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【摘要】将3G通信技术和视频监控技术相结合是实现可视化管理的有效途径，为黄河治理提供了先进的解决手段。本文着重论述了3G远程视频监控可视化平台的实现技术，及其在黄河上应用情况的介绍。
【关键词】3G通信技术；远程视频监视；可视化管理；流域管理
1.概述
建国以来黄河治理开发取得了巨大成就，促进了流域经济和社会的发展。但是，由于黄河河情十分特殊，治理难度大，治黄工作仍面临着一些难题亟待解决，水利信息化建设进度滞后，保障水平明显偏低。仅内蒙古河段1986年以来就发生了9次凌汛决口，黄河防凌工作已成为我国冬春季防汛工作的头等大事。2010年之前黄河凌情信息的采集主要通过人工测报的方式进行，信息传输手段落后，实时性移动性差，遇到突发情况不能在第一时间将现场信息传回上级指挥部门，无法满足防汛期间多点实时监视的要求。
3G（3rd-generation）是第三代移动通信技术的简称，属于蜂窝移动通信技术，可以同时支持数据、图像、音频流、视频流等多媒体业务的高速数据传输。作为黄河通信专网的有效补充，在3G业务覆盖的地区，可以利用3G技术实现对关键河段和重点工程的远程视频监控，为可视化管理提供平台。
2010年6月黄委发出了《关于开展利用3G技术进行防汛信息传输试验的通知》，要求开展3G技术防汛应用试点工作。在前期调研和实地勘测的基础上，总结以往视频监控系统建设管理的经验，黄委信息中心随后开展了黄河内蒙古河段视频监视系统建设，提高了凌情预报的超前性和监测的准确性。黄河3G视频监视系统先后在内蒙、陕西、山西、河南、山东建设13个固定监视点和6个移动监视点，与卫星遥感、无人机、人工监测相结合，初步构建起了黄河凌汛情立体监测体系。
2.黄河3G视频监视系统
黄河3G视频监视系统为满足黄河防凌防汛对关键河段的高清晰视频远程监视的需求，运用先进的3G移动通信技术和视频压缩技术，来实现对关键河段的实时监控，保障防汛视频监视数据快速、安全、可靠的传送，实现防汛监视“信息编码标准化，信息采集多样化，信息传输网络化、信息管理集成化”。
无线视频监视点采集的实时信息经过传输网络传送至监视中心，实现实时监视；监视中心的各种监视指令经过传输网络下达到无线视频监视点，实现远程控制。远程视频监视系统由无线视频监视点、传输网络和视频监视中心组成。视频监视系统采用二级监控的模式，实现水文局、防办和黄委等各级管理部门的信息共享。
2.1 视频监视点的选择
对于视频监视点的选择应能充分反映黄河防洪防凌的特点，应从其所处的地理位置、地理特点，观测条件，通信条件、安全条件等方面综合考虑。选点原则如下：
(1)视频点优先选在易形成卡冰结坝的位置。
(2)视频点优先选在靠近主河道的位置上，以观察主河道全貌。所以应优先选在大堤及大堤附近的铁塔、桥梁等视野开阔的位置上。
(3)视频点优先选取距离水文站、河道管理段较近的位置上，便于日后的维护和管理。
2.2 传输子系统的实现
2.3 视频子系统的实现
视频子系统以黄委已建视频监视平台为基础，对原有平台进行升级。黄委已建视讯平台是基于视频服务器的网络视频监视系统，编码方式为H.264。为了保证平台的平稳升级，视讯平台建设的技术路线保持不变，仍选用网络视频监视系统。
视频压缩技术是决定传输视频的清晰度和带宽需求的重要因素，因此监视系统的视频压缩技术的选择是非常重要的。
视频压缩技术又称视频编码技术，编码技术的选择不仅要考虑到压缩比，算法的复杂度，还要考虑到网络的动态传输环境对视频流的影响。复杂的算法可能会产生较高的压缩比，但也会带来巨大的运算开销，对系统的软硬件要求很高，进而影响监视的实时性；无线接入技术受环境影响，各种传输参数总处在动态变化之中，传输通道的稳定性较差，而基于TCP/IP的互联网传输本身就具有很多不确定性因素，这就要求监视视频流应具有很强的流量控制和检错纠错功能。
目前，在众多视频编码算法中，H.264适用于无线环境下的网络远程监视系统，具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。
