燃气公司应急抢险多媒体指挥系统
一、概述
城市燃气是城市基础设施的重要组成部分,是城市经济发展 、人民生活水平提高和社会安定必不可少的条件。伴随着经济高速发展,我国燃气地下管网呈现出快速增长的形势,但燃气事故是现在我国经济发展面临的重大问题。燃气事故包括:
- 燃气开采、生产、加工、处理、输送过程中遭遇非正常情况,导致城镇气源或供气设施中气质指标严重超标;
- 石油炼厂、油气田、气田、制气厂、液化石油气储罐发生垮塌等事故,致使城镇气源终止;
- 地震、洪水、滑坡、泥石流等自然灾害导致气源开采、制气生产、气源输送受阻或者天然气上游,中游、下游站址以及液化石油气储灌站,灌装站淹没,机电设备毁损;
- 城镇主要供气和输配气系统管网发生干管断裂或突发灾害影响大面积区域供气
某市燃气公司为了提高燃气事故抢修现场的效率,上级指挥中心在第一时间了解到现场的视频资料,及时了解现场的危险情况,迅速确认危险级别,以便做出及时、高效的指挥决策,提高抢修力度和速度,提升快速控制能力,拟建立一套便携式应急抢险多媒体指挥系统。
二、需求分析
1、功能要求
某市燃气公司便携式应急抢险多媒体指挥系统应满足以下功能:
- 事件现场实时视频采集、传输,视频流畅、清晰
- 事件现场实时数据采集、传输
- 现场人员与指挥中心语音交互
- 现场图片抓拍、视频录像
2、需求分析
某市燃气公司应急抢险多媒体指挥系统要求在突发事件发生后,应急抢险车和抢险人员立即赶赴事件发生现场,并及时、准确地将现场视频、音频和数据信息准确地传送到应急指挥中心和相关主管部门,实现监控、分析、决策和指挥功能。所有设备都需要高度集成化、实用化,并能在今后长时间内保持其技术和性能上的领先地位,以及整体的可扩展性,以满足未来更高标准的使用要求。
(1)远程传输方式选择
某市燃气公司已有中国联通100M CDMA VPDN接入光纤和运营商100M internet 接入光纤资源各1条,同时该市大部分地区已经具有WIFI无线网络覆盖。
根据上述分析,采用以WIFI无线网络为主、CDMA1x(或EDGE)无线网络为辅,并兼容3G无线网络接入等多种传输方式作为某市燃气公司便携式应急抢险多媒体指挥系统的传输手段。
(2)便携式无线视频传输设备选型
便携式无线视频采集传输设备应兼容WIFI无线网络传输和四卡CDMA1x(或EDGE)无线传输,同时考虑未来3G网络的发展,应兼容3G传输方式;并考虑到现场实际应用环境。
北京中盛安泰科技有限公司研制生产的安卫士应急指挥多媒体平台,完全满足某市燃气公司的要求。便携式无线视频采集传输设备是兼容WIFI无线网络传输和多卡CDMA1x无线传输一体化设计的视频采集传输终端(双模视频采集传输终端,兼容3G无线网络),车载供电和电池供电两种方式,便携箱式设计。
在WIFI无线网络传输时,CIF格式下,帧率可达25帧/s;在4卡CDMA1x无线传输时,CIF格式下,平均帧率为8~15帧/s左右,最高可达25帧。功能上也完全满足燃气公司应急抢险的要求。
三、应急指挥中平台组成
应急抢险多媒体指挥系统,主要是供公司领导及应急管理人员在应急指挥中心以外的场所,及时了解现场抢险过程、紧急事件发展态式、查看各种采集数据和现场音视频、调阅历史数据和紧急预案并做出指挥决策。
应急抢险多媒体指挥系统包括:便携式无线视频采集传输设备(箱)和应急指挥中心构成。
应急抢险多媒体指挥系统通过WIFI无线网络、CDMA1x无线网络、运营商的宽带通信网与上级应急指挥平台进行通信,向上级应急指挥平台提供突发事件现场的各种现场信息,包括现场图像、图片、话音、数据和地理信息等,并可接入已建的视频会议系统。
指挥人员和相关领导可通过指挥中心的电视墙、PC或笔记本、智能PDA手机等有线和无线上网方式监控现场视频、实现远程调度指挥。
平台组网示意图
1、便携式无线视频传输设备箱
便携式无线视频传输设备箱为抢险人员在突发事件现场使用,配置有双模视频采集传输终端(可选录像模块)、网络交换机、监视器和供电电池,箱体内还可以放置数码摄像机(或云台解码一体化摄像机)、备用电池等,便于携带与使用。同时配置重型三角支架一个。
设备箱示意图
(1)在突发事件发生后,抢险人员到达现场后,工作步骤如下:
- 将连接线从箱内取出,连接线与箱外侧的接线端子连接
- 将数码摄像机(或云台解码一体化摄像机)和三脚架固定好
- 连接线与数码摄像机连接
- 所有设备加电
- 根据现场网络情况选择WIFI无线网络还是CDMA1x(或EDGE)无线网络,该功能通过设备箱内的网络切换开关切换来实现
- 通过设备箱内的监视器监看,调整三脚架高度和数码摄像机角度
完成上述步骤后,抢险人员通过触发设备上的“视警”按钮,在指挥中心大屏幕上就弹出现场实时画面和录像。
