皮智勤

[摘要]本文闡述了3G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸?shù)陌l(fā)辰現(xiàn)狀以及3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要新功能，并根據(jù)其特點(diǎn)探討了3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)視頻傳輸中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]3G網(wǎng)絡(luò) 圖像傳輸 消防救援

[中圖分類號(hào)]TP39

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672—5158（2013）05—0382—01

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，3Gt寸代已經(jīng)到來(lái)。在當(dāng)前，由于各種傳統(tǒng)與非傳統(tǒng)消防安全因素相互交織，使消防工作面臨著前所未有的風(fēng)險(xiǎn)和壓力。在各種滅火救援現(xiàn)場(chǎng)，如何把現(xiàn)場(chǎng)情況迅速、直觀地提供給各級(jí)指揮員，使其及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況做出準(zhǔn)確的判斷，對(duì)能夠圓滿完成滅火救援任務(wù)起著至關(guān)重要的作用，所以3G網(wǎng)絡(luò)通信在危險(xiǎn)系數(shù)大的消防滅火救援中運(yùn)用尤為必要。3G移動(dòng)通信技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，為滅火救援現(xiàn)場(chǎng)圖像傳輸提供了其他方式無(wú)法比擬的機(jī)動(dòng)性和便利性，使消防項(xiàng)目更加完善與可靠。

1目前3G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用智能信號(hào)處理技術(shù)，能夠支持更高速率的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，更高的頻譜效率和服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的多媒體數(shù)據(jù)通信，具有多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)能力和大通信容量。目前我國(guó)采用的3G標(biāo)準(zhǔn)卞要有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種。三種標(biāo)準(zhǔn)均以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，其優(yōu)點(diǎn)在于頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單，系統(tǒng)容量大，頻率復(fù)用系數(shù)高，抗多徑干擾能力強(qiáng)，通信質(zhì)量好。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像壓縮處理等技術(shù)的快速發(fā)展，利用3G移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行視頻圖像傳輸在技術(shù)上日益成熟，在應(yīng)急指揮、公交監(jiān)控、公共多媒體服務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2 3G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸?shù)奶攸c(diǎn)

利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸滅火救援現(xiàn)場(chǎng)圖像，相對(duì)于使用衛(wèi)星、有線線纜傳輸圖像等傳統(tǒng)方式，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、利用現(xiàn)有的圖像綜合管理平臺(tái)和電信3G網(wǎng)絡(luò)資源，只需增加前端華平3G終端設(shè)備，通過(guò)協(xié)議直接接入到總隊(duì)華平圖像綜合管理平臺(tái)，與圖像綜合管理平臺(tái)內(nèi)指揮視頻系統(tǒng)進(jìn)行音視頻交互。

2、現(xiàn)在的3G網(wǎng)絡(luò)支持高速率的數(shù)據(jù)傳輸，高效的H.264 High Profile和H.264 SVC編碼技術(shù)，保證了高品質(zhì)的圖像。（352×288）和流暢性的視頻（最高可達(dá)25幀/s），為高質(zhì)量圖像的傳輸提供較好的通道環(huán)境，在128K帶寬下實(shí)現(xiàn)全動(dòng)態(tài)D1視頻的編碼傳輸。一次編碼可提供不同分辨率、不同幀率的視頻碼流。

3、采用了智能修包、固定碼流發(fā)送和快速重傳等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了圖像低延時(shí)（1s內(nèi)）、高品質(zhì)、唇音同步，支持海事衛(wèi)星音視頻傳輸。

4、支持3G（WCDMA/EVDO/TD SCDMA）和WIFI（802.11 b/g/n）兩種無(wú)線傳輸模式，并支持多路3G卡捆綁傳輸。此外，還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力，包括：高達(dá)20%的抗誤碼能力，自動(dòng)帶寬適應(yīng)，智能包絡(luò)修復(fù)技術(shù)。

5、3G終端設(shè)備支持本地視頻和靜態(tài)圖像存儲(chǔ)，可以根據(jù)需要選擇不同的分辨率進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)具備錄播功能，可以配合圖像綜合管理平臺(tái)和終端設(shè)備，完成實(shí)時(shí)錄制、實(shí)時(shí)直播、后期點(diǎn)播、后期編輯、遠(yuǎn)程管理、文件管理等多種功能，操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，便于管理。

3 3G網(wǎng)絡(luò)在滅火救援現(xiàn)場(chǎng)視頻傳輸中的應(yīng)用

3.1采用3G視頻監(jiān)控，靈活、機(jī)動(dòng)、快捷，在火災(zāi)突發(fā)的地方，只需要安裝有3G視頻監(jiān)控設(shè)備的指揮車到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，移動(dòng)攝像機(jī)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)可以將圖像傳輸至圖像平臺(tái)或者指揮部，反之，指揮部的圖像資源也可以向移動(dòng)的指揮員傳輸，甚至移動(dòng)的圖像采集和移動(dòng)的圖像顯示互聯(lián)，極大提高了科學(xué)決策指揮的實(shí)效性和科學(xué)性。3G網(wǎng)絡(luò)具有傳輸距離遠(yuǎn)、寬帶高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用低等諸多優(yōu)勢(shì)，因此3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻在復(fù)雜多變的滅火救援現(xiàn)場(chǎng)中體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。目前各種專業(yè)探測(cè)器的數(shù)據(jù)顯示以及危險(xiǎn)報(bào)警都是在儀器本身上所體現(xiàn)，但大部分儀器都預(yù)留有數(shù)據(jù)接口，可以將數(shù)據(jù)提供給第三方。為了實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，可以利用3G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸平臺(tái)將探測(cè)所得數(shù)據(jù)傳輸至指揮部，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖像的結(jié)合，做到視覺(jué)和嗅覺(jué)的無(wú)線延伸。由于探測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較小，不會(huì)占用太多的網(wǎng)絡(luò)帶寬影響到圖像傳輸質(zhì)量，而且還共享了3G網(wǎng)絡(luò)資源，一舉兩得。

