隨著國家對野生自然保護區(qū)的重視,各種規(guī)模的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用到各個森林保護區(qū)。隨著Internet和寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展,傳統(tǒng)的以文字和圖片為主的內(nèi)容服務(wù)已不能滿足用戶的需求,具有視頻和音頻的多媒體內(nèi)容服務(wù)即將成為主流,這是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。同時,各種高效壓縮解壓算法的提出,為多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸提供了可能。

電信寬帶網(wǎng)絡(luò)的使用已成為我們生活和工作不可缺少的一部份。在移動寬帶網(wǎng)絡(luò)實時傳輸即流媒體技術(shù)將是現(xiàn)在和未來五年的一項新技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的熱點?；?G/4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新一代無線安防監(jiān)控系統(tǒng)使無線傳輸在移動寬帶網(wǎng)上傳輸視頻和音頻成為一種趨勢。將視頻、音頻、數(shù)據(jù)集成在一起進行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕鉀Q方案，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、網(wǎng)絡(luò)化管理、高可靠性、高集成度等特點，最重要的是其不受地域地形和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)鋪設(shè)限制。 

1、工 程 概 況

 隨著國家對森林環(huán)境的重視，國內(nèi)的各個野生森林自然保護區(qū)也加速推進信息化建設(shè)的，目前各很多地區(qū)的森林防火以及自然保護區(qū)已建立綜合信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其中遠程圖像監(jiān)控是這些部門信息化建設(shè)的重點需求之一。如何利用已建立的綜合信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將3G/4G無線監(jiān)控業(yè)務(wù)融合在系統(tǒng)中，既可以減少因建立專用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的投資，又可以滿足各業(yè)務(wù)職能部門監(jiān)控信息共享的需要。

 1.1 行業(yè)概述

隨著自然保護區(qū)信息系統(tǒng)建設(shè)，內(nèi)部從以前粗放式管理向信息化管理過渡，逐步加強了對保護區(qū)內(nèi)部的各種動植物資源進行集中管理，國家級自然保護區(qū)內(nèi)有中國面積最大且保持完整的原始狀態(tài)山地苔蘚常綠闊葉林，具有森林及其水源涵養(yǎng)作用，保護區(qū)類型為森林生態(tài)資源保護區(qū)。近年來，通過綜合治理，在森林防火及森林資源保護工作中雖然取得了較好成績，但是森林防火問題仍一直困擾著林業(yè)部門。森林火災(zāi)頻發(fā)的勢頭仍未能得到根本遏制。隨著造林事業(yè)的不斷發(fā)展，林地面積和林業(yè)蓄積量逐年增加，森林防火工作日益成為首要任務(wù)。森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，每年都有一定數(shù)量的森林火災(zāi)發(fā)生，造成了森林資源的重大損失和全球性的環(huán)境污染。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機性、短時間內(nèi)能造成巨大損失的特點。森林火災(zāi)雖不可能完全避免，但其危害程度完全可以通過預(yù)防和及時撲救等措施來加以控制。因此，一旦有火警發(fā)生，就必須以極快的速度采取撲救措施。撲救是否及時，決策是否得當(dāng)，取決于對林火行為的發(fā)現(xiàn)是否及時，分析是否準(zhǔn)確合理，決策措施是否得當(dāng)。為了預(yù)防、減少和控制森林火災(zāi)，早日實現(xiàn)森林防火工作的規(guī)范化、科學(xué)化、信息化，貫徹“預(yù)防為主，積極撲救的方針”，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決森林防火綜合能力示范工程，森林防火野外視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)顯得尤其重要。

1.2 系統(tǒng)組成

3G/4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng) 有三部分組成：前端圖像采集系統(tǒng)（含供電系統(tǒng)）、無線傳輸系統(tǒng)、后端監(jiān)控管理指揮系統(tǒng)。 是專門針對野生動植物自然保護區(qū)的地理特點，可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境而推出的一套完整的安全綜合治理 “ 遠程保護區(qū)無線監(jiān)控系統(tǒng) ” 解決方案。該系統(tǒng)滿足本地監(jiān)控和中心聯(lián)網(wǎng)多級網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控的需求。可 24 小時實時監(jiān)控保護區(qū)的安全情況 , 不受地理位置和距離限制，降低了安全監(jiān)控人員的勞動強度，為監(jiān)控中心指揮提供強有力的保障，使各級監(jiān)視中心的調(diào)度人員通過監(jiān)視遠端傳送上來的現(xiàn)場圖像，直觀、準(zhǔn)確、及時地了解各區(qū)的實際情況。

1.3 行業(yè)特點及設(shè)備選型

森林防火遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了許多具有強烈行業(yè)特征的需求，這些需求是普通的視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法滿足的，因此防火智能監(jiān)控系統(tǒng)需要具備以下特點：

