交通電子警察設(shè)備升級改造項目技術(shù)方案

交通電子警察設(shè)備升級改造項目技術(shù)方案

目錄

第一章背景及需求............................................7

1.1.應(yīng)用背景..............................................7

1.2.業(yè)務(wù)現(xiàn)狀..............................................8

1.3.總體目標..............................................8

第二章系統(tǒng)總體思路..........................................9

2.1.設(shè)計思想..............................................9

2.2.設(shè)計原則.............................................10

2.3.設(shè)計依據(jù).............................................12

2.4.技術(shù)路線.............................................12

2.4.1.智慧前端技術(shù)設(shè)計路線.............................13

2.4.2.智慧鏈路技術(shù)設(shè)計路線.............................15

2.4.3.智慧存儲技術(shù)設(shè)計路線.............................16

2.4.4.智慧平臺技術(shù)設(shè)計路線.............................17

第三章系統(tǒng)總體設(shè)計..........................................19

3.1.系統(tǒng)組成.............................................19

3.1.1.前端子系統(tǒng)......................................19

3.1.2.網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)...................................20

3.1.3.后端管理子系統(tǒng)...................................20

3.1.4.中心存儲子系統(tǒng)...................................20

3.1.5.后端云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器...........................20

3.2.典型結(jié)構(gòu).............................................21

3.3.總體構(gòu)架.............................................21

3.3.1.前端分析模式....................................21

3.3.2.后端分析模式....................................22

3.4.信息流向.............................................24

3.4.1.前端分析模式...................................24

3.4.2.后端分析模式...................................26

3.5.應(yīng)用環(huán)境............................................28

3.6.用戶體驗............................................30

3.6.1.道路全斷面高清視頻監(jiān)視...........................30

3.6.2.全實時高清錄像..................................30

1

3.6.3.機動車抓拍記錄..................................31

3.6.4.機動車特征屬性自動提取...........................32

3.6.5.機非人檢測.......................................34

3.6.6.機非人分類檢索..................................35

3.6.7.基于特征屬性的快速檢索...........................35

3.6.8.套牌車輛實時分析及布控...........................36

3.6.9.基于特征屬性的車輛智能研判......................36

3.6.10.視頻檢索協(xié)助破案示例............................38

3.7.系統(tǒng)功能.............................................40

3.7.1.道路全斷面視頻監(jiān)視...............................40

3.7.2.全天候高清視頻錄像...............................40

3.7.3.機動車通行記錄抓拍...............................40

3.7.4.非機動車通行記錄抓拍.............................40

3.7.5.行人通行記錄抓拍.................................41

3.7.6.機動車車牌識別...................................41

3.7.7.機動車車身顏色識別...............................41

3.7.8.機動車車型判別功能...............................42

3.7.9.機動車車標識別...................................42

3.7.10.機非人圖片分類檢索..............................42

3.7.11.交通參數(shù)采集統(tǒng)計................................42

3.7.12.視頻標簽自動疊加...............................42

3.7.13.錄像視頻及圖片快速檢索..........................43

3.7.14.套牌車輛實時分析及布控..........................43

3.7.15.圖像防篡改功能.................................43

3.7.16.網(wǎng)絡(luò)遠程維護功能...............................43

3.7.17.系統(tǒng)運行閉環(huán)運維保障體系........................44

3.8.系統(tǒng)性能.............................................45

第四章前端分析模式前端子系統(tǒng)設(shè)計...........................47

4.1.前端子系統(tǒng)結(jié)構(gòu).......................................47

4.2.前端子系統(tǒng)工程布局...................................48

4.3.前端設(shè)備安裝效果.....................................50

第五章網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)設(shè)計...................................51

