全网络3G海事卫星应急指挥车载便携系统方案新.docx

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全网络3G海事卫星应急指挥车载便携系统方案新

应急指挥便携式

全网络3G海事卫星音视频监控系统

北京海德嘉业科技有限公司

二〇一一年八月

第一章系统设计

小型移动应急指挥平台是固定应急指挥中心指挥调度工作的必要延伸和备份补充，是可移动的指挥中心或现场指挥所。

负责现场指挥工作，并与固定应急指挥中心保持实时的通信联络和信息传递，主要传递的信息为话音、图像、视频和数据信息传递。

小型移动应急平台是移动应急平台的一种，采用便携式设计，可车载或单兵携带，无需指挥车的配合即可独立工作，在现场通过无线移动网络（3G无线网络）和海事卫星BGAN直接与指挥中心建立话音、数据联系，报送现场情况，上传现场视频图像，供相关领导及时了解现场情况，获取第一手资料。

全网络3G海事卫星音视频监控系统是大、中型移动应急平台和小型移动应急平台的子系统，适用于各种应急救援指挥过程、抢险救灾现场或其它特殊情况的现场处理和控制。

突发事件现场情况需要实时而迅速地传回指挥中心，而事发地点又通常具有不确定性，全网络3G海事卫星音视频监控系统发挥出强劲的技术优势和灵活反应能力，通过无线视频技术将现场情况及时传回指挥中心，便于远程指挥和调度，可以极大地缩短反应时间，便于快速远程调度指挥。

一.技术设计要求

●利用成熟的3G无线网络进行实时视频传输

●利用海事卫星BGAN网络进行实时视频传输

●前端采集、传输设备可以便携使用

●支持中心组网、分级管理

●支持电视墙观看视频

●支持与视频会议系统对接

●支持无线观看视频（笔记本，PDA）

●要求设备可以全天候在各类环境中传输现场视频至监控指挥中心或者其他联网单位

二.应用目标设计要求

●突发事件：

当发生突发事件时，通过便携全网络3G海事卫星音视频监控系统，第一时间将现场实际情况传送到监控指挥中心。

●联合处理：

在到达现场过程中和处理现场事件时，通过便携全网络3G海事卫星音视频监控系统可将现场实时过程上传和现场录像、中心录像，结合三大运营商的3G无线网络和海事卫星网络，确保处理过程及时有效。

●远程指挥：

通过便携全网络3G海事卫星音视频监控系统实时监控周边现场情况，监控指挥中心根据现场情况进行远程监控管理和指挥。

第二章

全网络3G海事卫星音视频监控系统简介

我公司针对上述需求采用国际领先的视频处理技术和三大运营商的3G无线移动通讯技术、海事卫星BGAN通讯技术研制生产的全网络3G海事卫星无线视频监控系统产品，能够在野外复杂环境中，支持以无线方式提供流畅的、高清晰度的视频传输，能够实时为事件现场提供高性能、高可用性、低成本的视频无线通讯网络解决方案，搭建远程网络视频监控系统、语音传输系统和紧急调度系统。

一.系统组成

按照上述要求，采用全网络3G海事卫星音视频监控系统构建应急指挥视频监控系统。

系统组网示意图

全网络3G海事卫星音视频监控系统由指挥中心单元、3G无线网络单元、海事卫星BGAN单元、便携3G海事卫星无线视频采集传输单元、客户端平台软件组成。

指挥中心人员和领导可使用电视墙、PC、笔记本通过有线和方式无线观看视频、调度指挥。

（一）指挥中心单元

指挥中心单元配置1台计算机服务器并安装VAjet网络视频监控系统软件，具有公网固定IP地址和宽带接入（建议2M或2M以上）。

用户根据机房安装配置的情况选择配置交换机、路由器、防护墙等机房设备。

指挥中心配置1台有线网络视频服务器、摄像机，实现现场和指挥中心简单的视频会议（双向视频和语音）。

（二）3G无线网络单元

3G无线网络单元，采用中国移动的TDSCDMA、中国电信的EVDO和中国联通的WCDMA三种3G技术，支持三种3G无线传输方式，同时也可以支持宽带卫星、海事卫星和其他基于RJ45网口的传输方式。

（三）海事卫星BGAN单元

海事卫星BGAN单元，采用海事卫星BGAN的HNS-9201便携式卫星终端设备，支持共享带宽492Kbps、独享带宽384Kbps，同时支持海事卫星电话功能。

（四）便携无线视频采集传输单元

便携无线视频采集传输单元配置全网络3G海事卫星音视频采集传输终端箱（支持三种3G无线网络传输、海事卫星网络传输）、吸盘式摄像机（使用时安装在车顶或固定位置）、数码摄像机（在吸盘式摄像机无法到达地点使用）、耳麦、笔记本（利用3G无线上网、海事卫星BGAN上网）和车载供电设备。

