船联网安全船舶项目方案.docx

长信智控船联网安全船舶项目方案目录一 项目摘要21.1项目名称21.2项目承担单位21.3项目概况2二 项目承建单位基本情况32.1项目单位基本情况32.2项目主要负责人情况3三 项目主要技术概述43.1视频压缩技术（Video Compression Technology）43.2可伸缩视频编码技术(Scalable Video Coding)53.3智能分析技术（Image and Video Analytics）53.3.1运动检测53.3.2视频摘要63.3.3人数统计/人流分布73.3.4视频质量诊断技术73.3.5遗留物检测技术8四 总体设计方案94.1 方案主要设备选型94.1.1低码流视频服务器LVS94.1.2 高清红外网络枪型摄像机114.1.3 船舶超载吃水检测传感134.1.4 船舶高精度水平仪154.1.5 温湿度传感器174.2 网络拓扑结构184.2.1 视频云端服务架构184.2.2 船舶视频网络架构19五 项目运行管理21长信智控船联网安全船舶项目方案一 项目摘要1.1项目名称长信智控船联网安全船舶项目方案1.2项目承担单位长信智控网络科技有限公司1.3项目概况长江航运是中国内河主要运输通道，承担中国内河80%以上的运输吞吐量，但内河船舶运输对船舶本身的安全管理目前尚处于空白区域，特别是对危化品运输船舶的规范化管理和预警机制存在局限性。危化品运输船舶（芜湖至重庆干线有2000余艘危化品船只）是威胁长江航运安全的“移动炸弹”，随时有被“引爆”的可能。只有提高监管能力，提高准入门槛和创新管理手段，“全覆盖”、“零容忍”狠抓危化品运输，长江生态环境和航运安全才有保障。长信智控网络科技有限公司通过在视频领域独有的高压缩比视频压缩技术和可伸缩编码传输技术，并利用长信智控在传感器预警机制方面的优势，结合目前长江航道安全需求，特别是对渡船和危化品船舶的预警监管方面的弊端。长信智控网络科技有限公司采用高性价比的船舶“黑匣子”硬件，并结合船舶数字化水平仪、温度传感器、烟雾传感器技术对船舶安全进行监管预警，并实施传输视频数据到云端平台，保障船舶的航行安全。二 项目承建单位基本情况2.1项目单位基本情况长信智控网络科技有限公司是芜湖长信科技股份有限公司（股票代码：300088）旗下的子公司。成立于2015年7月，注册资金一亿元人民币。是一家以大数据为核心，融合多媒体互联网应用技术,移动网络技术,面向智慧生活的高科技创新公司。总部设在芜湖，在深圳和成都，以及美国圣地亚哥设有研发基地。公司主要从事音频、视频等电子信息的收集、传输、整理、销售，各类网络平台建设运营，安防网络系统等各类公共信息产品，车联网、物联网等技术开发及系统建设，各类数据的分析应用。公司拥有成熟的商用移动及互联网平台,全球领先的相关技术和专利（移动智能终端技术和产品，视频压缩和传输技术，大数据系统技术等）,和一流的技术和运营团队。2.2项目主要负责人情况Fang Shi，史方，Chairman&CTO University Of Saskatchewan，博士国际视频标准制定组织活跃的参与者，曾任职美国硅谷菲利普和南加州高通公司，专注于视频压缩、视频分析、视频传输技术，拥有43项视频相关美国专利，国家高层次人才引进项目“千人计划”人才。2006年创立DVMicro公司，DVMicro在2009年被美国上市公司Intersil收购。Edward Luo，罗德祥，Memorial University of Newfoundland，移动通讯和物联网技术专家，曾任职美国南加州Qualcomm以及TCL通信科技，成功开发全球首款智能互联车机产品。美国高通QCT“高通成就奖”获得者，2014年第一批天鹅计划“领军人才”，在移动通信和多媒体技术领域拥有和申请国际国内发明专利32项。