内河航运船舶监控系统设计
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视频采集通过 ＣＣＤ 镜头采集数据，配置１ 台 ３Ｇ４路 ＤＶＲ 视 频 采 集 存 储 设 备，通 过 船 上 本 地 网络进行 本 地 监 控，存 储。 采 用 ＣＩＦ 分 辨 率，全 天候存储方式，存储 周 期 ３０ｄ。 每 天 每 路 视 频 数 据 所 需 容 量 为：５１２（ｋｂ／ｓ）×２４×３ ６００／（８× １ ０２４×１ ０２４）≈５Ｇｂｙｔｅ。
收 稿 日 期 ：２０１２－０５－２５ 修 回 日 期 ：２０１２－０８－１３ 第 一 作 者 简 介 ：郭 浩 （１９８８），硕 士 生 ．研 究 方 向 ：信 息 采 集 与 智 能 信 号 处 理 ．Ｅ－ｍａｉｌ：控 系 统 设 计 ——— 郭 浩 孟 哲
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交通信息与安全 ２０１２年 ５期 第３０卷 总１７１期
内河航运船舶监控系统设计
郭 浩 孟 哲
（武汉理工大学信息工程学院 武汉 ４３００７０）
摘 要 为了保障水路航运的安全，提出了１种船 舶 监 控 系 统 方 案，系 统 主 要 分 为 船 舶 远 程 监 控、网 络传输、监控中心等３个部分；系统综合应用先进的视频监控、全球卫星定位、无线 通 信、地 理 信 息，数 据库等技术，实现对运输船舶的位置、船舶运行状况 以 及 安 全 信 息 的 在 线 实 时 监 控 ，提 高 船 舶 营 运 的 安 全 性 和 可 靠 性 ，达 到 利 用 现 代 信 息 网 络 技 术 进 行 船 舶 运 输 高 效 管 理 的 目 标 。 关 键 词 视 频 监 控 ；船 舶 ；安 全 ；网 络 中 图 分 类 号 ：Ｕ６７６．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ １６７４－４８６１．２０１２．０５．０２６
视频服务器将摄像机采集到的模拟视频信号 数 字 化 处 理 、压 缩 后 传 送 给 监 控 主 机 ，监 控 主 机 再 通过通信网络将 视 频 内 容 发 送 到 监 控 中 心，实 现 网络监控的 目 的。 另 一 方 面，本 地 的 显 示 输 入 设 备可以直接连接 到 监 控 主 机 上，实 现 本 地 视 频 监 控查看的功能。
船舶监控系统主要利用先进的信息技术和网 络 技 术 ，将 分 散 的 航 行 船 舶 与 岸 基 企 业 内 部 各 种 管 理应用系统有机地结合在一起，可通过岸基对船舶 航行 、设备 、货 物 等 动 态 实 现 实 时 、智 能 监 控 ，防 止 货物丢失、被盗等，确保物资运输的安全高效，保证 旅客的财产和人身安全；结合 ＡＩＳ［１］和无线图像传 输系统，在发生火灾、翻船等意外事件时，指挥中心 可以立刻知道现场情况并采取紧急措施。
２ 系统方案
２．１ 船 载 终 端 方 案 船载终端安装在被监控的船舶上。包括摄像
机、船载 ＡＩＳ、数据 控 制 处 理 主 机、视 频 服 务 器 等 模 块 组 成 ，见 图 ２。
船载终端可以 通 过 接 收 卫 星 发 送 的 信 号，确 定船舶的实时 地 理 位 置［３］，并 且 支 持 多 种 无 线 网 络 传 输［４］功 能：ＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ 或 ＴＤＳＣＤＭＡ 等 ；终 端 系 统 依 托 移 动 网 络 覆 盖 ，中 转 基 站 将 务 器 中经过处理的数据发送到处于岸基的监控中心， 由 监 控 中 心 经 过 数 据 传 送 、分 析 、处 理 后 向 船 载 远 程 终 端 发 出 预 警 信 息 ，示 意 船 舶 正 处 于 危 险 区 域 ， 提 醒 船 员 做 好 防 范 工 作 ，确 保 安 全 通 过 危 险 区 域 。
１ 系统构成分析
为了保障水路 航 运 的 安 全，尤 其 是 在 春 运 等 流 量 大 ，业 务 繁 忙 的 时 候 ，迫 切 的 需 要 实 时 了 解 轮 船在航行中的各 种 状 况，内 河 船 舶 监 控 系 统 通 过 本地监控录像和 无 线 图 像 传 输，可 以 使 船 员 和 岸 上管理人员了解 轮 船 运 行 的 全 部 过 程，保 证 轮 船 的安全运行。
