高速公路需求分析報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高速公路聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃草案杭州海康威視系統(tǒng)技術(shù)有限公司前言隨著計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，由單一的計算機(jī)集中處理方式代之為多計算機(jī)功能分散的 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)處理方式，從而使系統(tǒng)可靠性提高，程序編制簡單，易于維護(hù)和功能擴(kuò)展，由于光纜超小型計算機(jī)及微電子技術(shù)的發(fā)展，使應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)中的各種設(shè)備向智能化方向發(fā)展，使今后高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)具有更強(qiáng)的功能。一、需求分析在高速公路系統(tǒng)工程實施當(dāng)中，關(guān)于監(jiān)控，我們需要經(jīng)常面對這樣一些問題：1、 高速公路路遠(yuǎn)地偏，如何組建安全可靠的監(jiān)控系統(tǒng)？ 高速公路都修建在城市與城市之

2、間，空間跨度大，室外環(huán)境惡劣，維護(hù)成本高。在設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的時候應(yīng)該選用技術(shù)成熟，工作穩(wěn)定的設(shè)備。建議采用光端機(jī)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)模式。在高速公路的延長線上，鋪設(shè)光纖，傳輸視頻和反向控制信號。光纖的傳輸距離遠(yuǎn)，信號衰減小，價格又便宜，適合于遠(yuǎn)距離傳輸。一旦鋪設(shè)完成，可常年使用，可有效降低維護(hù)成本。在前端采用高速球?qū)硗囕v進(jìn)行監(jiān)控，球機(jī)內(nèi)置溫控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以在更大的溫度范圍內(nèi)正常工作（無論是模擬還是數(shù)字化的高速快球，對于環(huán)境的適應(yīng)性都非常好）。而在監(jiān)控中心，模擬前端可以通過接收光端機(jī)將視頻信號還原出來輸入給硬盤錄像機(jī)、數(shù)字前端可以直接存儲進(jìn)存儲設(shè)備，這套系統(tǒng)均采用成熟可靠的設(shè)備實現(xiàn)。 2、 收費站位置分

3、散，如何實現(xiàn)集中的監(jiān)控管理？ 作為高速公路的末端收費站的監(jiān)控，在設(shè)計上和高速公路則截然不同。它的位置相當(dāng)分散，如何將這么多分散在各地區(qū)的收費站集中起來監(jiān)控是個難題。高速公路專用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計利用各個收費站的網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。目前每個收費站都有專線接入，用于公路計費信息管理等。系統(tǒng)設(shè)計在每個收費站安裝網(wǎng)絡(luò)一體球或網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，直接將網(wǎng)絡(luò)信號接入即可。在監(jiān)控中心安裝一臺綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)實現(xiàn)收費站的統(tǒng)一集中式監(jiān)控。 3、 如何解決新老系統(tǒng)，多種設(shè)備的兼容問題？ 在不少地區(qū)已經(jīng)建設(shè)了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，如何實現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容，如何實現(xiàn)與上級系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，這些都是我們面對的現(xiàn)實問題。高速公路專用監(jiān)控

4、系統(tǒng)專門針對此類問題推出了綜合指揮管理平臺，該平臺可以兼容多種類型的設(shè)備，包括硬盤錄像機(jī)、嵌入式、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)一體球、網(wǎng)絡(luò)矩陣等。對不同時期的產(chǎn)品實現(xiàn)了統(tǒng)一兼容。并且在設(shè)計上采用了模塊化的設(shè)計理念，可以平滑兼容多種類型，保護(hù)了用戶的投資，解決了系統(tǒng)兼容性問題。 4、 如何解決眾多用戶對大量設(shè)備的管理問題？ 在這樣一個大型的監(jiān)控系統(tǒng)中，管理機(jī)構(gòu)和管理人員眾多，同時監(jiān)控資源也非常豐富，如何讓每一個用戶都可以恰當(dāng)?shù)墓芾砻恳粋€監(jiān)控設(shè)備，對于一套系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。高速公路專用監(jiān)控系統(tǒng)采用了分組的概念，將眾多用戶分成了用戶組，將眾多設(shè)備分成了設(shè)備組。設(shè)備組之間作權(quán)限的映射管理。包括視頻瀏覽的