Kevin Huang，黄彩平，Northern Illinois University，双硕士，工业管理专业和计算机科学专业，曾任职上海通用机械集团公司、芝加哥期权交易所(Chicago Board Options Exchange)、芝加哥股票交易所(Chicago Stock Exchange)、寻家网(Homefinder)、以及亚兰特集团(Allant Group)。长期从事信息技术方面的工作，具有丰富的计算机规划、设计、开发、施实及维护的经验，专注于数据分析与处理，数据程序的研究与开发，以及大数据的整合与应用等领域，为资深大数据专家。三 项目主要技术概述本项目采用全球领先的图像与视频智能处理技术，专利技术和核心能力包括：3.1视频压缩技术（Video Compression Technology）视频编解码算法的优劣直接决定了图像的清晰度、网络传输的带宽高低、所占存储空间的大小。在（移动）互联网时代，这项技术是视频产品的决定性因素。长信智控网络科技有限公司在拥有国际领先的H.264 编码技术的前提下，推出自己的可伸缩性码流的H.265 商用编码器。长信智控的压缩技术使码流降低到原来的1/3到1/5，保证视频图像的流畅度和清晰度，极大降低了中心汇总接入带宽需求和中心存储压力。3.2可伸缩视频编码技术(Scalable Video Coding)原来的视频编码标准，一次编码后视频码流就固定了，对于不同的终端应用，需要对同一内容多次编码，可伸缩视频编码有效解决了之前编码标准输出码流的不灵活性，一次编码，可以适应多种不同信道。可伸缩编码提供良好的压缩比、容错性和伸缩性，能够适应有限的带宽和不断变化的用户需求。当带宽受限或不断变化时，保证接收的视频图像的流畅和高清，当带宽环境良好或丰富时，自动适应，提高帧率、分辨率和视频质量。从而带来最佳的客户体验。3.3智能分析技术（Image and Video Analytics）3.3.1运动检测运动检测作为在安防智能化应用最早的领域,它的技术发展和应用前景都受到关注。其对视频场景内的相关运动目标（人或物体）进行检测、分类及轨迹追踪，并根据制定的分析（触发）规则，由系统自动分析、判断运动目标的行为信息，并将信息输出到相关的系统平台。长信智控网络科技有限公司提供的视频智能分析技术，解决了摄像头自带的运动报警功能误报率非常高（如蚊虫爬飞、光影变化，下雨等），打扰客户，没有实际价值的技术痛点。3.3.2视频摘要把一段时间内的运动物体集中展示，极大提高特定场景的监看效率。从原始视频中提取感兴趣的目标的活动管道三维信息，和背景视频合成剪辑而成的较短视频片断，它通过同时播放多个事件，将一天的视频被压缩成一个简短到几十分钟的事件摘要视频；其中包含了原视频中所有重要的目标活动详情和快照。管理人员通过点击浓缩视频中的目标或者视频快照，播放目标出现前后的原始视频。在视频摘要和快照列表中，主要是针对于人或车辆目标，显示目标出现的时间，移动轨迹，并且支持用户通过点击目标快照，播放目标出现前后的原始视频，或者该目标活动与背景合成的视频。系统的应用目标，是实现从海量视频文件中迅速定位和播放关注的事件片段，挖掘和锁定有价值的视频线索，提高视频倒查效率，节省人力、物力资源。技术原理：长信智控视频摘要技术的主要目标是对一段长时间的录像文件中所有运动目标进行分析和信息提取，从而形成缩略播放的视频及缩略目标的信息存储（见（图1）。长信智控视频摘要技术，主要通过四个技术要点来对视频进行摘要缩略。视频格式解码：智能匹配国内众多厂家的私有录像文件格式，进行解码播放，识别视频录像的内容；视频内容分离：将视频中的运动对象（运动的物体）和背景进行分离，并记录目标的空间和时间轨迹信息；重新编排运动目标的时间-空间信息，消除原始视频的时空冗余，实现视频摘要缩略；回朔原始视频：只需要选中摘要视频中的目标，就可以跳转到原始视频目标出现的时段，实现原始场景再现。 图1 视频缩略示意图3.3.3人数统计/人流分布采用先进的智能视频分析算法，通过视频画面分析检测活体（人体头部和肩部）的形状，并在设定区域内分析进和出的不同个体数量，实现相关人数数据的统计和记录。