二.系统工作流程

启动便携无线视频采集传输终端（含摄像头），设备按照设定的参数自动运行，通过摄像头进行视频采集，无线视频采集传输终端对摄像机采集的水平进行压缩编码。

同时连接运营商的3G无线网络，建立数据链路。

视频传输设备通过3G无线链路将编码后的视频信息实时传送到监控指挥中心的视频管理服务器，运行在视频管理服务器的视频处理程序将接收到的视频信息重新合成，通过发布程序进行视频实时发布。

用户根据权限，使用客户端软件，就可以观看实时的视频和双向语音对讲。

事件现场的实时视频，通过指挥中心的视频解码器接入到上一级视频会议系统。

现场工作人员或领导，通过笔记本连接3G网络或海事卫星BGAN网络，通过客户端软件与指挥中心视频管理服务器连接，实现事件现场和指挥中心的简单视频会议。

（一）系统性能

1.图像性能指标

●正常模式：

分辨率为352×288或704×576，最高可达25帧/s，16Bit色

●一般情况下视频图像保证无水纹（与3G无线网络条件相关、与海事卫星网络关联不大）

2.视频转发程序性能指标（需服务器硬件和网络配合）

●单机版服务器系统软件支持多终端并发传输（最多支持200个终端并发）。

如需支持更多终端并发数量，采用VAjet分布式系统管理软件平台

●支持多人同时观看同一路或多路视频图像（观看同一路系统最大支持300个用户同时观看）

●支持权限管理

●支持电视墙、笔记本、PC电脑和手机有线/无线观看

（二）系统的扩展性

系统硬件和软件，还可实现以下功能：

●支持VPDN服务

●支持有线网络视频传输（如ADSL、光纤网络等）和系统融合

●支持本地化数据存储

●客户端支持数据存储

●指挥中心支持数据存储

●通过升级支持本地高清晰监控和控制

●通过升级支持视频调度指挥

●支持模拟视频输出

三.产品特性

●嵌入式实时多任务操作系统和嵌入式处理器，完全脱离PC平台，系统更加稳定可靠，外部接头全部采用航空接头

●基于UH.264视频处理技术，经过独有的优化压缩处理技术，可在3G/海事卫星网络上，以最高可达每路图像30帧/s（NTSC）或25帧/s（PAL）的速度，全实时传送高清晰、准DVD效果图像

●不同带宽下对应帧率：

64Kbps—3～8帧/s，128Kbps—6～15帧/s，256Kbps—12～25帧/s，256Kbps以上，平均20～25帧/s

●支持高质量双向语音对讲

●支持双向视频

●支持超低码率，支持CBR和VBR，带宽自适应。

独有的可靠连接技术，在恶劣网络条件下保障视频流畅传输。

●支持多种PTZ协议，协议可扩展，工业标准的控制I/O,支持多路报警联动。

●独立的I/O告警输入口和中继告警输出口

●独立的RS-232串口和RS-422/485串口，实现对高速球机、摄像机或其他集成产品的远程控制

●基于SSL的用户身份鉴定功能

●采用嵌入式结构设计，内置硬件狗，保证系统运行稳定可靠。

●与VAjet专业监控系统软件和VAjet远程视频监控管理平台完全兼容

第三章

系统单元描述

全网络3G海事卫星音视频监控系统由指挥中心单元、3G无线网络单元、海事卫星BGAN单元、便携无线视频采集传输单元、客户端平台软件组成。

（一）指挥中心单元

指挥中心是整个无线视频监控系统的监视控制中心，所有便携视频图像都汇聚到指挥中心。

该指挥中心由接入设备、计算机视频管理服务器、计算机监控终端、电视墙等组成。

指挥中心连接运营商数据传输网络，3G海事卫星无线视频采集终端将数据发送到拥有运营商固定IP的计算机视频管理服务器上，本地通过局域网登陆计算机视频管理服务器观看实时视频，并将实时视频图像投射到电视墙上。