综合考虑沿黄通信的实际情况和黄河通信专网及计算机网络的目前情况，黄河流域视频监视系统仍选用清晰度高、传输性能好、带宽占用小的H.264视频监视系统，力求以最小的带宽获得最佳的视频效果。在具体设备的选型时，还需要对设备进行测试比较（在远程传输条件下）。
2.4 中心视讯平台
中心视讯平台主要通过对原防凌视频监视系统平台进行扩容和升级，实现新旧系统的兼容和系统功能的提升。配备中心管理服务系统和网络视频服务系统，完成各级用户认证、录像管理、报警联动管理，视频设备远程管理；完成视音频的接入、转发、控制、模拟视频转换及展示；开发人性化的操作界面，可以使用客户端或者通过Web浏览器访问视频管理服务器，各级按权限调用下一级中心服务器中的实时视频流和历史视频文件。实现各级平台无线监控资源管理信息的交换、远程控制、视频转发等功能。
中心视讯平台由视频管理服务器、视频解码器、流媒体服务器、视频管理客户端PC、系统软件及显示单元等组成。
2.5 系统兼容方式
要实现新旧系统或是两个以上并存系统的兼容，要对系统所采用的视讯平台进行对接。以新旧系统兼容为例，对接方式是指新建平台通过已建平台实施对接，两个平台都进行对接开发工作。对接后，新平台通过已建平台管理、监控已建的视频监视点，实现两个平台的无缝连接。平台对接可以有三种方式：直接对接、网关对接和SDK对接。
(1)平台直接对接方式
平台直接对接方式需要双方平台遵循统一的标准，并且标准必须具备可操作性。
平台直接接入的方式适用于新建、有条件对平台进行升级改造的系统，其中直接对接应成为新建系统的强制性要求。
(2)平台网关对接方式 对于采用非标准协议、码流的视频图像系统，可采用视频网关进行转换，视频网关的功能是分析视频码流、联网协议，实现码流和协议的转换功能。
视频网关可以部署在前端视频接入中心，也可以部署在流域/省等中心视频管理平台。采用该方式的前提是需要开放视频图像系统所采用设备的码流格式、联网协议。
采用视频网关的优势是将视频图像整合接入标准化码流和协议，有利于行业视频管理平台的可靠性加强。
(3)平台SDK对接方式
设备相关协议采用的是非标准协议，需要已建厂商提供设备的SDK，通过在设备端进行协议码流转换，经过协议码流转换后再接入到平台中。
这种接入方式的优点是不需要已建平台的供应商提供开发工作，仅需提供设备SDK，配合新建平台开发即可。
3.推广应用情况
2010年11月，黄河首次防凌例会在郑州召开，黄河3G视频监视系统在第一时间将三湖河口和画匠营子的凌情画面传回郑州，通过硬件解码器完成在防洪大厅大屏幕的显示；监视期间，画面流畅，画质清晰，视野开阔。黄委领导充分肯定了3G视频远程监视系统在防凌工作中发挥的重要作用，并做出进一步的指示：在充分调研的基础上，恰当选取站点，进一步开展黄河流域视频监视系统的建设。
3G视频监控技术在黄河上逐步展开推广应用，内蒙河段3G信号覆盖的部分地区相继建设了7个防凌视频监视点；在河南、山东、山西、陕西、内蒙等省建设了6个移动视频监视点；在黄河中下游地区小浪底、三门峡、故县、陆浑等4个水库建设了5个视频监视点；在内蒙古乌海地区建设了1个视频监视点。逐步建立的视频监控体系，成为黄河凌情、汛情全天候实时监测和地面巡查的重要手段，为黄河防凌调度、防汛调度、指挥决策、防灾减灾提供了有效的信息支持。
2011年凌汛开河期黄委首次利用无人机技术和3G远程视频监视技术对内蒙古河段进行凌情视频监测，在三湖河口等重点河段和重点部位进行了无人直升机的3G远程视频监测工作，向黄河防总提供了开河期重点河段的监测视频。
3G通信作为黄河通信专网的有益补充，将黄河通信专网和3G通信相互结合共同应用于远程视频监视业务是今后一段时期的发展方向，为实现防洪防凌工作的可视化管理、精确扁平化指挥提供了基础条件，还可服务于水文测报、水量调度、查险报险、水政执法、工程养护等领域，进一步提升黄河流域管理工作的自动化水平。
参考文献
[1]李国英.建设数字黄河工程[M].人民邮电出版社．
[2]张建华,王莹.WCDMA无线网络技术[M].人民邮电出版社.
[3][美]杰克,杨征,等.视频技术手册(第5版)[M].人民邮电出版社.
