船舶视频监控方案.docx

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船舶动态与视频监控系统的设计与实现

0.引言

近几年，我国海上运力、运量直线上升，但由于海上环境特别，缺乏有效的监管技术手段，目前海上安全生产问题已成为制约海运业〔特别是滚装船〕进展的突出因素[1]。借助高科技手段对船舶动态与视频进展全方位的监控，建立高效的船舶治理与预警系统，是保证船舶航行安全的必定选择。

传统的船舶动态监控系统是利用船载GPS和通信设备〔大多是海事卫星C站〕把船舶航行的动态信息〔船位、航速、航向〕传回陆地指挥中心，指挥中心能在大屏幕电子海图上观看到船舶的分布状况、运动轨迹，能够查询相关信息，对船舶进展调度治理等等[2，3]。

目前，国内外海上船舶治理是以船舶报告系统和VTS为代表，以雷达、高频和AIS〔船舶自动识别系统〕技术为手段[4,5]，存在显示不直观〔只能将船舶作为一个质点来治理〕，系统扩展性不强等缺点，在远海则只能以卫星通信来补充，运行费用昂贵。

国外现有的船舶视频传输系统根本上是针对远洋航行的船舶，承受卫星通信方式，通过船载F站实现船舶静态图像传输，但由于其费用高而较少被承受。随着我国公众移动通信技术的进展，本文提出用CDMA1X无线网络传输船舶视频图像与船舶动态信息。

由于涉及动态信息和视频信息的传输，岸船之间的信息传输问题便成了船舶动态和视频监控系统所要解决的主要问题。对于海上移动通信来说，目前主要有以下几种方式：〔1〕海事卫星C站或F站，其优点是信号掩盖全球，缺点是带宽窄，比方使用海事卫星F站传输视频只能到达64K的带宽，而且设备昂贵〔约

2.5万美元/台〕和通信费用高〔6.5美元/分钟〕，只有在紧急状态下使用，很少用于日常的安全治理。〔2〕VHF〔VeryHighFreqency〕和SSB〔SingleSideBand〕，主要用于话音通信。〔3〕GSM、GPRS和CDMA技术，这几种技术都适合近岸航行的船舶进展岸船通信，但对于中国海疆的海上业务来说，GSM和GPRS的信号掩盖不如CDMA广，传输带宽也不如CDMA宽。比较上面几种岸船通信技术，利用CDMA1X无线传输技术实现近岸船舶动态与视频监控是较抱负的选择。

CDMA1X无线接入理论速率153.6Kbps，目前，有些地区1路CDMA1X信道实际带宽为80kbps，而对于海上通信来说，由于环境特别，实际上1路CDMA1X带宽可能更窄。这样，承受1路CDMA1X信道来传输船舶视频信息，实际监控效果较差。本文承受多路CDMA1X信道捆绑来增加带宽技术传输视频信息，到达了良好的监控效果。由于动态信息的传输对带宽的要求不高，本文仍承受1路CDMA1X信道传输动态信息。同时由于CDMA1X传输信道不稳定以及海上环境的简单性，要在肯定的传输率限制的条件下取得最好的视频质量，就必需承受相应的优化策略。本文先对CDMA1X无线网络进展带宽推测，再承受相应的掌握策略，对码率自适应调整，使视频能正常地传输，从而获得较好的视频质量。

在以下各节中，首先对系统做一个大体介绍，然后在第2节与第3节中，具体地争论系统的设计与实现，最终指出进一步的进展方向。

船舶动态与视频监控系统简介

船舶动态与视频监控系统的组成构造如图1所示。该系统由五个子系统组成：CDMA无线视频传输子系统、船上监控中心、动态定位与CDMA通信子系统、岸上监控中心以及监控终端。

船舶动态与视频监控系统建立两个监控中心：船上监控中心与岸上监控中心。船上监控中心由于与视频编码器同处在船舶局域网内，通过网线相互连接，带宽充分，承受高区分率的视频图像，满足4CIF格式。船上监控中心一方面保障船舶安全，另一方面为安全事故供给取证。岸上监控中心通过CDMA1X无线网络猎取船舶动态与视频信息，承受低区分率的视频质量，满足CIF格式。岸上监控中心承受Web技术在因特网或局域网内公布船舶动态与视频信息。船舶公司、港口企业，特别是海事部门、救助打捞部门可以在岸上监控中心或办公室看到船上重点监控点〔包括驾驶室、甲板、货舱、车辆舱、机舱等〕的视频图像。

考虑到船上监控中心实行的是有线连接方式，易于实现，本文余下局部重点介绍CDMA1X无线视频传输子系统及岸上监控中心的功能、设计与实现。

图1船舶动态与视频监控系统组成构造图

Fig.1Frameworkofshipdynamicandvideomonitoringsystem

船舶动态与视频监控系统的设计

CDMA无线视频传输子系统

依据船舶的实际状况，在客舱、驾驶室等监控点安装摄像机，外围各配备一台支撑摄像机的云台及云台掌握器。视频编码器负责把摄像机的模拟视频信