5.1.前端點位接入網(wǎng).......................................51

5.2.監(jiān)控中心匯聚網(wǎng)絡(luò)......................................51

5.3.監(jiān)控中心核心網(wǎng)絡(luò).....................................52

2

第六章后端結(jié)構(gòu)化分析子系統(tǒng)設(shè)計.............................53

6.1.系統(tǒng)概述.............................................53

6.2.系統(tǒng)架構(gòu)與組成........................................54

6.3.系統(tǒng)功能.............................................56

6.3.1.實時流與歷史流分析...............................56

6.3.2.車輛基礎(chǔ)信息識別.................................56

6.3.3.車輛品牌與子品牌識別.............................57

6.3.4.安全帶檢測識別..................................57

6.3.5.遮陽板檢測識別..................................58

6.3.6.危險品車輛檢測...................................58

6.3.7.打電話檢測識別...................................58

6.3.8.黃標車檢測識別..................................58

6.4.系統(tǒng)詳細設(shè)計..........................................58

6.4.1.對前端視頻資源的要求.............................58

6.4.2.硬件資源配置與性能...............................59

第七章存儲子系統(tǒng)設(shè)計.......................................63

7.1.存儲設(shè)計綜述..........................................63

7.2.存儲方案選擇..........................................64

7.2.1.設(shè)備SD卡存儲....................................64

7.2.2.常規(guī)NVR.........................................65

7.2.3.高密度NVR........................................65

7.2.4.直存CVR..........................................66

7.2.5.云存儲系統(tǒng).......................................66

7.3.存儲容量估算..........................................68

7.3.1.數(shù)據(jù)存儲.........................................69

7.3.2.圖片存儲.........................................70

7.3.3.視頻存儲.........................................70

第八章中心管理平臺設(shè)計.....................................72

8.1.平臺概述.............................................72

8.1.1.平臺整體架構(gòu)....................................72

8.1.2.平臺功能模塊....................................74

8.1.3.平臺業(yè)務(wù)支撐....................................76

8.2.平臺運行環(huán)境..........................................78

8.2.1.硬件環(huán)境.........................................78

8.2.2.軟件環(huán)境.........................................79

3

8.2.3.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境.........................................80

8.3.配置原則.............................................80

8.4.平臺功能設(shè)計.........................................81

8.4.1.視頻監(jiān)控........................................81

8.4.2.交通監(jiān)控.........................................84

8.4.3.運維管理.........................................91

8.4.4.流媒體管理.......................................93

8.4.5.存儲管理.........................................94

8.4.6.報警管理.........................................95

8.4.7.電視墻管理.......................................97

8.4.8.跨網(wǎng)域訪問.......................................98

8.4.9.車輛布控.........................................98

8.4.10.電子地圖.......................................100

8.4.11.實時套牌檢測..................................106

8.4.12.智能研判.......................................107

第九章系統(tǒng)優(yōu)勢............................................115

9.1.應(yīng)用優(yōu)勢............................................115

9.2.技術(shù)優(yōu)勢............................................115

9.2.1.采用“AI+深度學習”架構(gòu).........................115

9.2.2.交通管理業(yè)務(wù)能力提升............................116

9.2.3.星光級監(jiān)控......................................119

9.2.4.高清攝像機的一體化設(shè)計..........................119

9.2.5.適用室外道路監(jiān)控的專屬硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計..............120