系 统 从 整 体 上 可 以 划 分 成 ３ 大 部 分 ：船 载 监 控 终 端 系 统 、网 络 传 输 、监 控 中 心 。 从 中 我 们 可 以 清 晰 的 观 察 到 船 载 监 控 终 端 负 责 压 缩 、存 储 从 船 舶 各 个 方 位 采 集 得 到 的 视 频 图 像 数 据 ，同 时 ＡＩＳ设 备 通 过 ＧＰＳ 获 得 定 位 信 息 ，通 过 船 上 的 ＡＩＳ终 端 与 岸 上 基 站 和 船 间 做 信 息 交 互 ，从 而 将 有 效 的 数 据 提 供 给 相 关 人 员 ；网 络 的 远 距 离传输可使工作人员从监控中心实时获得正在 航 行 的 船 舶 上 的 各 种 信 息 ，从 而 能 够 针 对 各 种 突发状况 做 出 及 时 的 应 答 及 时 采 取 相 应 措 施， 监 控 中 心 负 责 整 理 统 计 船 舶 信 息 ，包 括 船 舶 的 航 行 位 置 ，安 全 状 态 ，危 险 预 警 等 做 到 对 船 舶 的 全方位监控。
目前应用较多的监控方案是基于全球卫星定 位、无线网络数据 传 输 及 地 理 信 息 系 统 的 综 合 监 控方案 。 ［２］ 根据系统的功能和要求可以采用 如 图 １所示的系统结构功能图。
图 １ 系 统 结 构 功 能 图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
１２３
括：监控子系统、数 据 库 子 系 统、通 信 子 系 统、ＧＩＳ 子 系 统 ［６］等 。
图 ２ 船 载 终 端 组 成 图 Ｆｉｇ．２ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｓｙｓｔｅｍ
船载 ＡＩＳ设备 工 ［５－６］ 作在 ＶＨＦ 频道上，它能 周期地自动广播 和 接 收 船 舶 的 静 态、动 态 和 与 航 行有 关 的 其 它 信 息，负 责 将 本 船 的 航 向、航 速、经 纬 度 位 置 等 动 态 信 息 ，船 名 、呼 号 、来 港 、去 港 等 静 态信息发送给监 控 主 机，进 行 岸 与 船 之 间 和 装 有 ＡＩＳ 终 端 的 船 与 船 之 间 的 信 息 传 递 。
收 稿 日 期 ：２０１２－０５－２５ 修 回 日 期 ：２０１２－０８－１３ 第 一 作 者 简 介 ：郭 浩 （１９８８），硕 士 生 ．研 究 方 向 ：信 息 采 集 与 智 能 信 号 处 理 ．Ｅ－ｍａｉｌ：控 系 统 设 计 ——— 郭 浩 孟 哲
１２２
交通信息与安全 ２０１２年 ５期 第３０卷 总１７１期
内河航运船舶监控系统设计
郭 浩 孟 哲
（武汉理工大学信息工程学院 武汉 ４３００７０）
摘 要 为了保障水路航运的安全，提出了１种船 舶 监 控 系 统 方 案，系 统 主 要 分 为 船 舶 远 程 监 控、网 络传输、监控中心等３个部分；系统综合应用先进的视频监控、全球卫星定位、无线 通 信、地 理 信 息，数 据库等技术，实现对运输船舶的位置、船舶运行状况 以 及 安 全 信 息 的 在 线 实 时 监 控 ，提 高 船 舶 营 运 的 安 全 性 和 可 靠 性 ，达 到 利 用 现 代 信 息 网 络 技 术 进 行 船 舶 运 输 高 效 管 理 的 目 标 。 关 键 词 视 频 监 控 ；船 舶 ；安 全 ；网 络 中 图 分 类 号 ：Ｕ６７６．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ １６７４－４８６１．２０１２．０５．０２６
视频服务器将摄像机采集到的模拟视频信号 数 字 化 处 理 、压 缩 后 传 送 给 监 控 主 机 ，监 控 主 机 再 通过通信网络将 视 频 内 容 发 送 到 监 控 中 心，实 现 网络监控的 目 的。 另 一 方 面，本 地 的 显 示 输 入 设 备可以直接连接 到 监 控 主 机 上，实 现 本 地 视 频 监 控查看的功能。
