基于智能手機的動環云視頻探索

周 平，何 霞，鄒 乾

（中國移動江蘇公司蘇州分公司，江蘇 蘇州215000）

1 基站現狀

1.1 基站內設備種類、數量不斷增多，現場情況復雜多變

隨著移動通信網絡進一步向LTE演進，目前，基站內設備種類、設備數量均快速增加，站點建設情況也越來越復雜。這直接造成了基站內現場情況復雜多變，故障種類也逐步增加，使得現場故障的情況難以用語言描述清楚，同時，專業術語的增加也造成了現場與監控中心維護人員的溝通困難。

1.2 全專業代維導致現場維護人員所需要掌握的知識大量增加，維護人員需要更多技術支持

目前，移動基站采用全專業代維管理模式，代維人員不分專業。因此，代維人員需要對現場的無線、傳輸以及配套的電源、空調等設備均有了解，但個人的知識范圍畢竟有限，面對情況多變的故障現場，維護人員所需要的遠程技術支持明顯增多，技術支持的復雜度也明顯升高。這里統計了2012年3月～12月的網絡基站動力專業因為尋求技術支持時交流不暢而二次上站的次數，在這10個月中，僅基站動力專業就一共發生上站86次。這些二次上站的情況一方面消耗了不必要的人力物力，同時也延遲了故障處理的時間，造成安全隱患。

1.3 現場零星施工、巡檢工作檢查消耗了大量人力物力

根據統計分公司運維部全年一共發生零星施工2 672處，同時根據基站巡檢的要求，每個站每月巡檢一次，因此，全年共計發生巡檢工作8 400多次。這樣龐大的施工、巡檢規模，需要檢查人員投入大量的人力物力進行全面檢查。根據正常要求，對零星施工、巡檢的抽查比例要大于20%，折合約2 214次，按平均每個工作日可以檢查7個站點計算，則全年需要約316.3個工作日才能夠檢查完成。這也需要建立一種遠程檢查基站巡檢、施工質量的方法，減少檢查工作所消耗的人力物力。

根據以上分析，需要建立一種視頻監控系統，該系統能夠監控到基站內每個角落的情況，能夠有選擇性的進行圖片和視頻的存檔工作。

2 方案內容

（1）目標描述

該課題的目標是建立一種可以全面觀察基站現場各個區域情況的視頻監控系統，由于該類視頻為單向視頻，參照基站內現有的同類型視頻監控的延時要求，要求視頻延時不超過4 000 ms。

（2）具體分析

針對這一目標，進行如下分析：

a.視頻監控設備的廉價

由于此類監控是針對人員巡檢、基站施工、故障處理三類情況進行監控，其特征為監控發生時均有人員在現場，因而可以保證現場有足夠的光照。在這種條件下，監控攝像頭只需要具備最基本的監控功能即可，不需要夜視、紅外燈功能，市場上此類監控攝像頭的報價普遍在200元以下，相對于基站的建設、維護成本而言，十分廉價。

b.基站內傳輸資源充足

隨著基站傳輸設備的升級，基站內有較為豐富的傳輸資源，基站內普遍有冗余的2M傳輸資源，可以通過獨立開啟完成視頻監控。而基站內現有的環境監控也都有獨立2M傳輸電路，且該電路僅用于傳輸一些開關量以及少量的模擬量，資源利用率低。

c.現有基站已有固定視頻監控設備且運行穩定

目前基站內已經有較多攝像頭站點配備了獨立的固定監控攝像頭，這些用于監控人員的進出與防盜，不能滿足對施工、巡檢質量的觀察之用。這些攝像頭均采用2M電路進行傳輸，監控圖像質量穩定，且時延很小。

從以上分析可以看到，目標課題的視頻系統可以參照現有的固定監控方案略加改進，并以較為低廉的價格引入少量硬件，即可以滿足要求。

3 項目具體技術

從實現成本最低考慮，采用“增加移動攝像頭”模式作為方案的實現模式。并根據其硬件組成與傳輸邏輯將系統分為如下3個部分。

3.1 將手機攝像頭作為云視頻監控攝像頭

鑒于網絡上有大量已經開發出的可以免費使用的監控攝像頭類APP，為保證APP的質量和便于操作，首先制訂了適合的手機APP的應用標準，如表1所示。

表1 適合的手機APP應用標準

隨后，再用91手機助手等軟件搜索“IP攝像頭”關鍵字，選取其中最靠前的4個APP進行安裝。安裝完畢后，分別對四款APP進行測試。最終選用了“IP攝像頭”APP作為手機云監控類APP，且該APP為綠色軟件，可以直接下載使用，不會產生費用問題。

調整手機APP的監控攝像頭像素及視頻質量，在2 M傳輸情況下無卡頓現象且傳輸時延＜2 000 ms。

對手機拍攝形成的流媒體而言，其影響因素主要包含3個，編解碼方式、圖像分辨率和圖像質量。由于手機APP類視頻已經普遍采用了優化的編解碼方式，這一因素已經可以排除在外。因此，針對圖像分辨率和圖像質量兩個因素對監控結果卡頓情況影響能力進行了分析，如表2。