9.2.6.高清攝像機集成算法的自主知識產(chǎn)權(quán)................120

9.2.7.后端分析模式采用超高集成度硬件設(shè)備..............120

9.3.工程優(yōu)勢.............................................121

第十章質(zhì)量保證體系.........................................122

10.1.質(zhì)量控制目標........................................122

10.2.質(zhì)量管理流程.......................................122

10.2.1.事前控制階段..................................122

10.2.2.事中控制階段..................................125

10.2.3.事后控制階段..................................126

10.3.質(zhì)量保證體系建立....................................127

10.4.質(zhì)量管理崗位職責....................................128

10.4.1.項目經(jīng)理.......................................128

4

10.4.2.項目技術(shù)負責人................................128

10.4.3.質(zhì)量部.........................................129

10.4.4.工程技術(shù)部.....................................130

10.4.5.各專業(yè)工程師..................................130

10.5.質(zhì)量要素的控制.....................................132

10.5.1.勞動力的保證...................................132

10.5.2.施工機具、檢測設(shè)備的保證.......................132

10.5.3.材料的優(yōu)質(zhì)保證.................................133

10.6.項目文檔管理........................................134

10.7.安裝工程質(zhì)量達優(yōu)的保證措施.........................136

10.8.施工能力及人員配備.................................138

10.8.1.勞動力的投入計劃...............................138

10.8.2.人員合同(略)..................................139

10.8.3.施工必要設(shè)備以及工具的投入計劃................139

10.9.施工必要勞保用品的投入計劃.........................142

10.10.防治質(zhì)量通病措施及施工難點重點處理措施............143

10.11.工程重點分析及應(yīng)對措施...........................143

第十一章安全生產(chǎn)及文明施工................................146

11.1.安全生產(chǎn)管理目標...................................146

11.2.安全生產(chǎn)管理組織機構(gòu)設(shè)置...........................146

11.2.1.人員配備.......................................149

11.2.2.安全生產(chǎn)責任制................................149

11.3.技術(shù)負責人責任制...................................150

11.4.安全科責任制.......................................151

11.5.施工經(jīng)理責任制.....................................152

11.6.材料經(jīng)理責任制.....................................153

11.7.安全生產(chǎn)保證措施...................................157

11.7.1.安全生產(chǎn)管理制度..............................157

11.7.2.安全生產(chǎn)技術(shù)保證措施...........................164

11.7.3.設(shè)置安全專項經(jīng)費..............................172

11.8.環(huán)境保護管理體系...................................174

11.8.1.確立環(huán)境保護目標和指標........................174

11.8.2.環(huán)境保護管理體系框圖環(huán)境保護體系...............174

11.9.環(huán)境保護措施........................................175

11.9.1.主要環(huán)境污染及其特征..........................175

5

11.9.2.施工準備階段環(huán)保措施...........................176

11.9.3.施工階段環(huán)保措施...............................177

11.9.4.施工噪聲、振動、廢氣物等的控制措施............177

第十二章駐地實施保障......................................181

12.1.免費保修期.........................................181

12.2.應(yīng)急維修時間安排...................................181

12.3.維修服務(wù)地址、聯(lián)系電話............................182

12.4.維修服務(wù)收費標準...................................182

12.5.售后服務(wù)實施方案...................................184

12.5.1.服務(wù)體系概述.................................184

12.5.2.服務(wù)承諾......................................184

12.5.3.售后服務(wù)體系.................................185