可广泛用于需要人数统计或人数限制的场合，为管理者提供实时、直观、准确的客流量数据，有利于更高效的管理和组织工作，客观评价已有推广效益，规划未来的市场策略，为各行管理决策者提供极有价值的数据信息。3.3.4视频质量诊断技术视频质量诊断系统是一种智能化视频故障分析与预警系统，对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡、云台失控、视频信号丢失等常见摄像头故障、视频信号干扰，视频质量下降进行准确分析、判断和报警，并可根据摄像头所在区域、品牌、故障类型、故障严重程度等不同性进行多种统计分析。利用视频质量诊断系统，用户能够有效预防因视频采集设备、视频传输等环节导致的图像质量问题及所带来的损失，并及时发现破坏监控系统的不法行为。在设备、视频传输发生问题后，可以迅速进行处理，保障监控系统有效运行。系统亦有利于帮助用户快速掌握前端设备进行情况，轻松维护大型监控安防系统。3.3.5遗留物检测技术当有人在仓库里活动，会记录活动前和活动后的两张图片，通过这两张图片进行比较，运用适当的算法，检测货物的变化情况。当货物有减少或者增加的时候，算法会告知货物有所变化，这时候，会将变化的区域标记出来（红色矩形框），用户可以很容易看出哪部分的货物有所变化。这个功能可以让客户较为容易地检查货物变化，及时了解仓库的货物状况，甚至对盗窃的发生可以及早地预防。如下图所示：（图2）及（图3）分别是人活动前与活动后的两张图片；（图4）是检测出货物的变化情况。 图 2 活动前图像 图3 活动后图像 图4 检测货物情况船舶安全项目产品技术领先：H.264压缩技术，通过与国内大型视频公司（乐视、同洲、中移动视频基地、优酷土豆等）对比，有着明显的领先优势，与国内最佳的乐视对比，在同等视频质量的前提下，码流小19%，国内第一。H.265压缩技术，在同行均未解决时效性的前提下，本项目采用智控的视频技术也在国内处于领先，1080P全高清视频码流小于1.4M。长信智控“安全云”视频管理系统，在手机实时监看方面，国内第一。长信智控领先视频带宽传输技术，能在超低3G/4G下流畅传输，甚至在2G模式下也能实现视频数据的间断性传输，在2G环境下报警信息能够实时有效传输而不产生任何的损耗。 四 总体设计方案4.1 方案主要设备选型4.1.1低码流视频服务器LVS低码流视频服务器LVS概述LVS(Low Bitrates Video Server)是长信智控研发的低码流视频服务器，针对船舶的特殊性，此款产品具备防腐蚀、防潮湿以及防水等特殊功能，具备超高安全级别的信号发送功能，通过无线/有线网络连接，将接入的高清网络摄像机的视频流进行压缩处理，从而实现手机在WiFi、3G、4G 网络下流畅观看720P、1080P 实时高清视频，达到远程监控的目的。其具有良好的兼容性，能兼容所有支持Onvif2.0 协议的前端设备和海康、大华、汉邦、雄迈、朗驰、TENVIS 等主流品牌的设备。可广泛用于船舶、车辆、商铺店面、办公室、幼儿园、酒店、连锁店、工厂、煤矿、电力等领域。产品特性 支持4 路D1，1 路720P，1 路1080P 编码 高压缩，1080P：60-80KB/S，720P：30-40KB/S，D1：10-20KB/S 支持Onvif2.0 协议 支持本地存储 支持本地高清输出 支持7*24 小时不间断工作 支持Andriod、IOS 手机客户端实时监控 支持PC、Web 客户端监控管理 无缝接入长信智控安全云视频预警平台参数型号LVS外壳铝合金同时编码数量最大支持4视频编码标准H.264音频编码标准AAC网络接口1视频输出接口1USB接口音频接口1存储容量1TB电源12V/5A功耗20W尺寸140*140*25mm重量1KG4.1.2 高清红外网络枪型摄像机高清红外网络摄像机产品概述此款摄像机是720P/1080P 高清网络枪型摄像机，通过网络连接，可以进行视频浏览和图像控制，可以无缝接入长信智控“安全云”管理平台云端。