5、權(quán)限、控制的權(quán)限、這樣一個大的系統(tǒng)就被分解成了若干個小的系統(tǒng)。同時對用戶組和管理的權(quán)限等等。在設(shè)置權(quán)限的時候采取誰管理誰負(fù)責(zé)的原則，并對同樣 具有管理的人設(shè)置權(quán)限的級別，這樣就可以保證不會出現(xiàn)沒人管理或交叉管理的問題。 5、 如何快速定位事故，做到快速出警？ 高速公路系統(tǒng)中地理位置分布廣泛，事故發(fā)生具有不確定性。收費站地處城市郊區(qū)，搶劫、沖關(guān)事件也時有發(fā)生，如何快速定位事故，快速出警，保護(hù)人民生命財產(chǎn) 安全關(guān)系到千家萬戶的利益。系統(tǒng)中設(shè)計了電子地圖雙屏顯示功能，同時顯示現(xiàn)場實時的視頻和電子地圖畫面，并可以在地圖上用不同的顏色區(qū)分出當(dāng)前的設(shè)備狀 態(tài)。當(dāng)有報警的時候，可以自動地將報警點所在的視頻切

6、換到主顯示區(qū)。主機(jī)收到報警信號后，可以用不同語音提示當(dāng)前的報警狀態(tài)。二、解決之道高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費監(jiān)控和道路監(jiān)控兩部分。收費監(jiān)控系統(tǒng)主要是對收費站的車道、收費廣場、收費亭的收費情況，對收費車道通過的車輛類型、收費員的操作過程以及收費過程中的突發(fā)事件和特殊事件進(jìn)行觀察和記錄，實施有效的監(jiān)督。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點路 段進(jìn)行監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，及時給予引導(dǎo)，保證高速公路的安全通暢，目前高速公路中對視頻信號的監(jiān)控和管理自下而上可分為以下幾層：（1）監(jiān)控站：一條高速公路通常設(shè)置幾個路段監(jiān)控分中心，分別對某一路

7、段進(jìn)行監(jiān)控和管理。各收費站圖像根據(jù)路段監(jiān)控分中心要求選擇幾路上傳，路段監(jiān)控分中心對路段中各收費站上傳的圖像進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。（2）監(jiān)控中心：多條高速公路的統(tǒng)一管理通常根據(jù)地域劃分為若干個片區(qū)來進(jìn)行。一個片區(qū)對某一區(qū)域內(nèi)相臨或相連的幾條高速公路進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。這幾 條高速公路的監(jiān)控分中心根據(jù)片區(qū)監(jiān)控中心的要求上傳圖像，片區(qū)監(jiān)控中心對各路段監(jiān)控分中心上傳的圖像進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。（3）總監(jiān)控中心：各省高速公路管理局需要對省內(nèi)所有的高速公路進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和調(diào)度。各片區(qū)監(jiān)控中心將自己所轄區(qū)域內(nèi)的視頻信號選擇上傳到省中心， 由省中心統(tǒng)一監(jiān)控和管理。省中心、監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心之間采用聯(lián)網(wǎng)分級

8、控制?？刂菩盘柌捎弥鸺夀D(zhuǎn)發(fā)的形式轉(zhuǎn)發(fā)到需要控制的設(shè)備。三、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔O(jiān)控站以信息的采集、傳輸、和事件、事故的現(xiàn)場處置為主要職能，設(shè)備配置以信息采集、傳輸、存儲設(shè)備為主；分控中心以監(jiān)控信息的收集、監(jiān)視、分析、傳輸和事件、事故的現(xiàn)場處理為主要職能，設(shè)備配置以信息收集、監(jiān)視、分析、傳輸、存儲設(shè)備為主；總控中心以監(jiān)控信息的收集、監(jiān)視、分析和事件、事故處理的協(xié)調(diào)以及全路網(wǎng)收費、交通、安全管理為主要職能，設(shè)備配置以信息收集、監(jiān)視（或檢測）、分析、處理、發(fā)布、傳輸、存儲設(shè)備為主。這樣的設(shè)計使得收費監(jiān)控和路段監(jiān)控的設(shè)計更加符合業(yè)務(wù)本身的需求，高速公路內(nèi)部相關(guān)部門之間的職能劃分也更加清晰，避免了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中權(quán)限沖突