全天候遠距離工作：防火信息采集點要全天候工作，這就需要選擇攝像機時應(yīng)選用紅外敏感型彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機。鏡頭應(yīng)選用日夜兩用型長焦鏡頭，并且于較遠距離外外能看清小面積火情，還具有透霧功能；云臺要求選用螺桿傳動的室外一體化重載云臺，為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩(wěn)定。前端設(shè)備采用密封加隔離的防護措施，把系統(tǒng)重要電子核心器件全部密封在碳纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計的防護罩里面，保證防護罩內(nèi)部設(shè)備不會發(fā)生結(jié)霧和凝水現(xiàn)象。同時防護罩視窗玻璃采用白光鋼化玻璃同時附加熱片，杜絕了視窗表面的結(jié)霧和凝水，防止監(jiān)控圖像出現(xiàn)模糊或畸形。

前端設(shè)備工作狀態(tài)遠程監(jiān)控：由于整個防火信息采集前端設(shè)備地處深山，維護極為不便，所以中心要是能隨時掌握前端設(shè)備的工作狀態(tài)，對維護將起到重要的指導(dǎo)分析作用，一方面降低了整個系統(tǒng)維護工作的強度和費用，另一方面也保護了用戶的利益。

智能的林火火情分析和早期預(yù)警：完全依靠值班人員通過監(jiān)視器來發(fā)現(xiàn)早期火情是比較困難的，隨著智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展，對早期林火的煙火智能識別已經(jīng)開始逐步得到應(yīng)用，系統(tǒng)需要能及時自動發(fā)現(xiàn)火情、告警并聯(lián)動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，實現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早通報、早撲救。

監(jiān)控室建設(shè)：建設(shè)監(jiān)控室大屏幕，方便實時監(jiān)控野外監(jiān)控圖像，遠程監(jiān)控林區(qū)，實現(xiàn)無人值守。

根據(jù)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)方面的要求，我們采用網(wǎng)絡(luò)化分布式視頻接入、集中控制管理、分布式共享的策略采用無線通訊方式來實現(xiàn)煤礦礦區(qū)的視頻監(jiān)控功能。

網(wǎng)絡(luò)化分布式報警信號和視頻接入，是指采用專用的3G/4G視頻接入設(shè)備就近將監(jiān)

控視頻發(fā)射到網(wǎng)絡(luò)基站。

集中控制管理，是指通過專門的視頻服務(wù)器和數(shù)傳電臺接收機來控制和調(diào)

監(jiān)控視頻的接入和訪問服務(wù)、以及報警信息處理等。

分布式共享，是指通過網(wǎng)絡(luò)方式實現(xiàn)監(jiān)控視頻的傳輸，滿足多個業(yè)務(wù)職能部門戶的共享需求。

1.3.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

本安全防范系統(tǒng)設(shè)計完全符合中華人民共和國公安部有關(guān)條例和規(guī)范，包括：

安全防范工程程序與要求GA/T75-94；        

安全防范系統(tǒng)通用圖形符號GA/T74-94；          

安全防范工程費用概預(yù)算編制辦法GA/70-94；    

電子設(shè)備安裝工程費用定額HYD41-01-1999；         

風(fēng)險等級和防護級別的規(guī)定GA/T38-92；          

民用建筑閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB50198-94；   

防盜報警控制器通用技術(shù)條件GB12663-90；          

民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ/T16-92；         

中國電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GBJ232-82；      

建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范CECS72.95；

系統(tǒng)接地的形式及安全技術(shù)要求GB14050-93；    

1.3.2用戶實際需求及分析

根據(jù)現(xiàn)場的實際要求，需要對自然保護區(qū)的重點部位進行布控，由于環(huán)境因素不太適合有線的形式進行布局，需要傳輸視頻信號及其它信號，為了完成監(jiān)控的目的，我們采用3G/4G無線方式進行傳輸，不僅可以完成現(xiàn)場功能的實現(xiàn)，同時又可以對傳輸過程進行加密傳輸，從而達到一定的保密要求。

1.3.3 實用性及可靠性原則

在本次遠程監(jiān)控系統(tǒng)工程中，我們首先考慮的是實用性和可靠性，遵循面向應(yīng)用、注重實效的原則，以確保使用的技術(shù)及設(shè)備成熟可靠。