[4]蒋维,孟利民.3G网络H.264视频监控系统的设计和实现[J].杭州电子科技大学学报.
【关键词】3G通信技术；远程视频监视；可视化管理；流域管理
1.概述
建国以来黄河治理开发取得了巨大成就，促进了流域经济和社会的发展。但是，由于黄河河情十分特殊，治理难度大，治黄工作仍面临着一些难题亟待解决，水利信息化建设进度滞后，保障水平明显偏低。仅内蒙古河段1986年以来就发生了9次凌汛决口，黄河防凌工作已成为我国冬春季防汛工作的头等大事。2010年之前黄河凌情信息的采集主要通过人工测报的方式进行，信息传输手段落后，实时性移动性差，遇到突发情况不能在第一时间将现场信息传回上级指挥部门，无法满足防汛期间多点实时监视的要求。
3G（3rd-generation）是第三代移动通信技术的简称，属于蜂窝移动通信技术，可以同时支持数据、图像、音频流、视频流等多媒体业务的高速数据传输。作为黄河通信专网的有效补充，在3G业务覆盖的地区，可以利用3G技术实现对关键河段和重点工程的远程视频监控，为可视化管理提供平台。
2010年6月黄委发出了《关于开展利用3G技术进行防汛信息传输试验的通知》，要求开展3G技术防汛应用试点工作。在前期调研和实地勘测的基础上，总结以往视频监控系统建设管理的经验，黄委信息中心随后开展了黄河内蒙古河段视频监视系统建设，提高了凌情预报的超前性和监测的准确性。黄河3G视频监视系统先后在内蒙、陕西、山西、河南、山东建设13个固定监视点和6个移动监视点，与卫星遥感、无人机、人工监测相结合，初步构建起了黄河凌汛情立体监测体系。
2.黄河3G视频监视系统
黄河3G视频监视系统为满足黄河防凌防汛对关键河段的高清晰视频远程监视的需求，运用先进的3G移动通信技术和视频压缩技术，来实现对关键河段的实时监控，保障防汛视频监视数据快速、安全、可靠的传送，实现防汛监视“信息编码标准化，信息采集多样化，信息传输网络化、信息管理集成化”。
无线视频监视点采集的实时信息经过传输网络传送至监视中心，实现实时监视；监视中心的各种监视指令经过传输网络下达到无线视频监视点，实现远程控制。远程视频监视系统由无线视频监视点、传输网络和视频监视中心组成。视频监视系统采用二级监控的模式，实现水文局、防办和黄委等各级管理部门的信息共享。
2.1 视频监视点的选择
对于视频监视点的选择应能充分反映黄河防洪防凌的特点，应从其所处的地理位置、地理特点，观测条件，通信条件、安全条件等方面综合考虑。选点原则如下：
(1)视频点优先选在易形成卡冰结坝的位置。
(2)视频点优先选在靠近主河道的位置上，以观察主河道全貌。所以应优先选在大堤及大堤附近的铁塔、桥梁等视野开阔的位置上。
(3)视频点优先选取距离水文站、河道管理段较近的位置上，便于日后的维护和管理。
2.2 传输子系统的实现
2.3 视频子系统的实现
视频子系统以黄委已建视频监视平台为基础，对原有平台进行升级。黄委已建视讯平台是基于视频服务器的网络视频监视系统，编码方式为H.264。为了保证平台的平稳升级，视讯平台建设的技术路线保持不变，仍选用网络视频监视系统。
视频压缩技术是决定传输视频的清晰度和带宽需求的重要因素，因此监视系统的视频压缩技术的选择是非常重要的。
视频压缩技术又称视频编码技术，编码技术的选择不仅要考虑到压缩比，算法的复杂度，还要考虑到网络的动态传输环境对视频流的影响。复杂的算法可能会产生较高的压缩比，但也会带来巨大的运算开销，对系统的软硬件要求很高，进而影响监视的实时性；无线接入技术受环境影响，各种传输参数总处在动态变化之中，传输通道的稳定性较差，而基于TCP/IP的互联网传输本身就具有很多不确定性因素，这就要求监视视频流应具有很强的流量控制和检错纠错功能。
目前，在众多视频编码算法中，H.264适用于无线环境下的网络远程监视系统，具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。
综合考虑沿黄通信的实际情况和黄河通信专网及计算机网络的目前情况，黄河流域视频监视系统仍选用清晰度高、传输性能好、带宽占用小的H.264视频监视系统，力求以最小的带宽获得最佳的视频效果。在具体设备的选型时，还需要对设备进行测试比较（在远程传输条件下）。