9、的問題，細(xì)分了監(jiān)控職能，設(shè)備配置更加合理，避免了重復(fù)投資。四、系統(tǒng)設(shè)計    在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成上，無論是道路監(jiān)控系統(tǒng)、還是收費監(jiān)控系統(tǒng)，基本上可劃分為前端采集系統(tǒng)、傳輸鏈路系統(tǒng)、軟件平臺系統(tǒng)三大部分。   前端采集系統(tǒng)可以劃分為監(jiān)控系統(tǒng)用的道路沿線攝像機(jī)、隧道洞口的攝像機(jī)、隧道洞內(nèi)攝像機(jī)和收費系統(tǒng)用的收費亭攝像機(jī)、收費車道攝像機(jī)、收費廣場攝像機(jī)。根據(jù)前端攝像機(jī)性能特點的不同可分為可控式攝像機(jī)、固定式攝像機(jī)?？煽厥綌z像機(jī)包括道路沿線攝像機(jī)、隧道洞口攝像機(jī)、收費廣場攝像機(jī)，固定式攝像機(jī)包括隧道洞內(nèi)攝像機(jī)、收費亭攝像機(jī)，收費車道攝像

10、機(jī)。監(jiān)控室控制設(shè)備中的基本項包括視頻控制矩陣、監(jiān)視器、硬盤錄像機(jī)。另外，根據(jù)具體的使用需求，還可增加投影設(shè)備、視頻分配器，多畫面分割器等。根據(jù)收費站和道路監(jiān)控所采用的傳輸方式的不同（網(wǎng)絡(luò)/模擬），也可以分為：網(wǎng)絡(luò)采集設(shè)備和模擬采集設(shè)備。相對而言，道路沿線監(jiān)控、隧道洞口監(jiān)控、收費廣場監(jiān)控具有需要監(jiān)控面積大、角度廣，需要具有自動調(diào)焦自動光圈、自動調(diào)溫等功能，鑒于以上一些需要。隧道洞內(nèi)監(jiān)控、收費亭監(jiān)控，收費車道監(jiān)控具有視角面積小、光線、亮度相對恒定等特點，所以推薦選擇槍式固定攝像機(jī)：DS-2CC197P-A超高清晰超寬動態(tài)ICR彩色攝像機(jī)、DS-2CD812P-IR3/IR1網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（在有網(wǎng)絡(luò)接口

11、的收費站可選用）對于網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，主要考慮的的是視頻壓縮分辨率，路面監(jiān)控和收費站監(jiān)控對于分辨率的要求都比較高，并且，在網(wǎng)絡(luò)開銷上也需要盡量節(jié)省， l傳輸鏈路系統(tǒng)：在傳輸鏈路介質(zhì)的選擇上，主要是以點對點的方式進(jìn)行傳輸，具體的傳輸介質(zhì)根據(jù)傳輸距離的遠(yuǎn)近依次選擇單模光纖、多模光纖或同軸電纜。在選用光纜后，還需選擇與之相匹配的光端機(jī)。（1）收費亭攝像機(jī)/收費車道攝像機(jī)/收費廣場攝像機(jī)：這類攝像機(jī)所招拍攝的圖因其所需傳輸距離較近、視頻路數(shù)有限，所以采用同軸電纜或光纖進(jìn)行模擬視頻傳輸是性價比較高的方案。（2）道路沿線的道路安全監(jiān)控攝像機(jī)：因離道路中心監(jiān)控室較遠(yuǎn)，圖像傳輸則應(yīng)根據(jù)具體情況選擇相應(yīng)的方案?；?/p>