其自身的高压缩算法，将传统的高清视频码流减半，降低对带宽的要求，节省移动客户端流量。可广泛应用于学校、连锁店、机关、企事业单位、小区、金融行业、平安城市等各个安全监控领域。产品特性 逐行扫描CMOS 图像传感器，可输出720P/1080P实时图像 提供宽动态影像，提高画质还原度 优越的低照度性能，低照度下彩转黑 标准H.264 Main Profile Level 4.1 码流输出 高压缩算法，720P码流30-40KB/S 支持iPhone、Android 等智能手机监控 ICR 红外滤片式自动切换，实现真正的日夜监控 3A 算法，自动控制白平衡、增益、曝光 无缝接入远见视频管理中心平台软件产品参数参数型号高清红外摄像机图像传感器1.2Mpixel最低照度0.13A控制视频编码标准H.264输出码率10-40KB/S分辨率720P(1280x72025fps),有效角度71镜头焦距3.6mm日夜转换IR-CUT红外距离15Me-PTZ支持通讯接口1网络协议HTTP,远程录像通过客户端,报警功能视频录像,额定电压12VDC/1.0A电源功耗6.9W工作温度-20+55工作湿度10%85%无凝结尺寸(mm)199.5*169.5*112 mm (长x 宽x 高)4.1.3 船舶超载吃水检测传感产品概述吃水深度检测仪，主要用于检测船舶吃水深度，从而测算出船舶的实际吨位，与船舶本身的最大承载能力进行对比，判断船舶是否具有超载现象，并结合长信智控独有的视频图像技术，将船舶的超载信息进行预警并推送到相关监管部门产品特性具有宽范围的温度补偿和独创的ERD干扰智能识别系统，使测量数据稳定、精度高。6组流量工况数据全部送485串口输出，PC直接接收，方便用户阅录和存档。独创的“液流修正系统”使流量系数根据槽堰尺寸和液位自动运算并进行适时补偿。停电时刻的时间，年/月/日/时/分/秒，流量数据，采用铁电双备份存储10年不掉。独创的“计量槽阻塞识别告警系统”可侦测液体渣质阻塞计量槽喉部而导致误计量。精准的年月日时分秒全日历时钟设置，显示和配合时间轴的备忘与挡案资讯记录。具有420mA、RS485等多种信号输出功能，可根据用户要求切换设置。采用智能测高、数码标定,使用户安装标定简单快捷-只需50秒即可完成采用超声波非接触测量，无运动部件、流道内无元件，传感器无阻塞故障隐患。技术参数适用堰槽直角三角堰：开口尺寸500mm矩形堰：开口尺寸250mm，500mm巴歇尔槽：喉宽尺寸51mm，76mm，152mm根据工况要求订货时在以上6种规格中选取一种，其它规格可定制流量范围按以上适用堰槽标准确定流量精度优于5%（根据适用槽堰不同）液位范围 01m（默认，可根据安装高度定制）液位精度优于0.5%FS（at 25，清洁环境、静态液面的相对误差）探头盲区300mm工作电源 DC24V/300mA（默认，可定制DC12V供电）工作温度 0+50（默认，可定制更宽范围）显示 LCD显示四位液位高度（分辨率mm，cm可设置）四位瞬时流量（L/s、m3/s单位可设置）八位累计流量值（03位小数自动）16位全日历时钟：年月日时分秒（按键切换）输出信号 420mA，RS485（默认）出线方式仪表标准插座；传感器引线10m防护级别传感器IP65（默认，可定制更宽范围）4.1.4 船舶高精度水平仪产品概述这是一款非常精密的条式电子水平仪，该仪器可用来进行工作面的水平调节和小角度测量，也可以检测工件的水平度、平行度、直线度、平面度等方面的检测。