2.4 中心视讯平台
中心视讯平台主要通过对原防凌视频监视系统平台进行扩容和升级，实现新旧系统的兼容和系统功能的提升。配备中心管理服务系统和网络视频服务系统，完成各级用户认证、录像管理、报警联动管理，视频设备远程管理；完成视音频的接入、转发、控制、模拟视频转换及展示；开发人性化的操作界面，可以使用客户端或者通过Web浏览器访问视频管理服务器，各级按权限调用下一级中心服务器中的实时视频流和历史视频文件。实现各级平台无线监控资源管理信息的交换、远程控制、视频转发等功能。
中心视讯平台由视频管理服务器、视频解码器、流媒体服务器、视频管理客户端PC、系统软件及显示单元等组成。
2.5 系统兼容方式
要实现新旧系统或是两个以上并存系统的兼容，要对系统所采用的视讯平台进行对接。以新旧系统兼容为例，对接方式是指新建平台通过已建平台实施对接，两个平台都进行对接开发工作。对接后，新平台通过已建平台管理、监控已建的视频监视点，实现两个平台的无缝连接。平台对接可以有三种方式：直接对接、网关对接和SDK对接。
(1)平台直接对接方式
平台直接对接方式需要双方平台遵循统一的标准，并且标准必须具备可操作性。
平台直接接入的方式适用于新建、有条件对平台进行升级改造的系统，其中直接对接应成为新建系统的强制性要求。
(2)平台网关对接方式 对于采用非标准协议、码流的视频图像系统，可采用视频网关进行转换，视频网关的功能是分析视频码流、联网协议，实现码流和协议的转换功能。
视频网关可以部署在前端视频接入中心，也可以部署在流域/省等中心视频管理平台。采用该方式的前提是需要开放视频图像系统所采用设备的码流格式、联网协议。
采用视频网关的优势是将视频图像整合接入标准化码流和协议，有利于行业视频管理平台的可靠性加强。
(3)平台SDK对接方式
设备相关协议采用的是非标准协议，需要已建厂商提供设备的SDK，通过在设备端进行协议码流转换，经过协议码流转换后再接入到平台中。
这种接入方式的优点是不需要已建平台的供应商提供开发工作，仅需提供设备SDK，配合新建平台开发即可。
3.推广应用情况
2010年11月，黄河首次防凌例会在郑州召开，黄河3G视频监视系统在第一时间将三湖河口和画匠营子的凌情画面传回郑州，通过硬件解码器完成在防洪大厅大屏幕的显示；监视期间，画面流畅，画质清晰，视野开阔。黄委领导充分肯定了3G视频远程监视系统在防凌工作中发挥的重要作用，并做出进一步的指示：在充分调研的基础上，恰当选取站点，进一步开展黄河流域视频监视系统的建设。
3G视频监控技术在黄河上逐步展开推广应用，内蒙河段3G信号覆盖的部分地区相继建设了7个防凌视频监视点；在河南、山东、山西、陕西、内蒙等省建设了6个移动视频监视点；在黄河中下游地区小浪底、三门峡、故县、陆浑等4个水库建设了5个视频监视点；在内蒙古乌海地区建设了1个视频监视点。逐步建立的视频监控体系，成为黄河凌情、汛情全天候实时监测和地面巡查的重要手段，为黄河防凌调度、防汛调度、指挥决策、防灾减灾提供了有效的信息支持。
2011年凌汛开河期黄委首次利用无人机技术和3G远程视频监视技术对内蒙古河段进行凌情视频监测，在三湖河口等重点河段和重点部位进行了无人直升机的3G远程视频监测工作，向黄河防总提供了开河期重点河段的监测视频。
3G通信作为黄河通信专网的有益补充，将黄河通信专网和3G通信相互结合共同应用于远程视频监视业务是今后一段时期的发展方向，为实现防洪防凌工作的可视化管理、精确扁平化指挥提供了基础条件，还可服务于水文测报、水量调度、查险报险、水政执法、工程养护等领域，进一步提升黄河流域管理工作的自动化水平。
参考文献
[1]李国英.建设数字黄河工程[M].人民邮电出版社．
[2]张建华,王莹.WCDMA无线网络技术[M].人民邮电出版社.
[3][美]杰克,杨征,等.视频技术手册(第5版)[M].人民邮电出版社.
[4]蒋维,孟利民.3G网络H.264视频监控系统的设计和实现[J].杭州电子科技大学学报.