12.5.4.服務(wù)組織原則.................................186

12.5.5.服務(wù)組織機構(gòu).................................186

12.5.6.運維服務(wù)內(nèi)容..................................191

12.5.7.運維服務(wù)模式.................................199

12.6.運維服務(wù)保障......................................205

12.6.1.運維文檔.......................................206

12.6.2.運維報告.......................................206

12.6.3.定期保養(yǎng).......................................207

12.6.4.定期巡檢......................................208

12.6.5.風險評估.......................................209

12.6.6.備品備件.......................................210

12.6.7.工、器具.......................................210

12.7.整體培訓(xùn)方案.......................................219

12.7.1.計劃可行性/合理性分析.........................219

12.7.2.培訓(xùn)背景.......................................229

12.7.3.培訓(xùn)方式......................................229

12.7.4.培訓(xùn)內(nèi)容......................................231

12.7.5.培訓(xùn)計劃.......................................233

12.7.6.培訓(xùn)要求.......................................238

12.7.7.培訓(xùn)教材.......................................239

12.7.8.培訓(xùn)方案.......................................240

6

第一章背景及需求

1.1.應(yīng)用背景

近年來，隨著我國綜合實力和國民收入水平的提高，機動車每年以

10%～20%的速度迅猛增長，道路建設(shè)步伐加快，全國城市化水平也在不

斷提高，交通管理現(xiàn)狀和交通供需關(guān)系的矛盾進一步加劇，與交通相關(guān)的

刑事和治安案件數(shù)量也逐年上升，特別是像肇事或作案后駕車沿公路逃逸、

盜搶機動車輛、車輛違章行駛等案件。在此情況下，如何利用先進的科技

手段提高城市交通管理水平、抑制交通事故、打擊涉車案件、震懾犯罪分

子，成為了當前公安交通部門亟待解決的問題。

為有效應(yīng)對影響社會安全穩(wěn)定的突出問題，創(chuàng)新立體化社會治安防控

體系，依法嚴密防范和懲治各類違法犯罪活動，全面推進平安中國建設(shè)，

國家和各地方政府將社會治安防控體系的建設(shè)作為工作的重心，城市道路

監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)在全國范圍內(nèi)如火如茶的展開，取得了可喜的成績，各地

道路監(jiān)控網(wǎng)格已初步顯現(xiàn)，城市治安狀況明顯改善。

城市道路監(jiān)控系統(tǒng)作為城市治安防控體系的基本骨架，在治安防控和

交通管理中發(fā)揮著重要的作用，為道路交通狀況監(jiān)控、交通肇事逃逸追捕、

刑事治安案件的偵破等提供有價值的線索，大大提高了交通管理水平和辦

案效率。

同時，對于交通管理業(yè)務(wù)而言，道路監(jiān)控為其提供了實時道路狀況、

過車信息，有助于交通秩序維護、交通指揮調(diào)度以及應(yīng)急處突決策等等。

7

1.2.業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

為了形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，城市中往往建設(shè)了成百上千甚至上萬路的海量監(jiān)

控探頭，其中槍機主要發(fā)揮看點作用，一般會將槍機鏡頭視野投向較大范

圍的關(guān)注區(qū)域，并保持常態(tài)固定不動。這些海量的監(jiān)控探頭在帶來大量的

可用視頻資源的同時，也帶來了嚴峻的信息檢索難題。若想在海量的視頻

數(shù)據(jù)中去查找某一特定目標對象的話，以傳統(tǒng)人工查證的方式，猶如大海

撈針，費時費力。

而且，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多以滿足實時監(jiān)看和事后錄像查證為主，

而治安防控的核心應(yīng)該是“預(yù)警→防范→處置→善后”,尤其是前兩步“預(yù)

警和防范”更是重中之重。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)無法全面滿足治安反恐的高要

求。

1.3.總體目標

我們希望通過為公安交通管理部門建設(shè)新一代城市道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)

實現(xiàn)以下核心目標：

1)在滿足較大范圍關(guān)注區(qū)域，不妨礙圖像治安防范和道路交通監(jiān)控情

況下，具備目標分類、目標特征識別，實現(xiàn)在海量視頻錄像對特定對象的

高效查證。

2)促成治安防控業(yè)務(wù)模式從事后查證到主動防控的質(zhì)的飛躍。

3)在道路監(jiān)控的基礎(chǔ)上可以為交通管理部門提供車輛通行信息。為基

于數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用的業(yè)務(wù)，如交通態(tài)勢評估、交通流量分析與發(fā)布等提供

更加準確、實時的數(shù)據(jù)資源，提供輔助決策依據(jù)。

8

第二章系統(tǒng)總體思路

2.1.設(shè)計思想

城市道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱：智慧監(jiān)控系統(tǒng))是一種面向城市

治安防控和交通管理的復(fù)合型的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在滿足常規(guī)道路監(jiān)控

系統(tǒng)對道路斷面全覆蓋的視頻監(jiān)控需求以及全天候的高清錄像需求的同

時，智慧監(jiān)控系統(tǒng)引入全畫面視頻檢測、視頻跟蹤、車牌識別等多種業(yè)內(nèi)

