电力行业自组网及4G视频传输系统
随着我国经济的高速发展，对电力输电网电厂设备等基础设施的安全运行也提出了更高的要求各大电力公司均在线路、设备的巡检维修投入了大量的人力、物力。电力系统的稳定运行关系着人民生活和生产活动乃至国家和社会的稳定，电力系统的任何一次故障都有可能给社会造成无法估量的损失，所以保证电力系统安全运行是输变电部门等电力行业的首要任务。然而，多种因素致使电力设施老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现消除，存在的隐患就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁。电力设施巡检是有效保证电力系统安全运行的一项基础工作。巡检的目的是掌握线路运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和危及线路安全的隐患，保证线路的安全和电力系统稳定运行。
建设目标（随时随地进行多方音视频通话）
该项目建设目标为利用自组网（无网区）结合4G单兵图传设备覆盖在范围2-30公里内（根据实际地理环境设定），驾驶车辆上安装4G无线视频车载视频通信设备，通过该系统将终端界面数据、监控录像等信息反馈到指挥中心，也可实时进行组群视频会议、实时视频语音通信，使指挥中心通过自组网、通过4G视频直接、及时了解现场真实状况，确保电力系统的稳定运行。该系统具备性能稳定、便携易组装、保密抗干扰等功能，系统集成度高，快速组网，可以在10秒之内完成入网流程，保障信息畅通。
该系统实现以下功能：
点对点通讯数据安全
多业务融合
移动性能强
低功耗，使用时间长
轻便易于携带、适应极度环境
节点之间可相互控制
超出无网络区域（本方案中，超出自组网范围）运用公网4G全网通视频传输设备，实时无缝连接至指挥中心，与指挥中心实现实时音视频通信，节省自组网成本。
该方案已实际应用到国家大型活动中去，如2014年APEC会议、2015年9.3阅的通信保障等，也即将参与到2016年浙江G20峰会中去。另电力行业的应用有：浙江省电力公司、山东省电力公司、冀北电力公司、江西省电力公司、广东肇庆电力公司等。
根据业务需求，系统涉及产品在技术上必须满足以下标准：
系统涉及无线通信设备应具备网络多跳自我组织的能力。
系统涉及无线通信设备开电即可自动加入到网络当中，每台设备上必须配备无线链路指示灯，用于确定MESH网络连通。具有快速部署能力，单人可在1分钟内将单台设备完成部署。
系统涉及无线通信设备应具有良好的兼容性，可支持WIFI接入，能够兼容各种IP应用，并能够同卫星、光纤、4G等联合组网。
系统涉及无线通信设备应具有一定的抗毁性，单个设备故障不能影响整个系统内其它设备的使用。
系统涉及无线通信设备应具有良好的机动性，机动速度应大于200KM/h。
系统涉及无线通信设备应具有良好的可扩展性，设备开电即可自动加入到网络，无需任何配置。
系统涉及无线通信设备具备良好的安全保密措施，具有AES128位信道加密功能，支持外接保密机进行信源加密。
系统涉及无线通信设备应具有不低于6小时的独立供电工作时间，设备的发射功率不高于2W。
采用全IP的设计，节点设备可随意作为单个节点、中继节点、车载指挥节点。
系统所有节点支持多跳中继（接力）通信，适应多种地形和应用。由其在传统无线电设备无法覆盖到的区域，可以依靠该设备进行覆盖延伸，实现接力通信，覆盖无盲区。
设备选型标准
自组网设备
名称 | 功能 | 指标 |
典型工作范围： | 发射功率100mW-2W | 视距40Km+，非视距1000-1500m |
射频及调制 | 输出频率 | 300-470MHz，470-700MHz，700-1200MHz，1200MHz以上 |
频率调节步长 | 125KHz | |
输出功率 | 30-10dBm步长0.25dB | |