在系統(tǒng)的設(shè)計和實施工程中，應(yīng)該充分考慮系統(tǒng)的可靠性。在整體設(shè)計時關(guān)鍵部位必須有充足的備份措施，對于重要的網(wǎng)絡(luò)部位應(yīng)當(dāng)采取先進可靠的容錯技術(shù)。在本項目中，我們所設(shè)計采用的設(shè)備無論是集成的外購產(chǎn)品，還是自行開發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品都經(jīng)過嚴(yán)格的選擇與測試。外購產(chǎn)品全部為國內(nèi)外具有良好聲譽、良好產(chǎn)品質(zhì)量及售后服務(wù)信譽的名牌產(chǎn)品。自行開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品及軟件全部都是經(jīng)過實際測試與使用的產(chǎn)品，并經(jīng)過嚴(yán)格的器件篩選及老化實驗，充分保證了設(shè)備及系統(tǒng)的可靠性。

1.3.4 先進性、成熟性與可擴展性原則

在滿足實用性原則的基礎(chǔ)上，并結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，我們選用先進的設(shè)備、優(yōu)化的結(jié)構(gòu)、綜合布線方式及多媒體控制技術(shù)，力爭將系統(tǒng)的技術(shù)水平定位在一個高層次上，以適應(yīng)新世紀(jì)現(xiàn)代生產(chǎn)管理發(fā)展的需要。

系統(tǒng)建設(shè)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展，充分考野外自然保護區(qū)的特點，在整體設(shè)計、設(shè)備配置、通信方式、管理方式、維護方式等方面具有一定的先進性，采用國際標(biāo)準(zhǔn)的同時又是成熟的技術(shù)。

系統(tǒng)具有良好的可擴展性，充分保證能夠?qū)⒔窈笤黾拥男略O(shè)備和新功能簡單方便地與原有系統(tǒng)相結(jié)合。

1.3.5 開放性和標(biāo)準(zhǔn)化原則

系統(tǒng)中所采用的通信協(xié)議、系統(tǒng)設(shè)備都符合國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各類標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。充分利用3G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，將它們有機地結(jié)合起來，為信息交換和設(shè)備互操作創(chuàng)造有利條件。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計CECS：72/97《國家建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件設(shè)備選型、施工、安裝符合相應(yīng)國際或國家標(biāo)準(zhǔn)。

2、系統(tǒng)具體設(shè)計和建設(shè)目標(biāo)

出于長遠規(guī)劃的考慮，依據(jù)國家相關(guān)行業(yè)規(guī)定和規(guī)范的要求，結(jié)合本工程項目的實際需要，設(shè)計、建設(shè)的項目內(nèi)容為以下幾點：前端設(shè)備的布設(shè)；傳輸系統(tǒng)；主控系統(tǒng)。

通過以上三個項目的建立，構(gòu)成一個現(xiàn)代化的安全技術(shù)防范系統(tǒng)工程。該工程運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，在科學(xué)的管理下，達到防范嚴(yán)密，常備不懈，無懈可擊，嚴(yán)陣以待，發(fā)揮全天候的防范效果。為此，這四個項目的具體要求分述如下：

2.1 現(xiàn)場情況及無線系統(tǒng)整體布設(shè)

在國家級自然保護區(qū)重點火險林區(qū)范圍內(nèi)，全面完善和加強森林防火基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備建設(shè)，使重點火險區(qū)林火監(jiān)測和地面巡護；實現(xiàn)森林火災(zāi)實現(xiàn)實時監(jiān)控、預(yù)警，建立完整的前端信息采集系統(tǒng)、火情分析自動識別報警系統(tǒng)、監(jiān)控中心及防火業(yè)務(wù)智能監(jiān)控平臺，實現(xiàn)視頻監(jiān)控、智能分析報警等功能。通過項目建設(shè)能確保自然保護區(qū)及時發(fā)現(xiàn)火情和警情，及時組織撲救火災(zāi)，有效保護森林資源，從而保護區(qū)域內(nèi)和區(qū)域周邊人民群眾的生命財產(chǎn)安全，維護林區(qū)生態(tài)環(huán)境。

本項目通過先進的視頻監(jiān)控技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，對自然保護區(qū)的森林資源進行有效地保護，對火情做到打早、打小、打了，降低護林員工作強度，提高工作效率，并為滅火指揮人員提供技術(shù)支撐。

本項目主要是針對以上情況不方便布線的情況下，在自然保護區(qū)選取幾個重要的監(jiān)控防火點，安裝3G/4G的前端監(jiān)控設(shè)備，對前端的火情以及警情進行及時的監(jiān)控管理。采用基于3G寬帶網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來對目標(biāo)區(qū)域進行事前防范，有效監(jiān)管，提高管理效率，并能夠事后進行追蹤，監(jiān)控中心能控制球機、云臺。