(2)系统工作流程:
- 数码摄像机负责将突发事件现场的视频、音频进行采集
- 箱内的双模视频采集传输终端负责将数码摄像机采集的视频、音频信息和现场数据信息压缩、打包,并通过WIFI无线网络或CDMA1x(或EDGE)无线网络与应急指挥中心联网上传
- 通过监视器对本地现场视频图像进行监看
- 通过箱内的录像模块实现本地录像功能(可选功能)
- 如果配置笔记本并与网络交换机连接,可以实现上网功能(可以和指挥中心进行网上交流)
(3)双模视频采集传输终端介绍及网络切换
双模视频采集传输终端采用H.264超低码流视频处理技术,融合四卡CDMA1x无线传输功能和WIFI无线网络、3G无线网络传输方式,是一款无线传输和网络传输为一体的最新流媒体视频采集传输设备。
- WIFI无线网络传输
双模视频采集传输终端安装有CDMA1x和网络切换按钮,当切换到网络传输模式时,就可以实现通过WIFI无线网络传输视讯信息。
- 3G无线网络传输
当双模视频采集传输终端切换到网络传输模式时,双模视频采集传输终端网口和3G路由器连接,就可以实现通过3G无线网络传输。
- CDMA1x无线网络传输
当双模视频采集传输终端切换到CDMA1x网络传输模式时,双模视频采集传输终端就可以实现通过四张CDMA1x无线数据上网卡传输。
(4)双模视频采集传输终端参数
视频 | 视频输入 | 1路视频输入,1Vpp,75Ω,BNC接口,PAL/NTSC制自适应 |
压缩格式 | H.264 | |
传输分辨率 | CIF: PAL 制352×288,NTSC 制320×240(CDMA1X/EDGE模式) D1:PAL 制704×576,NTSC 制640×480(WIFI模式) | |
传输性能 | 4卡CDMA1x/EDGE:CIF最高可达25帧/秒,平均延时2-7秒 | |
WIFI:CIF 最高可达25帧/秒,平均延时小于0.5秒 | ||
显示性能 | 本机输出浏览分辨率: CIF: PAL 制352×288,NTSC 制320×240 D1:PAL 制704×576,NTSC 制640×480 | |
视频输出接口:24bit RGB | ||
帧率设置 | 1~25 帧/秒可调 | |
码率控制 | 自适应码率控制 | |
码流类型 | 双码流。 | |
编码参数 | 支持白天/夜间两套编码参数自动切换 可设置视频采集预处理算法 | |
音频 | 压缩格式 | 默认G.723.1,选择支持PCM、ADPCM 等 |
音频输入 | 单路音频输入,RCA 接口(Female),麦克风或Line IN 方式可选 麦克风方式:-46~-3dBV,1KΩ Line IN方式:3Vmax,1KΩ | |
音频输出 | 单路音频输出,3Vmax,16.HeadPhone,RCA 接口(Female) | |
网络 | 接口标准 | 以太网10/100Base-TX,RJ-45 接口网络 |
网络协议 | 支持HTTP、TCP/IP、UDP、ARP、SMTP、RDP、RTP、DHCP、PPPOE等 | |
认证加密 | 采用NMVS-DES128位加密算法,通过扰码保护数据; 链接建立过程采用CHAP 协议认证,无明码传输,安全可靠; 密钥/扰码更新周期10 分钟,防止破解 | |
Web 浏览 | 内置Web 服务器,可通过IE 浏览器观看视频和管理设备 | |
在线升级 | 可通过网络远程在线升级或下载升级包到本地升级 | |
无线 | 传输 | 4卡CDMA1x或EDGE,WIFI(802.11 a/b/g) |
接口标准 | 4个弹出式UIM卡座 | |
网络协议 | 支持TCP/IP、SMTP、RDP、RTP、PPP、HDLC等协议 | |
认证加密 | 链接建立过程采用CHAP协议认证,无明码传输,安全可靠; 采用NMVS-DES128位加密算法,通过扰码保护数据; 密钥/扰码更新周期5分钟,防止破解; 支持VPDN虚拟拨号 | |
电源 | 复位 | 具有重启系统按钮 |
电源 | 内置电池(锂电),供电时间>6小时; 外接供电:12-24VDC/220VAC输入(车载便携两用) 外供电: DC输出(电压及接头与液晶屏及摄像机供电相匹配) | |
功耗 | <10W | |
存储 | 本地 | 160G笔记本硬盘,能循环录像,可转储至其它设备(可选功能) |
远端 | 提供专用播放、存储、转发软件在中心端PC机上进行播放、存储及转发功能 | |
环境 | 温度 | -15℃~55℃ |
湿度 | 20%~80% RHG | |
承载体 | IP66箱体,防水,抗冲击 |
