基于船舶视频监控系统功能的海事监管

    谭晟

    

    

    

    摘 要：本文从船舶视频监控系统的分布存储和统一管理的方案规划出发，分析平台对船舶视频监控进行统一管理，和运输船舶的本地视频监控管理与远程调度指挥，既可以为船舶水上交通安全提供有力支持和保障，也可以为海事部门执法提供帮助。

    关键词：船舶 视频监控 存储

    近年来，随着我国航运事业的飞快发展，各种船舶视频监控系统也随之兴起，逐渐被开发并应用于水路运输的监控管理中。实现运输船舶的本地视频监控管理、陆地视频监控管理和突发事件发生时的远程调度指挥，减少财产损失和保障生命安全，可以为水上交通安全提供有力的支持和保障，也为海事部门执法提供视频资源。

    船舶视频监控系统是运用最新的数字视频技术、网络通信技术建立的一套软硬件相结合、崭新的、完整的视频监控系统。各应用模块可依据业务需要，部署在监控中心及其他工作场所，使网络系统上的图像、数据得到最优的利用。基于网络的船舶视频监控系统能够按照对视频质量的具体要求提高到新的管理高度。实现以视频监控为主线，在更多、更大的范围内创建并激发全新的应用模式，提高办事及管理效率。本文通过一套船舶视频监控系统的分布存储，统一管理的方案规划进行讲述。

    船舶视频监控系统总体结构

    整个系统分为陆地调度指挥中心、船舶集团监控中心及船舶无线视频监控管理系统。陆地调度指挥中心、船舶集团监控中心设置中心管理平台及显示大屏幕系统，实现把船舶无线视频监控在一个监控平台进行管理、控制。系统由包括前端数据采集层、数据传输层、控制管理层、视频应用层四个部分组成。前端的数据采集层由网络摄像机机组成；数据传输层由交换机（负责交换数据）和 CPE（将数据发送到无线专网）组成；而控制管理层则分为控制管理中心、本地客户端以及远程客户端。各管理用户以不同的权限负责不同职能的职责和不同的应用。应用管理层则由存储转发服务器以及结合第三方系统的应用组成。监控系统总体结构如下图1所示。

    图1 监控系统总体结构图

    无线视频监控系统链路采用海事卫星和专网线路，保障无线通信稳定可靠。系统能够兼容下一代网络扩展，系统能够对原有系统进行利用改造。系统拓扑图如下图2所示：

    图2 系统拓扑图

    船舶视频监控系统主要由两部分组成，前端网络摄像机位于船头，船尾，驾驶室等重要场所，CPE和天线安装于船顶位置，前端视频流通过本地局域网络传送到前端存储服务器集中存储；同时利用航运专网，将前端视频流发送到长江航运综合信息平台，通过平台对船舶视频监控进行统一管理。对于管理部门而言，采用长江航运在线平台进行管理可以不受时间、地点限制，在授权的情况下可以随时按需查看实时视频和录像，实现即插即用即看，使用方式相当便捷。

    系统主要特点如下：①分级和权限管理，上级比下级拥有优先权；②实现分布式存储、集中管理、集中控制、集中调度等功能；③以全数字方式显示和录像，图像质量稳定不降低；④采用国际标准的图像处理方式，保证图像清晰有效，兼容性强；⑤传输网络采用无线专网，带宽高，保证了稳定、可靠的传输；⑥系统构成简单，没有复杂连接，运维方便，降低运维成本；⑦图像数据更加人性化管理，数字图像调用便捷、灵活；⑧扩展性强，便于多级联和扩容，稳定性高。

    系统管理功能分析和规划

    1、存储规划

    船舶视频监控系统中，一路视频流占用带宽的大小则决定于其芯片的处理能力、分辨率大小、图像效果等因素。而长江时代通信无线专网拥有带宽高，专网专用等特点，在多路视频流的传输情况下，无线专网也完全能够满足船舶视频监控对带宽的需求。可在船端部署视频存储服务器，主要负责前端摄像机的参数记录和视频录像与转发，存储服务器将视频信息存储于自带硬盘中或者外接磁盘中。工作人员可对录像的分辨率进行调整，以减轻硬盘与系统的负荷。可以针对不同的应用选择系统录像功能包括实时录像、定时录像等录像策略。另一方面，也可选择在线存储历史数据，每路视频每20秒存储一张图片到云服务器，用户可以选择有存储历史的任何一个时间段观看视频。

    系统中摄像机压缩格式是H.264，高清摄像机每路全实时视频流量大概为4Mbps，标清摄像机每路全实时视频流量大概为2Mbps，冗余考虑以110%计算，则系统所需存储容量计算如下表1到表3：

    表1

    系统总共需要存储计算如下：

    表2

    考虑冗余的情况如下：

    表3

    2、系统管理功能

    在视频监控系统中，综合信息平台能够实现集中管理、集中控制、集中调度等，并能够根据监控终端返回的数据，为船舶提提供更加准确，有效的服务，真正实现船舶的远程监管。支持多台服务器数据集中管理；通过健全的心跳侦测和冗余机制，保障系统的稳定工作；数据可跨服务器共享，如设备列表、视图、地图、录像索引等；自动侦测设备型号，支持对摄像机的分辨率、帧率和画质进行设置；可远程配置重启服务器；批量导入配置数据；自动侦测服务器状态；提供看门狗重启服务；根据实际工作职责分配设备管理权限，不同的角色或用户可管理不同的设备；跨服务器权限管理，提供9级的PTZ云台操作优先级，允许抢权控制。

    3、现场的实时视频监控和采集

    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。通过配置高质量的数码摄像机和耳麦，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。抢险人员触发双网络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，抢险人员触发双网络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。支持多种报警方式，包括移动侦测报警、视频丢失报警、录像故障报警、定时器触发报警；提供14种联动动作：报警弹出报警画面到指定客户端（含远程），报警画面可排序显示；对指定设备进行抓图；设备转到云台预设位；开启/停止录像；启动轮巡；发送邮件；视图图标闪烁；弹出提示框；播放报警声音；弹出报警预案；发送消息到I/O口以控制第三方设备；报警后发送消息到指定地址；可自定义报警日志内容、类型、记录频率；报警日志可检索，导出为excel表格。

    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。该功能利于对阳光执法过程进行监督，为事后取证提供依据。同时可对典型事件进行编辑，为同行提供教材。

    6、全方位云台及周边设备的控制

    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

    系统支持GPS定位功能。GPS模块与双网络视频采集传输终端的RS232接口连接，通过无线网络实现GPS定位功能。

    9、无线上网

    把双网络视频采集传输终端和笔记本电脑连接，就可以利用双网络视频采集传输终端的无线数据传输功能，实现笔记本电脑的多线程无线上网。

    总结

    船舶管理公司通过船舶视频监控系统可以直观地通过视频方式对船舶的实时状态进行监控，为船舶管理提供有力支持。海事部门可以通过获取的视频对海事责任的判定，以及紧急事件发生时第一时间掌握实时动态为相应应急预案提供有力支持。

    （作者单位：江西省庐山区地方海事处）