其广泛应用于汽车制造业、航空航天、大理石平板的拼接（如台球桌的桌面）、印刷机械的水平及平行调节（如压辊）、精密机械加工（机床或工件等水平调节）、精密化工（仪器的水平调节）等等领域产品特性1、最高0.001mm/m的分度值2、4种国际单位（度、度分秒、mm/m、in/ft）任意切换3、优秀的长期稳定性4、纵向倾斜补偿（更适合测量辊状结构）5、快速读数稳定时间（1s）6、平面及V形双工作面7、大屏幕LCD显示8、最快5秒即可校（检查）绝对零位9、移动监测功能10、USB及485通讯接口11、内置大容量锂离子充电电池12、简约的外观设计13、快速的开关机详细参数外形尺寸150mm(长)42mm(宽)33mm(高);可根据需要定制推荐使用环境室内读数范围20mm/m测量范围20mm/m测量精度0.01 mm/m最小分度参见表2自动关机参见表2漂移2小时漂移小于0.01 mm/m读数稳定时间1s检定条件202电池1500mAh锂离子电池电池寿命反复充电500次或3年工作温度-1050推荐存储温度040表2：工作模式度.度度分秒mm/min/ft0.00011“0.01 mm/m0.0001 in/ft0.00011“0.001 mm/m0.0001 in/ft0.00011“0.01 mm/m0.0001 in/ft自动关机时间：当水平仪工作于模式I/II时，若5分钟内没有任何按键或移动仪器的操作，则会自动关机；当工作于模式时，水平仪将会一直工作，至到电量用完自动关机4.1.5 温湿度传感器产品概述长信智控船舶专用温湿度控制器集温度采集、显示、监测、报警、控制于一体。采用RS484接口，可实现多点同时监测，通过网络远距离传输，现场数字显示，4路开关量控制以及4-20没A输出，可通过显示面观察现场的温湿度变化情况，该产品适用于室内环境温度的测量、控制，广泛用于船舶、地铁、商场、车展码头、图书馆等等场合产品特性测量准确传感器内置瑞士原装测量芯片，具有极高的测量准确性外观美观传感器采用液晶显示，美观大方，吸顶式、嵌入式安装可选组网检测传感器兼有RS485通讯接口，可进行多点组网远传，通讯距离可达1200米功能齐全传感器可选择报警控制功能，进行温湿度上下限报警输出，可独立作为小型控制系统使用详细参数量程范围 湿度：0-100%RH 温度：0-80供电电源 12VDC24VDC（宽电压供电）测量精度 25情况下 A+5%（20%RH80%RH）+0.5（0+60）B+5%（20%RH80%RH）+0.5（0+60）C+5%（20%RH80%RH）+0.5（0+60）输出方式 485；4-20mA输出；继电器输出通讯协议 标准ModBus响应时间 15S额定功耗 小于4W4.2 网络拓扑结构长信智控旨在解决船联网船舶安全视频解决方案，主要针对目前海事部门对长江内河航道中的渡船、危化品船舶以及高吨位的货运船舶无法实现实时视频监管，随时了解重点客货船舶的实时情况。长信智控利用自有的视频领域的技术手段，实现实时视频与传感数据的预警想结合达到安全先知的目的。4.2.1 视频云端服务架构视频云存储系统的设计需要具备高可靠、高可维护的特性，以及考虑方便的智能分析的视频调取和应用。因此在视频数据存储时需考虑视频云计算中调取数据的数据块分割方式，方便云计算系统通过调用视频云存储系统中的视频数据块，直接进行计算分析。视频云存储系统为用户提供了更为海量的存储空间、更为庞大的前端路数支持、更为高效的处理能力、更为透明的系统环境系统使用存储虚拟化技术对具有海量存储需求的用户提供透明存储构架、高可扩展性的云存储服务。同时开放的集成构架可兼容业界各类标准iSCSI/FC存储设备，保护用户现有存储投资资源。系统将信令与业务承载码流相分离，视频管理服务器只处理控制信令而不处理视频数据，实时视频数据直接写到存储设备。视频云存储系统能支持10万监控点、100PB级的数据管理。在存储容量不断爆发的趋势下通过自身特有算法依然能保持应用性能与存储容量的线性增长。视频云存储系统采用分层结构设计，整个系统从逻辑上分为六层，分别为设备层、虚拟层、业务层、管理层、接口层、应用层。设计如下：4.2.2 船舶视频网络架构船舶本地架构采用3G/4G网络传输模式，利用长信智控高可靠性的LVS设备，将IPS视频信息，传感器信息进行分析处理，及时进行预警。视频图像信息、传感预警信息通过3G/4G网络信号实时传输到移动手持客户端（手机、pad等），险情预警的同时可实时打开图像视频信息。