空中带宽 | 2.5,3.0,3.5,5.0,6.0MHz | |
网络容量 | 8－16Mbps | |
调制方式 | COFDM360子载波 | |
子载波调制 | QPSK，16QAM | |
前向纠错 | FEC1/2 | |
接收灵敏度 | -98dBm | |
IP接口 | 以太网 | 100BaseT |
IP地址分配 | DHCP动态或固定IP | |
视频音频 | 广播式VLC兼容 | |
流格式 | 支持RTSP | |
A/V输入选项 | 视频输入 | 模拟符合 |
视频格式 | 525/625(PAL/NTSC) | |
视频编码 | H.264 | |
图像质量 | 用户可选质量水平 | |
视频比特率 | 2.4Mbps-50Kbps | |
分辨率 | 1080p-CIF | |
视频帧率 | 30-2F/S | |
音频输入 | 线路或麦克风 | |
音频采样频率 | 48KHz | |
音频编码 | G726 | |
音频比特率 | 384-64Kbps | |
文件下载 | 浏览器下载/RTSP | |
视频及音频剪辑尺寸 | 30秒 | |
公共语音信道 | 多用户共享语音 | G726 32Kbit音频，8KHz取样，带静音 |
加密 | AES128或AES256 | |
GPS接口 | RS232或RS485 | |
数据接口 | RS232或RS485数据输入 | 1200-115200bps |
网口输入 | UDP和TCP协议 | |
PTZ摄像机接口 | 用户摄像机类型 | PAL或NTSC |
控制 | 本地 | 电源指示灯和网络状态指示灯 |
远程控制 | 通过PC控制全部参数和网络联系状态 | |
环境 | 工作温度 | -20-+50摄氏度 |
4G视频传输设备
（1）手持单兵（单卡槽、方便携带）
序号 | 功能要求 | 具体参数 |
视频会商 | 支持两台终端点对点进行双向视频会商；通过视频服务器，实现多台终端之间实时多点视频会商 | |
双向语音 | 实时双向语音对讲 | |
1 | 视频协议 | H.264 High Profile；最低512K带宽实现通过3G传输720p分辨率的画面 |
2 | 视频传输 | 双路720P编码,一路用于实时向上传输，一路用于本地高清存储回放； 一路720P解码，通过移动终端屏幕，在现场实时显示其他移动终端或者指挥中心下发的高清视频、文档和照片等资料。 |
3 | 终端结构 | 采用主机显示屏一体化结构；手持式，并标配专用背夹，方便腰挎使用 |
4 | 摄像头 | 内置500W像素摄像头，可以拍照和720P视频录制，配备补光灯。 |
5 | 外接视频源扩展 | 支持外接标清摄像头;支持通过HMDI接口连接多种DV，获取高清外置视频源。支持外接USB摄像头 |
6 | 屏幕 | 支持4寸以上触摸屏，分辨率达到800*480，方便预览视频、观看远端视频、数据并进行控制操作 |
7 | 拍照及上传 | 支持高清拍照上传，照片分辨率最大可达2048 x 1536 |
8 | 录制 | 支持手动录制本地视频，支持TF卡作为存储设别 |
9 | 双向音、视频 | 终端要求支持双向视频、双向音频，用于会商和远程技术支持时，可以收看对方发送的图像或数据、照片等信息 |
10 | 视频输出 | 支持HDMI高清视频输出，需要时可以接电视进行会商或者播放本地视频或图片 |
11 | 音频拾音 | 内置MIC和扬声器,同时支持外接耳麦 |
12 | 网络模式 | 内置单卡并且方便扩展外置双卡（两张电信、两张联通或者一张联通一张电信混合捆绑使用）的3G网络；支持3G多卡扩展，最多可扩展至10卡；支持内置WIFI；支持RJ45网口，可以连接固网或卫星网络;地理定位, 内置或外置GPS定位仪；支持4G网络 |