領(lǐng)先的視頻智能技術(shù)，使得傳統(tǒng)的道路監(jiān)控系統(tǒng)具備了以下新的能力：

1)機動車通行自動記錄并抓拍1張圖片；

2)機動車特征屬性(車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型、車

輛標志)自動提??；

3)機動車、非機動車、行人分類檢測記錄；

4)特征屬性視頻標簽自動疊加；

5)交通參數(shù)自動采集統(tǒng)計；

結(jié)合中心智慧平臺的研判分析模塊可實現(xiàn)以下新的業(yè)務(wù)應(yīng)用：

6)基于特征屬性的視頻錄像及圖片快速檢索；

7)假/套牌車輛實時分析及報警；

8)機動車輛黑名單布控及報警；

9)基于特征屬性的車輛智能研判；

10)多源融合的交通誘導(dǎo)輔助決策分析。

智慧監(jiān)控系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式海量視頻錄像堆砌在中心，

需要大量人力投入進行人工查證的問題，同時促成監(jiān)控業(yè)務(wù)模式從事后查

證到主動視頻防控的質(zhì)的飛躍!

9

2.2.設(shè)計原則

智慧監(jiān)控系統(tǒng)的核心目標是最大限度的發(fā)掘道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的價

值。在總體原則上，按照“結(jié)構(gòu)上的整體性，技術(shù)上的先進性，使用上的

穩(wěn)定性，經(jīng)濟上的合理性，操作上的友好性，升級上的可拓展性”進行設(shè)

計。

1)整體性

系統(tǒng)在設(shè)計上更多的關(guān)注系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定性與應(yīng)用創(chuàng)新。智慧監(jiān)控系

統(tǒng)在滿足傳統(tǒng)道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)對道路斷面全覆蓋的視頻監(jiān)控以及全天候

的高清錄像需求的同時，集成了道路目標檢測、特征信息提取、特征屬性

視頻標簽疊加、交通參數(shù)統(tǒng)計、高清圖片抓拍、圖片處理、數(shù)據(jù)存儲、在

線傳輸?shù)裙δ?，所有功能高度集成，一體化設(shè)計，并不需要增加額外的硬

件分析服務(wù)器，使整個系統(tǒng)更加簡單和穩(wěn)定。

2)先進性

系統(tǒng)采用先進的、具有前瞻性的視頻監(jiān)控技術(shù)，包括高清視頻編解碼

技術(shù)、視頻智能分析技術(shù)、高清視頻存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)高效檢索技術(shù)以及先

進的智慧管理平臺等。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，充分借鑒、利用國內(nèi)外的先進

技術(shù)和成功經(jīng)驗，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上和設(shè)備選型上精益求精，將這些代表行業(yè)

發(fā)展趨勢的先進技術(shù)有機結(jié)合在一起，設(shè)計出一套性能優(yōu)異的道路智慧監(jiān)

控系統(tǒng)。整體設(shè)計具有一定的超前意識而不局限于目前的使用條件和規(guī)模。

3)穩(wěn)定性

道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)牽涉面多、規(guī)模大、使用率高，系統(tǒng)設(shè)計時將統(tǒng)籌

考慮所用設(shè)備和控制系統(tǒng)，選用國內(nèi)外有多年使用經(jīng)驗的成熟、可靠、標

10

準化的知名品牌產(chǎn)品，符合當前公安交管部門管理工作的發(fā)展方向，同時

系統(tǒng)選用成熟的技術(shù)，減少了系統(tǒng)的技術(shù)風險。系統(tǒng)中核心的智慧監(jiān)控分

析設(shè)備、存儲設(shè)備、中心服務(wù)器及后臺服務(wù)軟件等，可實現(xiàn)掉電恢復(fù)后設(shè)