攝像機用數(shù)據(jù)線與4路車載3G傳輸設(shè)備連接，視頻信號通過3G 無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，在監(jiān)控中心電腦通過本地網(wǎng)絡(luò)即可查看各個監(jiān)控點及車輛運行情況，也可以接到硬盤錄像機進行錄制。通過電腦鼠標(biāo)可以操作攝像頭監(jiān)控方向。

監(jiān)控設(shè)備和3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備都需要供電（220V）

2.2 中心監(jiān)控室具有的功能

主控室是整個系統(tǒng)的信號控制及信息交換中心，具有最全面的系統(tǒng)功能，簡單表述為以下幾點。更詳細(xì)的功能介紹，請參看“設(shè)備選用”中的數(shù)字硬盤錄像主機的選用。

2.3 其他網(wǎng)絡(luò)分控端具有的功能

其他網(wǎng)絡(luò)分控端設(shè)備主要指單位領(lǐng)導(dǎo)或系統(tǒng)管理人員所在位置安裝的分控計算機。作為網(wǎng)絡(luò)分控端必需具備三個條件才能夠?qū)崿F(xiàn)分控管理的功能。包括：分控端的分控計算機必須與中心數(shù)字主控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)；在分控計算機上安裝專用分控軟件并運行；享有最高管理員的授權(quán)和密碼。

2.3.1 器材設(shè)備的選用

為了保證系統(tǒng)工程的先進性、可靠性、實用性，系統(tǒng)所需要的器材設(shè)備，應(yīng)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的總體規(guī)劃要求，在認(rèn)真進行現(xiàn)場勘察對系統(tǒng)工程有了較為深入了解的基礎(chǔ)上，選用名牌優(yōu)質(zhì)、符合國家標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)國家質(zhì)量認(rèn)證、性能價格比合理的產(chǎn)品，達到設(shè)備性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、價格合理。

3、方案設(shè)計參考文獻分類

 3.1 方案簡述

-- 本方案是由深圳深方科技有限公司推出的。方案主要介紹通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備完成保護區(qū)無線監(jiān)控功能。

3.2 適用對象

    野外自然保護區(qū)無線監(jiān)控

3.3 功能概述

無論是原來的G網(wǎng)手機、C網(wǎng)手機，或是最新的3G手機，只要你的手機能支持多媒體網(wǎng)絡(luò)，即可實現(xiàn)手機視頻查看。通過手機可視頻錄像切換、視頻抓拍、云臺控制、焦距控制等。

服務(wù)器帶有移動偵測報警、視頻丟失報警功能，實現(xiàn)報警聯(lián)動錄像，具有報警前10-20秒的預(yù)錄像，與智能分析模塊聯(lián)動可實現(xiàn)智能視頻分析報警（周界入侵/可疑物探測/物體丟失偵測/人數(shù)統(tǒng)計等功能）?？赏饨訄缶斎牒洼敵鲈O(shè)備，提供RS485接口。

支持雙向語音傳輸，用戶可以通過電腦聽到現(xiàn)場實時的聲音，同時也可以通過電腦麥克風(fēng)將聲音傳送到現(xiàn)場。

配套全球可視信息平臺的視頻系統(tǒng)管理平臺，用戶能同時監(jiān)控和管理幾萬臺在線設(shè)備，可遠程控制、設(shè)置、添加刪除設(shè)備、多用戶權(quán)限管理等等。用戶可在任何地點和時間，登入網(wǎng)站平臺即可操作。該平臺完全達到運營級的平臺要求。 

3.4  方案優(yōu)勢

(1). 可選支持GPRS/CDMA/EDGE/3G模式手機瀏覽。

(2). 雙碼流輸出，一支為高清晰的視頻信號，用于本地錄像存儲；另一支為無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，用于實現(xiàn)遠程PC查看和手機視頻查看。

(3). 具有報警輸入、移動偵測報警、視頻報警、報警聯(lián)動輸出，提供RS232網(wǎng)絡(luò)透明通道接口。

雙向語音對講、車載硬盤錄像、GPS定位、車載媒體播放于一體的全方位、多功能車載監(jiān)控設(shè)備，視頻畫面更清晰，8-32伏寬電源設(shè)計，滿足任何車輛直接供電，使用起來更方便；GPS實時定位，單卡四路,4路CIF實時傳輸,雙向語音對講,報警輸入輸出,透明串口，車載減震，SATA硬盤接口，最高四路D1錄像,內(nèi)置GPS模塊6. 內(nèi)置WEB預(yù)覽功能，可進行IE訪問。

(4) 支持雙向雙工語音對講、單向語音廣播。

(5). 支持云臺與電動鏡頭控制，支持多種解碼協(xié)議。

(6) 支持視頻、音頻、報警、語音數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)通過TCP/IP和UDP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸；支持各種3G網(wǎng)。

3.5 拓樸結(jié)構(gòu)