13 | 多网络组网 | 支持MNABS(Multiple Network Auto Bundled and Switching “多网络自动捆绑和平滑转换”技术: 支持WCDMA、EVDO、TD-SCDMA混网捆绑传输技术，同时支持支持3G/4G/WIFI/卫星网络混网捆绑技术，既可以相互备份，也可以通过多网捆绑大大增大叠加带宽并增强信号的覆盖性和稳定性；支持自定义多种网络的优先级，当多种网络同时存在时，优先使用高优先级的网络，在移动过程当中，如当前网络中断时，自动切换到下一优先级的网络，无需人工干预，并且图像不中断。 |
14 | 传输加密 | 支持128位AES数字加密 |
15 | 操作系统 | 终端专用DSP处理方案，采用嵌入式Linux操作系统 |
16 | 工作供电 | 满负荷工作4小时以上，外置附加电源可支持8小时以上 |
(2)背负单兵/车载终端（双卡槽、方便携带）
序号 | 功能要求 | 具体参数 |
1 | 视频会商 | 支持两台终端点对点进行双向视频会商；通过视频服务器，实现多台终端之间实时多点视频会商 |
2 | 双向语音 | 实时双向语音对讲 |
3 | 视频协议 | H.264 High Profile；最低512K带宽实现通过3G/4G传输720p分辨率的画面 |
4 | 视频传输 | 双路720P编码,一路用于实时向上传输，一路用于本地高清存储回放； 一路720P解码，通过移动终端屏幕，在现场实时显示其他移动终端或者指挥中心下发的高清视频、文档和照片等资料。 |
5 | 视频源 | 支持外接标清摄像头 支持SDI连接高清摄像机 支持外接USB高清摄像头 |
6 | 地理定位 | 内置或外置GPS定位仪 |
7 | 终端结构 | 采用主机显示屏一体化结构 |
8 | 屏幕 | 支持7寸触摸屏，分辨率达到800*480，方便预览视频、观看远端视频、数据并进行控制操作 |
9 | 录制 | 支持手动录制本地视频，支持SD卡作为存储设备 |
10 | 音频拾音 | 支持多种音频输入、输出接口，以适应不同的使用环境： 内置MIC和扬声器, 支持外接耳麦、手咪 支持Line in/out |
11 | 视频输出 | 支持分量高清SDI和HDMI接口视频输出和复合标清视频输出，需要时可以接电视进行会商或者播放本地视频 |
12 | 网络模式 | 支持6卡捆绑传输（包括4G卡混合捆绑使用）的网络；支持3G多卡扩展，最多可扩展至17卡；支持内置WIFI；支持RJ45网口，可以连接固网或卫星网络，支持4G网络 |
13 | 多网络组网 | 支持“多网络自动捆绑和平滑转换”技术MNABS(Multiple Network Auto Bundled and Switching: 支持WCDMA、EVDO、TD-SCDMA混网捆绑传输技术，同时支持支持3G/4G/WIFI/卫星网络混网捆绑技术，既可以相互备份，也可以通过多网捆绑叠加带宽并增强信号的覆盖性和稳定性；支持自定义多种网络的优先级，当多种网络同时存在时，优先使用高优先级的网络，在移动过程当中，如当前网络中断时，无需人工干预即可自动切换到下一优先级的网络，并且图像不中断。 |
14 | 传输加密 | 支持128位AES数字加密 |
15 | 操作系统 | 终端专用DSP处理方案，采用嵌入式Linux操作系统 |
16 | 工作供电 | 支持6-36V宽电压供电，适应车载环境，可以用点烟器直接供电 可选配内置电池和外置电池 支持12V直流电源输出 |
17 | 安装方式 | 除用户自定义改装安装方式外，在某些小型车辆上应提供头枕安装方式，提供专用配件将终端安装在头枕上，不用在车上打孔，破坏车辆的内饰 |
(3)车载终端（三卡槽、适合会议室、通信车、临时指挥点）
序号 | 功能 | 技术参数 |
1 | 产品特点