为了实现现场和指挥中心双向视频和语音，在指挥中心架设1台有线网络视频服务器和1台摄像机，同时配置音箱和话筒（可以采用监控指挥中心原有设备）。

1.系统功能

⏹计算机视频管理服务器1台

◆安装VAjet系统管理软件

◆视频转发、定位、管理等

⏹监控终端1台

◆计算机监控终端安装用户端软件

◆接收并显示无线视频终端的视频

⏹电视墙

◆显示指定视频信息、支持多点轮巡监控

⏹运营商宽带接入和固定IP，带宽建议2M以上

2.系统工作模式

⏹正常观察模式：

352×288或704×576，每秒1～25帧，一般情况延时小于3秒

3.有线网络视频服务器

有线网络视频服务器是面向高品质视频应用而设计的编解码终端产品。

产品以高稳定的码流控制，将视、音频数据从监控点传送到指挥中心。

网络视频服务器结合VAjet网络视频监控管理系统软件使用，实现客户端和有线网络视频服务器之间的单向视频和双向语音。

技术参数

系统

CPU

Hi3510

RTOS

Linux

RAM

32MBSDRAM

ROM

8MBFlashROM

网络

协议

TCP/IP,UDP/IP,HTTP,FTP,

Telnet,NTP,DDNS,DHCP,PPPoE

RTP,RTSP,RTCP,SMTP,VSIP

接口

RJ4510/100BaseT

视频

视频输入

1路输入

视频输出接口

视频（PAL/NTSC）BNC接口75欧姆IV（P-P）

视频标准

H.264BaseLine

视频压缩码率

30Kbps--4Mbps

视频画质

图像画质9级可调

分辨率

CIF/2CIF/D1

帧率

PAL/25FPSNTSC/30FPS

音频

音频标准

G.726/G.711

音频输入

1路输入

音频输出

1路输出

音频输入接口

∮3.5mmMIC接口（定向）输入阻抗﹥3000欧姆×1输入音频信号（需有源MIC，电压﹤5V）

音频输出接口

∮3.5mm×1输入输出音频信号

音频压缩码率

16/24/32/40kbps/64kbps

串口

RS232

RJ45Max230kbps

RS485

端子接口Max230kbps

电源

电源电压

12VDC+/-10%

最大输出功率

4W

设备规格

尺寸（高×宽×深）

45mm×180mm×178mm

工作环境温度

0°C~50°C

工作环境湿度

0%~90%（非凝结）

贮存环境温度

-20°C~75°C

贮存环境湿度

0%~90%（非凝结）

产品特点：

●支持H.264压缩算法，采用Hi3510处理芯片及Linux嵌入式操作系统；

●可在TCP/IP网络上稳定地传输高品质视频，并支持多种传输协议；

●拥有百万像素拍照、双向语音、多路报警联动、WebServer等功能；

●支持特色OSD、多区域移动侦测、低功耗等特性。

4.摄像机

可以采用监控指挥中心原有的摄像机或新建。

新建采用SONYEVI-D70P通讯型视频会议摄像机。

性能特点：

EVI-D70P是SONY生产的EVI系列摄像机中的最新产品，高度一体化，配备18倍光学变焦的优质摄像机，高速云台，可吸顶安装，RS-232C/RS-422通讯控制，特殊适合各种遥控摄像用途，如视频会议，远程教学监视，医疗，会议及训练室，法院，因特网通讯等

●高清晰高灵敏度高画质ExviewHADCCD

●216倍变焦（18光学+12倍电子），快速稳定的自动聚焦镜头，高达216倍变焦

●自动关机功能，报警功能：

移动侦测报警,区域可设置

●可通过PC控制设置摄像机的各种功能

●自动移动滤光片，光线不足时，摄像机可自动移开滤光片

增加CCD的灵敏度，可吊装或桌面安装，多达7台串联控制

●EVI-D30/D31仿真方式多功能红外遥控器

●遥控器可方便的控制摄像机的云台镜头等各基本功能

技术参数

技术参数

EVI-D70P

视频信号

PAL

有效像素

752x528

水平分辨率

480TVlines（wideend）

镜头

18x变焦,f=4.1mm（宽）to73.8mm（电视）,F1.4到F3.0

水平视角

27°（电视端）to48°（宽端）

最短对象距离

10mm（宽端）to800mm（电视端）

最低照度

1lx（F1.4）

自动曝光

自动/手动/优先级AE,曝光补偿/背景光补偿

快门速度

1/10到1/10,000s

增益

自动/手动（-3to+28dB,2dB步）

白平衡

自动/ATW/室内/室外/一次按压/手动

信噪比`

超过50dB

平移/倾斜

平移:

+/-170°（最大速度:

100°/s）倾斜:

-30°to90°（最大速度:

100°/s）

位置预设值

6预置位

图像效果

取负效果，黑白

视频输出

VBS,Y/C

控制端子

RS-232C（8-帧微型DIN）控制（VISCA）/RS-422（9Pin）控制（VISCA）,波特率:

9.6Kb/s,38.4Kb/s

电源需求

DC10.8到13.2V

操作温度

0°到40°C（32°到40°F）

储存温度

-20°到60°C（32°到140°F）

功率

12W

尺寸

132x144x144mm（51/4x53/4x53/4inches）

（二）3G无线网络单元

采用中国移动的TDSCDMA、中国电信的EVDO和中国联通的WCDMA三种3G技术，支持三种3G无线传输方式，同时也可以支持宽带卫星、海事卫星和其他基于RJ45网口的传输方式。

1.3G无线网络

●中国联通WCDMA

 全称为WidebandCDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。

该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。

●中国电信CDMA2000

  CDMA2000是由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMAIS95（2G）—CDMA20001x—CDMA20003x（3G）的演进策略。

CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。

CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。

●中国移动TD-SCDMA

  全称为TimeDivision-SynchronousCDMA（时分同步CDMA），是由我国大唐电信公司提出的3G标准，该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

●3G频率比较

  中国移动TD-SCDMA：

上行1880-1920MHz，下行2010-2025MHz。

补充频率2300－2400MHz。

  中国联通WCDMA：

  上行1920-1980MHz，下行2110-2170MHz。

补充频率：

上行1755-1785MHz，下行1850-1880MHz。

 中国电信CDMA2000：

上行825-835MHz，下行870-880MHz；补充频率：

上行885-915MHz，下行930-960MHz。

●3G网络带宽

 3G提供更高的带宽，当手机处于静止状态或者以步行速度移动时，最高可达到384Kbps，车内可达128Kbps，固定场合则达到2Mbps。

  一般用户仅有128Kbps（16KB）速率，商业用户才能享有货真价实的384Kbps（48KB）或以上带宽。

 3G带宽为共享带宽。

2.功能

在3G便携无线视频采集传输终端和指挥中心间建立无线数据通路，在该数据通路上传输实时视频传输。

（三）海事卫星BGAN单元

1.海事卫星BGAN通信网络

BGAN是国际海事卫星组织所主导的宽频全球区域网络系统（broadbandglobalareanetworksystem）的第四代的卫星通信系统。

新卫星不仅支持BGAN宽带业务，还将继续支持目前工作在第三代卫星上的全部数字业务和Inmarsat区域性中等带宽的RBGAN业务，以保持业务的连续性和平滑过渡。

第四代“国际海事卫星”综合了高低端多种业务模式，采用高效的频率复用技术，在有限L波段的带宽资源情况下，实现了容量和多样化的选择，它可支持全新的全球宽带局域网业务，提供至少10倍于“国际海事卫星”现有网络的通信容量。

该卫星BGAN业务可为全球几乎任何地方的用户提供速度达到492kbit/s的网络数据传输、移动视频、视频会议、传真、电子邮件、局域网接入，并为用户提供短信、语音信箱、来电显示、呼叫转移、呼叫等待、呼叫保持、电话会议、限制用户组、呼叫限制、预付费等多种附加功能。

BGAN是一个3GPP包交换和电路交换的网络，兼容第3代（3G）手机系统，其所有提供的服务都基于UMTS技术。

第四代“国际海事卫星”系统共有3颗卫星，可覆盖全球，由欧洲阿斯特留姆公司研制。

2005年3月12日发射的第1颗定位在64°E印度洋上空，覆盖区域包括欧洲、非洲、中东、亚洲和印度洋；2005年11月入轨的第二颗位于54°W大西洋上空；第三颗计划在2006年第二季度升空，网络覆盖也将扩展到南北美洲。