12、是先傳到就近的監(jiān)控站，然后與監(jiān)控站相關(guān)圖像統(tǒng)一上傳到分中心監(jiān)控室。（3）收費站/隧道監(jiān)控：對收費站/隧道監(jiān)控的圖像需要集中監(jiān)視、管理，即所有圖像都需要上傳到分控中心監(jiān)控室，則每路視頻只經(jīng)一次調(diào)制解調(diào)的多節(jié)點模擬視頻傳輸方案是經(jīng)濟(jì)可靠的方案。軟件平臺系統(tǒng)：軟件平臺系統(tǒng)作為整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，肩負(fù)著整個系統(tǒng)的多種設(shè)備的兼容、大量設(shè)備的管理、快速定位事故，快速出警等多種功能，如何能夠快速、有效、準(zhǔn)確地實現(xiàn)高速監(jiān)控系統(tǒng)中的各種需求，以及與其他高速系統(tǒng)的無縫融合。軟件平臺基于C/S架構(gòu)設(shè)計，統(tǒng)一對監(jiān)控資源進(jìn)行調(diào)度，管理?？晒芾肀姸嘣O(shè)備，并可根據(jù)系統(tǒng)要求，將功能服務(wù)器和前端設(shè)備靈活組網(wǎng)，實現(xiàn)中心集中管理，

13、多級分布式控制。系統(tǒng)可劃分為管理中心與監(jiān)控中心分工協(xié)作，實現(xiàn)分布式和多級別管理控制。該軟件平臺系統(tǒng)支持分布式組網(wǎng)，可組建多個監(jiān)控中心，監(jiān)控中心之間可按樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分級授權(quán)，最高級別的監(jiān)控中心可以管理各個分監(jiān)控中心，上級監(jiān)控中心可以按權(quán)限實時監(jiān)看下級監(jiān)控中心管理的監(jiān)控點。管理中心對全網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)有效的集中管理，包括各監(jiān)控中心服務(wù)模塊、控制中心用戶、前端設(shè)備（硬盤錄像機(jī)、視頻編碼器）。 總體結(jié)構(gòu)圖1、管理功能簡介管理中心是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的集中權(quán)限管理，維護(hù)控制中心以及對應(yīng)可管理的前端設(shè)備內(nèi)容，維護(hù)系統(tǒng)提供的各種服務(wù)器。提供對前端設(shè)備的巡檢，以及對存儲服務(wù)器的定期校時。監(jiān)控中心是用戶與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)

14、行交互的界面，以通道為基礎(chǔ)進(jìn)行管理，可設(shè)置序列，組，組序列的方式進(jìn)行靈活預(yù)覽。存儲服務(wù)器：可通過監(jiān)控中心遠(yuǎn)程設(shè)置錄像計劃進(jìn)行遠(yuǎn)程錄像，并支持遠(yuǎn)程回放服務(wù)器里的錄像數(shù)據(jù)。電視墻服務(wù)器：配合監(jiān)控中心，可實現(xiàn)預(yù)覽上墻和回放上墻，可將任意的攝像機(jī)圖像切換到任意的監(jiān)視器上顯示，最高可支持D1分辨率的解碼輸出。流媒體服務(wù)器：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，減少設(shè)備網(wǎng)絡(luò)端壓力。各服務(wù)器功能不進(jìn)入樹狀排序，以平級方式顯示于服務(wù)列表，總控中心可根據(jù)系統(tǒng)中各分控中心的需要，以授權(quán)方式將系統(tǒng)中服務(wù)器資源提供給特定的分控制中心，各分控中心可自行選擇是否啟用服務(wù)。通過監(jiān)控系統(tǒng)中服務(wù)器和監(jiān)控中心以及管理中心的協(xié)同工作，系統(tǒng)可實現(xiàn)錄像文件的集中

15、存儲和管理，電視墻上墻顯示，日志管理、報警聯(lián)動處理、用戶級別管理控制和設(shè)備管理功能。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的具體要求，可在總部署一個管理中心和一個總控制中心，在分別部署一個分控制中心。各分控制中心在其區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個管理員權(quán)限的用戶，獨立管轄其區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備，但無法查看其他平級區(qū)域和上級區(qū)域的設(shè)備?？偪刂行膿碛凶罡呖刂茩?quán)限，可調(diào)看任何分控中心任意一路畫面，并可實現(xiàn)預(yù)覽、遠(yuǎn)程回放、云臺/球機(jī)控制等功能。2、管理功能實現(xiàn)遠(yuǎn)程配置：調(diào)用客戶端抽象層接口配置設(shè)備的所有參數(shù)（包括網(wǎng)絡(luò)、通道、串口、報警、用戶等）。設(shè)備管理：編碼設(shè)備通道的添加、刪除及配置的管理，包括各種組合的配置（組的畫面分割、組中通道的添加等等）