| 通过3G、4G、或WIFI等移动网络实时地为指挥中心提供清晰度高达1080P的高清视频画面 支持内置三张4G/3G模块捆绑 支持1080P/30fps双向视频会商 支持HD-SDI、HDMI两路高清输入 支持4路CVBS输入 支持VGA视频输出 支持两路720P高清视频编码同时上传 北斗/GPS航迹跟踪和实时回传，并可计算行进轨迹等地理位置信息 同时支持移动、联通、电信运营商的3G/4G网络混合组网 独有的数据流控制技术，保证了超低延时 支持多信道捆绑和负载均衡 具备IVE智能编码技术，根据网络情况不同，自动调整最佳视频质量 H.264 High Profile高性能视频编码 支持WiFi网络（802.11b/g/n） 支持远程摄像头云台控制 支持文件加密功能，对录制的文件进行保护 支持传输加密功能，防止网络窃听 |
2 | 视频 | 视频协议：H.264 High Profile 视频分辨率：1080P、720P、D1、CIF 视频输入：高清视频：1xBNC(HD-SDI)、1xHDMI 视频输出： VGA视频输出 帧率：1~30fps 录制带宽：64Kbps~6Mbps 实时带宽：64Kbps~4Mbps |
3 | 音频 | 输入：手咪、1xLine-in蓝牙 输出：手咪、1xLine-out蓝牙 录制存储：OGG Vorbis(32K，本地、远端双声道) 实时传输：Skype SILK(8/16/32K，单声道) 语音：实时双向语音对讲 |
4 | 网络 | WIFI：802.11b/g/n 3G：EVDO/WCDMA（最大内置三卡，支持USB外部扩展更多3G/4G数据通道） 4G：支持移动、联通、电信等多运营商数据传输（最大内置三卡，支持USB外部扩展更多3G/4G数据通道） 局域网：支持局域网连接，RJ45接口 |
5 | 摄像机控制 | 云台：支持云台控制 预置位：支持6个预置位 控制协议：Pelco-P，Pelco-D，VISCA |
6 | 供电 | 方式：内部锂电池供电、汽车电瓶供电、外部电源供电 宽电压：6~36V宽电压输入 内置锂电池：3.7V/20000mAH |
7 | 物理参数 | 尺寸：300 x200 x40 (mm)（不含天线接口和视频等接口） 重量：1500g |
8 | 存储 | SD卡：采用SD卡存储数据（用户自配），最高支持32G存储 可选配固态硬盘 |
9 | 其他接口 | USB接口：3xUSB 2.0 、5xSMA天线接口（3G/4Gx3、 GPSx1、WIFIx1） 网口接口：一个网口连接局域网、一个网口连接网络像头、桌面/吊顶麦克（紫荆视通自主研发设计） |
10 | 环境参数 | 工作环境温度：0~40℃ 存储环境温度：-20~60℃ |
（4）车载吸顶式云台摄像机技术参数
整体镁铝合金外壳，坚固耐用，抗紫外线，散热好，适应户外恶劣环境，；
● 采用同轴航空插头出线，确保防水性能，内含HD-SDI、RS485、DC12V线束；
● 防雾气设计：具备球机内部水汽自排机制，保证在任何条件下内部不起雾；
● 预留（选配）可充式锂电池内置安装位，待机时间不低于6小时；
● 工作温度和湿度：－35°C~＋55°C ；98%
● 850nm红外线，红外灯距离≤80M，
● 制式PAL/NTSC；分辨率1920(H)×1080(V)；输出格式HD-SDI
● 底座带强磁铁，不借助其他固定装置，直接吸附在车顶平面；
● 预留（选配）车载抗震垫安装位，可直接将车载球放置在车载抗震垫上；
● 200万像素；成像1080P25/30,720P50/60；
● 20倍光学变焦，12倍数字放大，IRCUT双滤光片自动切换；≥1/3”Progressive CmosSensor；
● 水平范围360°；速度0－120°/S；垂直范围-15°～+90°；垂直速度0－10°/S；
● 128个预置位，6条巡视轨迹；4条巡航轨迹，每条轨迹可16个预置位；3条花样扫描；
● DC12V宽电压（9V~24V），功率≤25W ； 重量≤2KG；防水等级：IP66
设计原则
1、坚持“统一领导、统一规划、统一标准”的原则