(5)图像性能指标(在CDMA网络正常的情况下)
- 正常模式:分辨率为352×288或704×576,最高可达25帧/s,24Bit色
- 一般情况下视频图像保证无水纹(与CDMA1x/EDGE/3G/WIFI无线网络条件相关)
- 低分辨模式:支持大显、酷派等主流机型,分辨率随PDA手机型号确定
(6)视频转发程序性能指标(需服务器硬件和网络配合)
- 支持多终端并发传输和分布式网络架构
- 支持多人同时观看同一路或多路视频图像
- 支持多级权限管理
- 支持电视墙、笔记本、PC电脑和PDA方式观看
2、指挥中心
应急指挥中心配置一台计算机服务器,安装安卫士应急指挥多媒体系统服务器软件、客户端软件。
应急指挥中心配置1台超低码流算法的视频编码服务器,并与指挥中心摄像机和网络连接。用于将指挥中心的视频、数据和音频信息传输到突发事件现场的笔记本电脑上(可选功能)。实现双向视频、音频、数据和文字、文件的交互。
安卫士应急指挥视讯平台软件负责对整个系统进行统一管理,负责设备管理、用户授权访问等管理工作。同时将中心管理服务和中心认证服务器等系统核心设备也配置在应急指挥中心,以实现统一的设备管理,并负责系统部分数据的集中存储、安全信息管理和视频、音频和数据转发。
指挥中心通过应急指挥视讯平台的监视器软件实现对远程现场的实时视频监控与远程指挥。
软件界面
四、应急指挥中平台功能
1、调度指挥功能
实现紧急突发事件处理过程现场视频图像采集上报、实时音视频交互、应急现场支持,使得相关政府部门对应急突发事件的情况了解更加全面、对突发事件的反应更加迅速、对相关人员之间的协调更加充分、决策更加有依据。同时,系统还大大降低了工作人员的工作难度。
2、现场的实时视频监控和采集
通过配置高质量的数码摄像机(或云台解码一体化摄像机)和耳麦,对现场进行高质量的视频采集以及音频的实时采集和交互。
3、现场图片抓拍
抢险人员触发双模视频采集传输终端的抓拍按钮,对事件现场进行拍照,图片分辨率为704×576,抓拍的图片存放到后台服务器指定目录下;也可以在客户端进行拍照,图片分辨率为352×288,抓拍的图片存放到计算机指定目录下。
该项功能利于图片文件存档、事件分析。
4、紧急报警信息的采集和联动管理
当现场出现紧急情况时,抢险人员触发双模视频采集传输终端的“视警”按钮,系统会以声音方式通知指挥中心,并在指挥中心大屏幕上弹出现场摄像机画面。同时也可以联动中心服务器录像功能。
系统具有同时处理多任务能力,实现多个现场的同时报警。
5、监控信息的存储和备份
通过设备自带录像功能,实现本地录像(功能可选)。
也可以直接通过数码摄像机录像。
启动指挥中心的计算机中心管理服务器录像功能,前端现场的音视频信号经过模数转换,编码压缩,传送到应急指挥中心的中心管理服务器,通过中心管理服务器进行集中录像。
正在运行的监视器可对当前监视的视频图像,进行实时录像。
6、全方位云台及周边设备的与控制
如果配置带云台的摄像机,指挥中心人员可以对云台做全方位操作控制和摄像机镜头的光圈、焦距、景深距离的操作控制,全方位掌控现场情况。
7、电子地图
系统支持电子地图访问,以空间数据库为基础,将应用数据与地图有机结合,提供强大的空间分析和查询功能,丰富的表达方式直观地显示结果。
8、GPS定位(可选功能)
系统支持GPS定位功能。GPS模块与双模视频采集传输终端的RS232接口连接,通过CDMA1x无线网络实现GPS定位功能。
9、无线上网
把双模视频采集传输终端和笔记本电脑连接,就可以利用双模视频采集传输终端的CDMA1x无线数据传输功能,实现笔记本电脑的多线程CDMA1x无线上网。
10、PDA手机监控
安装PDA浏览器软件的智能手机拨号上网后,登录中心管理服务器,实现1画面实时视频浏览,提供多站点登录、PTZ控制。
五、应急指挥中平台特色
- 双模视频采集传输终端采用嵌入式模块化设计,集视频、语音、数据采集和WIFI无线传输、四通道CDMA1x无线数据网络传输为一体。结构紧凑,便于车载、携带和操作
- 多模视频采集传输采用超低码流H.264编码,CIF(352×288)格式传输,视频流畅性最高可达25帧/s
- 多模视频采集传输即可以通过WIFI传输,也可以通过CDMA1x无线传输(兼容3G无线网络器传输方式)
- 手提箱式设计,所有主附件(电缆及三角架可除外)全部装于箱内
- 防护等级:IP66(防水箱、抗冲击)
- 嵌入式模块设计,外部接头全部采用航空接头
- “零距离”远程监控调度指挥,缩短反应时间,降低危险性,提高工作效率。
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