船舶监控系统主要利用先进的信息技术和网 络 技 术 ，将 分 散 的 航 行 船 舶 与 岸 基 企 业 内 部 各 种 管 理应用系统有机地结合在一起，可通过岸基对船舶 航行 、设备 、货 物 等 动 态 实 现 实 时 、智 能 监 控 ，防 止 货物丢失、被盗等，确保物资运输的安全高效，保证 旅客的财产和人身安全；结合 ＡＩＳ［１］和无线图像传 输系统，在发生火灾、翻船等意外事件时，指挥中心 可以立刻知道现场情况并采取紧急措施。
２ 系统方案
２．１ 船 载 终 端 方 案 船载终端安装在被监控的船舶上。包括摄像
机、船载 ＡＩＳ、数据 控 制 处 理 主 机、视 频 服 务 器 等 模 块 组 成 ，见 图 ２。
船载终端可以 通 过 接 收 卫 星 发 送 的 信 号，确 定船舶的实时 地 理 位 置［３］，并 且 支 持 多 种 无 线 网 络 传 输［４］功 能：ＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ 或 ＴＤＳＣＤＭＡ 等 ；终 端 系 统 依 托 移 动 网 络 覆 盖 ，中 转 基 站 将 务 器 中经过处理的数据发送到处于岸基的监控中心， 由 监 控 中 心 经 过 数 据 传 送 、分 析 、处 理 后 向 船 载 远 程 终 端 发 出 预 警 信 息 ，示 意 船 舶 正 处 于 危 险 区 域 ， 提 醒 船 员 做 好 防 范 工 作 ，确 保 安 全 通 过 危 险 区 域 。
１ 系统构成分析
为了保障水路 航 运 的 安 全，尤 其 是 在 春 运 等 流 量 大 ，业 务 繁 忙 的 时 候 ，迫 切 的 需 要 实 时 了 解 轮 船在航行中的各 种 状 况，内 河 船 舶 监 控 系 统 通 过 本地监控录像和 无 线 图 像 传 输，可 以 使 船 员 和 岸 上管理人员了解 轮 船 运 行 的 全 部 过 程，保 证 轮 船 的安全运行。
系 统 从 整 体 上 可 以 划 分 成 ３ 大 部 分 ：船 载 监 控 终 端 系 统 、网 络 传 输 、监 控 中 心 。 从 中 我 们 可 以 清 晰 的 观 察 到 船 载 监 控 终 端 负 责 压 缩 、存 储 从 船 舶 各 个 方 位 采 集 得 到 的 视 频 图 像 数 据 ，同 时 ＡＩＳ设 备 通 过 ＧＰＳ 获 得 定 位 信 息 ，通 过 船 上 的 ＡＩＳ终 端 与 岸 上 基 站 和 船 间 做 信 息 交 互 ，从 而 将 有 效 的 数 据 提 供 给 相 关 人 员 ；网 络 的 远 距 离传输可使工作人员从监控中心实时获得正在 航 行 的 船 舶 上 的 各 种 信 息 ，从 而 能 够 针 对 各 种 突发状况 做 出 及 时 的 应 答 及 时 采 取 相 应 措 施， 监 控 中 心 负 责 整 理 统 计 船 舶 信 息 ，包 括 船 舶 的 航 行 位 置 ，安 全 状 态 ，危 险 预 警 等 做 到 对 船 舶 的 全方位监控。
目前应用较多的监控方案是基于全球卫星定 位、无线网络数据 传 输 及 地 理 信 息 系 统 的 综 合 监 控方案 。 ［２］ 根据系统的功能和要求可以采用 如 图 １所示的系统结构功能图。
图 １ 系 统 结 构 功 能 图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
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括：监控子系统、数 据 库 子 系 统、通 信 子 系 统、ＧＩＳ 子 系 统 ［６］等 。
图 ２ 船 载 终 端 组 成 图 Ｆｉｇ．２ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｓｙｓｔｅｍ
船载 ＡＩＳ设备 工 ［５－６］ 作在 ＶＨＦ 频道上，它能 周期地自动广播 和 接 收 船 舶 的 静 态、动 态 和 与 航 行有 关 的 其 它 信 息，负 责 将 本 船 的 航 向、航 速、经 纬 度 位 置 等 动 态 信 息 ，船 名 、呼 号 、来 港 、去 港 等 静 态信息发送给监 控 主 机，进 行 岸 与 船 之 间 和 装 有 ＡＩＳ 终 端 的 船 与 船 之 间 的 信 息 传 递 。