遵循无线通信各项标准和各项总体设计方案来规划项目建设；系统的建设在调查研究的基础上，经专家论证，有关领导的集体讨论确定，系统工程领导小组审批后，然后积极稳妥地分步实施。
2.坚持共享与安全并重的原则，妥善处理好信息共享与安全保密的关系。
在信息化建设和应用中，既要根据业务需要实现信息资源的充分共享，又要确保网络与信息内容的安全，做好涉密网络和信息的安全保护工作。明确信息共享的范围、方式和策略，对信息访问实行授权管理、访问控制和应用监测，确保在安全保密的前提下最大限度地实现信息共享。
3.坚持满足当前急需与长远规划相结合的原则。
针对当前通信工作中存在的突出问题，认真分析总结以信息化支撑工作的薄弱环节，加强应急通信指挥系统建设，紧密围绕各类人员管理这个重点，以满足当前通信工作的急需。同时，有计划、分阶段整体推进公安信息化建设
编制依据
联合节点网络无线通信及监控系统在工程目标、原则、方案选择和技术可行性的研究上，本可行性研究报告参考国家有关文件和国家相关标准，包括：
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T70－94GA/T75－94
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92
《电气指标标准》ELA-422ELA-485
《建筑电气安装工程质量检验评定标准》GBJ303-88
《工业企业通信接地设计规范》GBJ79-85
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《安全防范报警设备安全要求和试验方法》GB16796-1997
《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-1993
《公共安全行业标准及公安部对安全防范工程管理要求》
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367－2001）
《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）
《信息技术互连国际标准》（ISO/IEC11801-95）
《关于固定无线视频传输系统使用频率的通知》公信通传发[2008]371号
系统组成
IP-MESH网络无线通信系统由三部分组成，即指挥中心部分、移动巡检车辆机动部分和MESH网络视频终端。
指挥中心部分
指挥中心由视频平台和MESH网络固定（移动）站、4G移动巡检车组成，指挥中心部分主要实现的功能是将前端巡检人员和巡检车的视音频信号回传到指挥中心的音视频、数据信息显示在指挥所的显示器上。其部署示意图如下图所示：
3.1.2 4G移动巡检车部分
4G移动巡检车部分是由IP-MESH网络便携设备、4G网络便携站、和4G视频传输终端组成，利用前端音视频采集终端将现场视频、语音等数据信息，通过4G移动巡检车转到MESH网络，实现整个局域网的终端界面数据、移动巡检情况、和车际间的语音通话等信息回传到指挥中心。
系统功能
1、IP-MESH网络
设备集成：
视频、语音、数据、传输一体机，内置音视频编码卡，并配备视频采集终端；
集成锂电池模块，电池供电最少6小时；
防水等级高于或等于IP65；
具备无线链路信号指示灯，用于显示多跳中继后本设备的连接状态
可具备WIFI功能（需提前说明），支持AES128位加密；
设备集成度高，单台设备部署时间单人1分钟内完成；
无线宽带网络：
支持300-470MHz，470-700MHz，700-1200MHz等频率选择；
支持网络自动组织、自动愈合，愈合时间小于20ms；
支持最多16跳中继传输；
支持200KM/h以上高速移动。
视频图像传输：
将现场图像以视音频的形式进行采集；
将采集到视音频信息实时回传后方指挥中心；