网络几乎覆盖了整个地球，其中包括全球85%以上的陆地（除极区），使世界上９８％人口可以应用到这项卫星数据服务，从而可为全球所有地区提供通信连接能力。

BGAN提供的基本业务

1）IP数据业务

共享型数据业务，数据速率最高达492Kbit/s，通过轻便的终端实现类似ADSL式的全球Internet接入，永远在线连接并按流量计费。

StreamingClass（流媒体）IP，可确保带宽（带QoS），类似ISDN业务，提供的不同速率SCIP为：

32、64、128、256、384Kbit/s，按连接时间计费。

可以实现以下服务：

●EmailAccess（电子邮件发送与接收）

●LANAccess（通过互连网在卫星终端与公司网络建立局域网）

●Filetransfer（文件传输）

●InternetAccess（互联网访问）

●Intranet,ExtranetAccess（企业内部网络访问）

●AudioandVideobroadcast（音频和视频的广播）

●VideoStoreandForward

2）电路交换业务

直拨话音：

使用压缩技术实现与GSM同质量的语音（4Kbit/s）；内置蓝牙技术，主机可以和话机分离（在室内使用）；具有紧急呼叫功能；支持模拟话音和IP数据会议。

短信：

BGAN终端间的短信互通，与GSM/小灵通等移动电话网络间的短信互通与WEB间的短信互通。

预付费业务：

所有手机包括呼叫转移、呼叫等待、呼叫保持；呼叫限制、限制用户组；来电显示；语音信箱；电话会议。

2.功能

在海事卫星BGAN视频采集传输终端和指挥中心间建立无线数据通路，在该数据通路上传输实时视频传输。

3.TT-700设备

BGAN（BroadbandGlobalAreaNetwork）是Inmarsat最新、最先进的产品。

BGAN是具有全球无缝隙的宽带网络接入、移动实时视频直播、兼容3G等多种前卫通信能力的新一代Inmarsat全球宽带局域网业务。

BGAN实现了移动、宽带、一机多用的完美结合，保持了全球任何地点、任何时间、随机接入各种通信网络的优势。

重量约1～3.5公斤的各种终端设备承载最高达492kbit/s的高速Internet接入、话音、传真、ISDN、短信、语音信箱等多种业务应用模式，从而带给您全球无所不在的移动办公能力、数据应用平台和综合应急通信方案。

EXPLORER700提供结实耐用、带有电话和传真业务的宽带终端。

作为适用于多用户的终端，立足于随时随地在恶劣条件下提供高速率通信解决方案。

EXPLORER700的显著特征是提供接入BGAN网络的最高速率宽带业务，凭借特殊设计的天线和对环境的适应能力，这套设备是有效的单机或多人使用的终端，提供多种实用功能：

●同时支持BGAN系统的话音和数据通信模式

●兼容ISDN

●集成DHCP/NAT无线路由器

●全双工通信制，单人或多用户，速率达492kbit/s

●提供保证宽带的32、64、128、256kbit/sIP数据业务

●具有标准的LAN，USB，蓝牙和电话、传真接口

●内置Web服务器可允许用户控制自己的电话薄、信息和电话，并为定制满足用户的特殊需要

●内嵌太阳能电池板

●可分离的轻小天线具有收发功能，以及70m/230英尺的连接线

●紧凑、小巧的主机单元，结构稳定、可靠

●具有适应湿度、粉尘、天气和温度等恶劣自然环境的设计

●可以快速安装使用和拆除

技术指标:

符合或超过目前及预计Inmarsat运营BGAN业务的相关指标。

⏹数据

◆标准IP数据业务（随机分配的数据业务）

◆发送：

最高达492kbit/s（使用共享数据信道）

◆接收：

最高达492kbit/s（使用共享数据信道）

◆高级IP数据业务（保证速率的数据业务）

◆发送：

32、64、128、256kbit/s

◆接收：

32、64、128、256kbit/s

◆同时、多高级IP数据业务

◆ISDN数据业务:

UDI/RDI（64kbit/s）

◆短信息业务:

160字符/

⏹重量

◆3.2公斤

⏹接口

◆天线接口  1个

◆USB      1个:

版本：

1.1（Slave）；接口类型：

B；最大速率：

12Mbps；电缆最大长度：

5米；

◆以太网口  2个

◆ISDN接口2个语音4kbps，数据64kbps；接口类型：

RJ-45，MDI/MDI-X（IEEE802.310/100BaseT）

◆RJ11接口                  2个电话/传真

◆数字信号输入输出接口      2个

◆12V太阳能电池板接口      1个

◆蓝牙接口-版本,1.2；标准,PowerClass1；频率：

2400.0～2483.5MHz；户外最大覆盖范围：

100米；连接设备数,最多7个；可支持（串行端口、拔号网络、局域网接入、无线手柄） 

◆WLAN接口-（802.11a/b/g、加密协议（WEP/WPA/WPA2）、DHCP）

⏹尺寸

◆长:

29.7cm/宽:

39.9cm/厚:

5.1cm

⏹液晶屏幕

◆图标显示、背景灯、2×16字符显示

⏹环境条件

◆运行温度-25°C到+55°C（直流供电）0℃～55℃（电池供电）；

◆终端储存温度：

－40℃～80℃（无电池），－20℃～60℃（有电池）；

◆相对湿度：

95％非冷凝（在40℃）；

◆最大风力：

18m/s

◆标准通话时间：

3小时；充电时间：

＜3小时；充电温度：

0℃～45℃