16、。完成對前端設(shè)備的實時巡檢，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)；控制中心與各功能服務(wù)器間保持心跳連接，保障整個系統(tǒng)有效、正常的運行。獲取碼流：主要有兩種模式，可通過直連設(shè)備獲取，也可以通過流媒體服務(wù)器獲取轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流。參數(shù)控制：設(shè)置預(yù)覽的視頻參數(shù)（亮度、對比度等）以及控制預(yù)覽畫面前端的云臺（包括聚焦等）。解碼：包括預(yù)覽模塊的軟解碼和硬解碼兩種模式，其中硬解碼上電視墻調(diào)用電視墻抽象層封裝的接口控制前端的電視墻服務(wù)器。錄像：應(yīng)用實現(xiàn)管理的所有通道的錄像計劃，調(diào)用集中存儲中間件提供的接口給存儲服務(wù)器發(fā)命令控制集中存儲服務(wù)器以及硬盤錄像機(jī)的錄像。報警：在啟動監(jiān)聽被動接收前端服務(wù)器上傳的所有報警信息，并且在這個模塊中將

17、所有的報警信息做脈沖過濾處理。消息聯(lián)動：對過濾過的報警信息建立聯(lián)動關(guān)系并且觸發(fā)所有相關(guān)的聯(lián)動動作啟動。網(wǎng)絡(luò)傳輸：向上級發(fā)送報警、操作信息，并且上傳該設(shè)備的運行情況。日志管理：記錄、查詢設(shè)備所有的操作和報警日志。電子地圖：可添加多級電子地圖，支持電子地圖雙屏，可根據(jù)過濾后的報警信息做相應(yīng)的聯(lián)動。通過電子地圖和報警點圖像的彈出，做出迅速、準(zhǔn)確地應(yīng)急行動。服務(wù)器建議配置（工業(yè)級PC機(jī)or服務(wù)器）：1、管理服務(wù)器：CPU主頻1.5G以上、內(nèi)存512M以上、可用硬盤20G以上，操作系統(tǒng)Win2K/XP；建議控制中心在3級以下，同時可管理前端數(shù)量200臺，平均2000路以上攝像機(jī)；2、流媒體服務(wù)器：CPU

18、主頻2.8G以上、內(nèi)存512M以上、千兆網(wǎng)卡，操作系統(tǒng)Win2K/XP；2Mbps：110路（±5），1.5Mbps：150路（±5），512kbps：240路（±10）；3、電視墻服務(wù)器：CPU主頻1.5G以上、內(nèi)存512M以上、操作系統(tǒng)Win2K/XP；最大支持64路CIF或32路D1；4、控制中心客戶端：CPU主頻P4 3.0G以上、內(nèi)存1G以上、獨立顯卡128M以上，操作系統(tǒng)Win2K/XP；五、 系統(tǒng)特點1) 先進(jìn)性監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備視頻壓縮設(shè)備采用最先進(jìn)的H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)采用先進(jìn)的光纖傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，采用的產(chǎn)品和使用的連接方案都具有先進(jìn)性。2) 穩(wěn)定性系統(tǒng)采用工業(yè)級的嵌入式設(shè)備，產(chǎn)品本身具有穩(wěn)定性，并且系統(tǒng)的架構(gòu)具有豐富的實際應(yīng)用經(jīng)驗。與病毒絕緣的硬盤錄像機(jī)軟件系統(tǒng)，保證整個聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。3) 安全性在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)中傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，并且任何訪問用戶都是經(jīng)過授權(quán)、驗證的。多級的用戶權(quán)限設(shè)置，管理權(quán)限集中在少數(shù)監(jiān)控管理人員手中，保證硬盤錄像機(jī)等設(shè)備的參數(shù)不會被隨意或惡意修改。錄像資料和日志信