和传输实时性

本系统采用独特的运动估计算法、码率控制算法、协议编码算法等大幅度的提高视频压缩比。所采用的运动估计算法所预测的编码可有效去除时间域上的冗余信息，同时也可显著减少运算时间，精度也能满足需求。通过采用并行化处理的体系结构也有利于提高系统处理能力。

2.3 综合考虑多种因素

通过采用增益全向天线，增强无线接收模块对信号的处理，同时采取将多个CDMA1X信道进行捆绑来增加数据传输模块的总数据带宽。在进行压缩计算时，还要考虑视频恢复质量问题，总之，要综合以上多种因素进行协调处理，方可得到较为理想的效果。

2.4 视频权限分组管理

系统能实现对视频录像数据查找，下载权限的管理，确保视频录像不会被非权限内的用户下载观看，防止泄漏施工技术。本系统权限分为三组，厅一级单位位于第一分组，可以对全省的重大交通工程无线监控现场进行实时查看，了解工程安全、质量进度等现场实际情况；总监理工程师办公室位于第二分组，可以对自己管段的工程施工现场进行实时查看；项目各标段施工方、监理方位于第三组，只可查看本标段的现场施工情况。

3 结语

综上所述，无线弱信号、窄带宽视频传输技术下研发出的无线监控系统特别适合在山区省份进行推广，它的应用必将对提高当地工程工程施工现场的安全性、规范性和施工效率起到有效的促进作用。

参考文献

[1]张默晗，张北，王天亮.无线信号传输装置及传输方法[Z].CN101694740A： ，2010.

[2]李羿承，林俊嘉.无间断无线信号传输方法及装置[Z].CN101442343：，2009.