视频节点均支持音频采集功能，指挥中心可对车辆内部人员及山上巡检人员实时通话；
通信过程中的音量大小可调节，可进行静音、哑音操作。
后方指挥中心可对所有固定（移动）点、便携站进行统一指挥调度可支持快速单方调度，调用任意站点图像，并与此站点进行对讲；
支持远程视频控制功能，可在调度台对前方摄像机进行远程PTZ控制。
所有便携车上可配备GPS定位系统（需提前说明）；
可在指挥中心地图界面中显示站点的实时位置。
2、管理平台
管理平台支持以下功能：
网络拓扑显示
网络状态监控
链路状态实时监视
异常显示
网络设备管理，批量配置、升级
安全保密
整个系统的安全保密机制主要实现在两个层面上，即传输链路(信道加密)和业务终端(信源加密)。
1、传输链路
极端条件下通信保障手段建设采用多种手段来解决无线链路的安全问题：
链路接入控制
MESH网络使用”网络ID”来区分同类网络，只有配置有相同“网络ID”的设备才能互相发现。
链路加密，防止非法窃听
同一联合节点网络使用统一的预配置密钥，对传输的数据进行加密。密钥不相同时,站点间无法传输数据。密钥的产生及加密采用私有特殊机制，窃听者无法获得使用的密钥。采用目前公认的安全性很高的 AES算法，密钥强度为128位。
2、业务终端
业务终端可外接保密机以保证业务的安全性。
IP-MESH网络无线通信及监控系统，适用于各种环境，在需要巡检点附近架设IP-MESH网络通信设备，摄像头将对前方监控区域进行现场视频信息的采集，可根据监控区域的大小范围调整摄像头焦距，适应不同大小区域的监控。现场采集的视频信息通过IP-MESH网络、4G专网模块回传至指挥所。设备供电时间6至8小时。
4G巡检车情况监控
IP-MESH网络无线通信及监控系统，在车辆内部架设IP-MESH网络便携站、4G专网设备和摄像头，摄像头可360°旋转，将摄像头定位在需要监控的区域，利用摄像头采集功能，对车辆附近情况进行监控，可使指挥所实时了解到车辆附近及巡检人员情况。
快速部署
IP-MESH网络智能化程度高，具备网络自我组织的能力，开机后网络自动形成，无须事先进行复杂的网络拓扑规划和配置，机动性好，整个系统可以在几分钟内完成开通，并且每台联合节点网络设备上都配备了信号指示灯，用于显示现场无线链路连接情况，具有非常好的快速部署能力。
抗毁性强
IP-MESH网络具有网络自愈功能，整个网络没有中心节点，所有节点既是终端点又是中继点，当网络中的部分节点出现故障或损毁时，能够迅速自动切换到其他无故障的节点进行网络通信，整个业务传输不受影响。
机动性好
IP-MESH网络设备体积小、重量轻，可快速部署于各种车辆、临时三脚架、树木线杆、各种建筑等位置，也可由单兵携带；IP-MESH网络支持高速移动和快速无缝切换，最大单跳时延小于5毫秒，最大移动速度可达350公里/小时，具备良好的机动性。
良好的兼容性（IP化）
IP-MESH网络是全IP化网络通信系统，提供标准的以太网接口，能够兼容所有IP化的信息应用；能够方便的与其他具备IP通信能力的系统（如卫星、光纤、4G、微波、集群等）实现互连互通。
可扩展性
联合节点网络设备具有可扩展性，支持多个节点的大面积组网，支持多跳以上中继传输。
7.1 IP-MESH设备简介
● 采用全IP的设计, 节点设备可随意作为单兵节点、中继节点、车载指挥节点。快速组网, 可以在10秒之内完成入网流程,保障信息畅通。
● 系统所有节点支持多跳中继（接力）通信，适应多种地形和应用。尤其在传统无线电设备无法覆盖到的区域，可依靠该设备进行覆盖延伸，实现接力通信，覆盖无盲区。
● 多业务融合，系统支持语音、图像、数据（短信、图片等）和定位信息（GPS/ 北斗）及传感器的实时传输。
产品特点：
1，通讯传输距离长，覆盖范围广
2，智能组网通讯速度快
3，点对点通讯数据安全
4，多业务融合
5，移动性能强
6，低功耗，使用时间长
7，轻便易于携带
8，适应极度环境
9，节点之间可相互控制
10, 应用范围广