表2 圖像分辨率和圖像質量對照

為了防止圖像卡頓，我們首先用無線路由器組建了一個局域網，并將局域網每個IP的網速限制在2M以下。隨后，在手機上打開APP、并在電腦上打開對應的網址，使電腦上可以觀察到手機拍攝的畫面。由于影響畫面卡頓的原因主要是視頻數據流的大小，而數據流大小的主要影響因素是圖像分辨率和圖像質量，因此，利用正交試驗法對這兩個因素進行測試，看視頻監控過程中是否有卡頓現象，以此尋求最優的視頻參數設置，如表3。

從表3可以看出，第9號試驗圖像質量最好且無卡頓現象，雖然圖像分辨率較低，但是由于攝像頭可移動，分辨率低可以通過拉近觀察距離來克服。因此，我們將APP的圖像參數設置為分辨率800＊640，圖像質量為50。

3.2 在基站內建立WiFi覆蓋，覆蓋范圍＞5 m

目前市場上主流的無線路由器有TP－LINK和DLINK兩類，二者相比較而言，TP－LINK使用較為方便，而D－LINK安全性較高，更加適合于企業級的應用。為保證使用人員上手簡易、操作快速，采用TP－LINK類型的無線路由器。為了保證每位操作人員使用正確，我們將TP－LINK的操作手冊下載后，用手機截屏替換其中部分內容，做出簡化修改，保證使用人員在不需要他人指導的情況下順利完成設置。

表3 最優的視頻參數設置

將全部站點的配置情況導出，并張貼至各個基站，保證進入站點即能看到目標IP地址。

3.3 開發中心軟件實現手機監控視頻信號的顯示、存儲以及圖片上傳及管理

（1）我們在網上尋找了大量流媒體存儲軟件的信息，找到了開源的VLC軟件，通過對軟件關鍵接口代碼的分析，順利的對該開源軟件的核心代碼進行了再次開發，制作了類似于網頁形式的流媒體錄制軟件。

（2）利用普遍使用的Serv－U軟件，在服務器上組建了FTP服務器，并對服務器設置了相應的用戶名和密碼。

（3）開發了圖片類文件管理系統。測試結果表明，全程測試的視頻對話無卡頓現象，視頻播放流暢且清晰，視頻中能夠清晰的分辨條形碼上的數字。

4 效益分析

4.1 圖片上傳系統測試情況

系統整體開發完成以后，在圓融大廈基站進行了測試，拍攝了5張照片以后，用FTP軟件上傳到了監控中心，10 min后從系統中調取圖片，結果顯示，圖片順利上傳至中心，能夠順利實現自動分配、并有效記錄了時間、站點信息，如圖1。

4.2 視頻系統測試情況

在圖片上傳系統測試順利完成以后，又對視頻監控系統進行了測試，為了保證測試的準確性，我們在紅楓林基站先后進行了10次測試，要求每次測試的視頻時長不低于5 min、每兩次測試之間間隔不少于3 min。經過測試，10次視頻對話的延時如圖2。可以看到：延時均在4 000 ms以內，即使在打電話的過程中，視頻過程也無任何卡頓現象。

圖1 視頻監控對話界面

圖2 手機視頻監控延時測試圖

4.3 項目效益

（1）經濟效益

應用本次課題的成果，順利實現了以現有的動環監控系統為平臺，通過新增簡單的便攜式無線路由器，將維護人員隨身攜帶的智能手機擴展為動環監控的監控攝像頭的功能，充分挖掘了現有硬件條件的潛力。這一系統使得現場與監控中心的溝通更加順利，有效減少了人員檢查與排除故障所需要的出車次數，并使維護人員對施工、巡檢的檢查效率大大提高。自從該系統2013年8月份試用以來，一共進行了23次遠程視頻指導、遠程檢查了139個基站的零星施工工作質量。相當于減少了23＋int（139／7）＋1＝43次出車。按照當地的平均工資，每天人力成本約200元計算，相當于節約了人力200×43＝8 600元。在交通費方面，每次出車來回平均需要約70 km，按照每百公里耗油9 L計算，節省汽油費7.66×9×（70×43／100）≈2 075元，合計為8 600＋2 075＝10 675元。扣除購買路由器的費用2 000元，共計取得效益10 675－2 000＝8 675元。

（2）社會效益

在沒有大規模投資的條件下，我們順利實現了遠程與現場的視頻通話，解決了長期困擾維護人員的遠程與現場交流不夠直觀、語言描述難以呈現復雜現場情況的問題，并能夠大大降低維護人員檢查施工、巡檢工作質量的效率，也降低了施工、巡檢工作中存在的風險，大大提升了人員的工作效率和工作安全性。

5 結束語

在云計算時代，利用云計算的思路開發出云視頻監控系統，將現場人員變成中心技術支持人員的“手”和“眼”，能夠有效減少維護人員的上站次數，提升人員的工作效率，減少車輛的使用。這對減少能源消耗和尾氣排放，凈化城市環境都有重要的作用。隨著該項目的進一步推廣，將更加有效的較少維護過程中的能源消耗與污染，也更加體現了企業的社會責任感。