基本的网络拓扑结构船舶视频实时查看船舶预警信息视频实时查看五 项目运行管理了保证船联网船舶安全项目能够按照正确的方向进行，我们将项目的整个过程划分为两大部分：项目的开发过程和项目的实施维护过程。其中项目的开发过程又分解为4个小阶段，每个阶段的结束就是一个里程碑。因此整个项目的开发进度包含四个主要的里程碑：需求分析：在“需求分析”里程碑应基本完成业务的需求分析。目标清晰地阐明了应用系统的最终目的，并提供了明确的方向。而范围则定义了一个特定版本的应用系统所要提交的业务功能，并且通过目标认识到在未来的版本中将要进行的开发工作。系统设计：“系统设计阶段”里程碑要完成项目的设计。项目设计包含功能说明文档（包括概要设计、逻辑流程设计和详细设计），每种角色组的人员分配、组织结构和时间进度安排。功能说明提供项目组足够的实施细节情况，并确定需要的资源和承诺。在此阶段，客户和项目组在要交付的系统功能以及系统实施过程上取得一致。这是一个重新评估风险、建立优先级和对时间以及资源调配情况做最终估计的重要阶段。这个阶段将经过几个过程：分概要设计、逻辑设计、物理设计，这个阶段将决定项目的成败，因此每一个阶段都需相互衔接。功能范围开发完成/第一次试用：在“范围完成/第一次使用”里程碑基本完成开发阶段。经过核准的功能说明和相关的项目计划提供了开发阶段基本的要求。整个阶段可以根据开发组的要求细分为一系列的内部交付里程碑，每个内部里程碑都是经过测试/诊断/排错的过程。在“范围完成/第一次使用”这个里程碑上，所有功能的开发都已经结束。系统正式推广实施：在“系统正式发布”里程碑上完成了稳定测试阶段。整个项目也到达了终结点。测试工作是本身是伴随着代码开发工作进行的，只在稳定阶段因为集中注意力于寻找错误和修改错误，所以成为这一阶段的主要工作。在产品发布里程碑，产品正式转交用户或维护支持组。本系统数据接口方面设计到很多的不同类型数据，在业务上设计到严谨的数据核销过程，多用户组、用户角色分配，为了支持本系统的复杂业务逻辑并保持本系统的灵活性、可扩充性，因此，需要各方面充分合作、互相协调、才能保证系统实施阶段顺利进行。针对船舶本身和海事监管部门对系统要实现的功能，我们将建立如下的三层组织保证体系： 领导层 实施层 用户验收层项目领导小组的目的是和目标客户项目小组共同建立对整个项目建设自始至终负责的、责权利相统一的管理，以形成一个由总体控制和有计划、有组织的控制网络系统，实现计划-实施-检查-调整-再实施的封闭循环。领导层的具体职责如下： 明确成员各自分工与责任； 建立工程情况汇报制度； 决定工程重大原则问题； 协调各部门及相关人员关系。对该系统的实施，建立以项目中心领导小组为龙头，系统分析部、系统开发部、系统实施部为主体的，具有内部协调职能的直线式操作实施层，负责进度控制、成本控制、质量控制、供应控制。由于各实施环节均有项目质量控制小组评审，就有可能一次发现问题，并可及时落实到具体的负责部门，整个过程一气呵成，避免推诿扯皮现象和信息传递失误，从而提高系统建设效率。作为组织保证系统的一个组成部分，还应建立线性责任系统，其目的是为了明确项目中各部门各成员在各项工作的地位与作用，使工作和责任一一对应起来，以保证组织运转更为有效。操作实施层的组织结构如下：实施层的具体职责如下： 建立项目实施小组，确定项目实施总负责人； 组织各专业技术队伍，明确技术责任与实施方案； 编制项目技术规范，计划进度，质量标准； 负责组织各专业技术人员优质按时完成项目任务。用户验收层主要保证组织体系能有效地围绕总体控制计划运行，其人员由我们和目标客户技术专家共同组成。用户验收层的具体职责如下： 共同确定技术验收测试标准和验收测试人员； 组织现场测试环境和完成各项技术指标测试； 编写项目测试报告和项目验收报告； 组织并完成用户开通运行等各项工作。为保证实现项目预期目标，项目实施过程中需要大量的交流工作，定期举行工作汇报例会、向政府及海事监管部门提供阶段性报告、双方的主要联系方式保持电话和电子邮件的实时沟通。