3.2 3G網(wǎng)絡(luò)的新功能如M2M可視電話、M2Pc可視電話的實(shí)時(shí)監(jiān)控、視頻會(huì)議等功能，將災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)、指揮中心、重特大災(zāi)害決策專家通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，共享災(zāi)害救援現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音和視頻，可隨時(shí)為指揮中心提供決策方案。災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)聲音視頻經(jīng)攝像機(jī)采集和H.264視頻壓縮、流媒體視頻處理技術(shù)，整合3G數(shù)據(jù)通訊功能，通過(guò)3G智能無(wú)線路由通訊模塊，把實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像傳輸?shù)揭苿?dòng)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，各級(jí)指揮機(jī)關(guān)和指揮員，只要取得授權(quán)，就能通過(guò)Internet中心管理服務(wù)器，利用計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、PDA和指揮中心實(shí)時(shí)觀看移動(dòng)圖像，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的編解碼、加解密、交互、發(fā)送、接收和遠(yuǎn)程控制等功能。

3G無(wú)線視頻傳輸設(shè)備系統(tǒng)，在消防災(zāi)害救援指揮中，可以提供高效移動(dòng)性、多方參與的災(zāi)害指揮平臺(tái)，利用3G網(wǎng)絡(luò)和H.264數(shù)字視頻編碼技術(shù)，3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和nternet網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，使災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)消防搶險(xiǎn)救援人員迅速地與指揮中心，一、二級(jí)的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)指揮員、決策專家?guī)煜嚓P(guān)專家通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)共享的指揮平臺(tái)，隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程科學(xué)決策和指揮管理。

4網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)安全是系統(tǒng)運(yùn)行的保證，3G無(wú)線視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸系統(tǒng)，任何合法的接人終端都可以接人到這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，它的網(wǎng)絡(luò)開放性體現(xiàn)了重大應(yīng)急事件處置機(jī)制中信息共享。但同時(shí)對(duì)于視頻傳輸中如何解決數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，對(duì)利用Internet視頻共享提出了新的要求。災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)視頻傳輸系統(tǒng)中數(shù)據(jù)會(huì)遭到惡意的竊取、破環(huán)、更改和泄漏。給敏感災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)視頻數(shù)據(jù)應(yīng)采取加密技術(shù)。

在目前的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，已經(jīng)開始廣泛使用口令加密技術(shù)和地址綁定技術(shù)，只有合法的MAC地址才能注冊(cè)到系統(tǒng)中，并接收系統(tǒng)的合法性檢查。網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用層完成數(shù)據(jù)加密，利用數(shù)字水印加密技術(shù)，對(duì)客戶端訪問(wèn)的IP地址過(guò)濾技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。使網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸具備防竊取功能，圖像資料具備防篡改功能；設(shè)備操作具有安全的管理和控制手段。

5 3G網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸在滅火救援中的展望

眾所周知，從利用率的角度考慮，3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商不可能將所有區(qū)域覆蓋，必然存在盲區(qū)，如山區(qū)，荒漠。而衛(wèi)星圖像傳輸方式恰好能發(fā)揮所長(zhǎng)，將圖像從盲區(qū)傳輸至信號(hào)區(qū)，在信號(hào)覆蓋區(qū)又可以將圖像傳輸至所需的地方，而不用受衛(wèi)星地面站和有線線路的限制。室內(nèi)，尤其是地下空間往往也是信號(hào)覆蓋的盲區(qū)，此時(shí)可以利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的微波圖像傳輸方式傳輸至室外，再使用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況利用多種手段，將圖像信號(hào)接力傳遞。目前手機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多模雙卡雙待功能，未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)通信也必將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選。當(dāng)一個(gè)3G服務(wù)商提供的網(wǎng)絡(luò)擁堵或者無(wú)信號(hào)時(shí)可以使用另一個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)，甚至這種切換是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，而不需要人工操作，圖像傳輸不斷續(xù)自動(dòng)轉(zhuǎn)網(wǎng)。在信號(hào)環(huán)境極不好的現(xiàn)場(chǎng)，不同的3G網(wǎng)絡(luò)根據(jù)自身現(xiàn)狀各承擔(dān)一部分圖像數(shù)據(jù)，將圖像數(shù)據(jù)分散傳輸，從而保證圖像的傳輸質(zhì)量。當(dāng)然這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有賴于對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的實(shí)時(shí)掌控和判別。

在我國(guó)，隨著3G移動(dòng)通信系統(tǒng)走向?qū)嵱茫哌_(dá)2M的帶寬將為無(wú)線視頻傳輸提供更強(qiáng)有力的支持，后3Gt寸代視頻的質(zhì)量將會(huì)有極大的提高。公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與WLAN系統(tǒng)的融合，將真正實(shí)現(xiàn)“任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何終端”的無(wú)縫式無(wú)線視頻傳輸，網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)將真正實(shí)現(xiàn)。