備及軟件自動恢復(fù)正常連接、斷網(wǎng)恢復(fù)后設(shè)備及軟件自動恢復(fù)正常連接等

故障自動診斷恢復(fù)能力，啟動過程無需過多人工干預(yù)。

4)經(jīng)濟性

以行業(yè)標準作為設(shè)計依據(jù)，充分考慮用戶實際需要和技術(shù)發(fā)展趨勢，

在滿足用戶對功能、質(zhì)量、性能、價格和服務(wù)等各方面要求的前提下，實

現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置，降低系統(tǒng)造價。

5)可擴展性

系統(tǒng)采用靈活、開放的模塊化設(shè)計，賦予結(jié)構(gòu)上極大的靈活性，為系

統(tǒng)擴展、升級及可預(yù)見的管理模式的改變留有余地。核心設(shè)備如存儲設(shè)備、

中心服務(wù)器等具有強大的擴展功能，可隨著治安防控需求的不斷增長進行

方便的擴充和平滑升級，為以后的擴充和發(fā)展提供技術(shù)上的保障。各子系

統(tǒng)能互聯(lián)互控，實現(xiàn)信息共享。

6)易維護性與易用性

系統(tǒng)主要使用人員為公安警察、交通管理者，從滿足治安防控實戰(zhàn)需

要出發(fā)，系統(tǒng)采用簡潔、友好的人機界面，具有多媒體化操作設(shè)計，在出

現(xiàn)系統(tǒng)故障時，能夠簡便快捷的進行處理。前端設(shè)備支持遠程升級和遠程

故障排除功能，維護便捷，降低系統(tǒng)運維管理成本。同時可自動檢測系統(tǒng)

中設(shè)備的運行狀態(tài)，并示出詳細參數(shù)，以輔佐管理人員及時準確地判斷和

解決問題。使用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護工具，

11

即降低了對管理人員進行專業(yè)知識的培訓(xùn)費用，也節(jié)省了日常頻繁地維護

費用。

2.3.設(shè)計依據(jù)

>《公安交通指揮系統(tǒng)工程建設(shè)通用程序和要求》(GA/T651-2014)

《公安交通管理外場設(shè)備基礎(chǔ)施工通用要求》(GA/T652-2017)

《公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(GA/T497-2016)

《機動車號牌圖像自動識別技術(shù)規(guī)范》(GA/833-2016)

《中華人民共和國機動車號牌》(GA36-2014)

《交通電視監(jiān)視系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》(GA/T514-2004)

《公路交通安全設(shè)施設(shè)計技術(shù)規(guī)范》(JTJ074-2003)

>《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-1994)

《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》(GA/T367-2001)

《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50198-2011)

《安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護技術(shù)要求》(GA/T670-2006)

其他國家相關(guān)的政策法令、法規(guī)文件。

2.4.技術(shù)路線

智慧監(jiān)控系統(tǒng)作為下一代視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)，需要提供端到端的視頻

圖像信息業(yè)務(wù)整體解決方案，包括智慧前端、智慧鏈路、智慧存儲、智慧

平臺，所有環(huán)節(jié)遵照核心設(shè)計思想進行技術(shù)設(shè)計。

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2.4.1.智慧前端技術(shù)設(shè)計路線

.攝像機技術(shù)路線

在車牌識別、違章捕獲方面已經(jīng)取得了很好的效果，無論是市場占有

率還是客戶評價均比較好。但隨著城市交通的發(fā)展，交通場景日益復(fù)雜，

對攝像機自動分析的要求更為苛刻，原有ARM+DSP的硬件架構(gòu)在性能上

逐漸成為瓶頸，這也成為制約整個安防行業(yè)在交警業(yè)務(wù)上進一步精細化探

索和優(yōu)化的瓶頸。

傳統(tǒng)的相機只關(guān)注單一場景或交警業(yè)務(wù)。但隨著智能交通的發(fā)展，交

管部門所關(guān)注的業(yè)務(wù)和場景越來越多樣化和復(fù)雜化，因此要求相機能夠覆

蓋更多樣的場景和業(yè)務(wù)，全面關(guān)注“人-車-路-環(huán)境”,實現(xiàn)“一機多用”。

交通攝像機的硬件架構(gòu)由原來的ARM+DSP更新為基于“高性能AI

硬件結(jié)構(gòu)+深度學習算法”的架構(gòu)，將圖像處理方面的獨特優(yōu)勢集成到前端

攝像機內(nèi)，在整體硬件性能與圖像處理速度上提高了5-10倍。

.整體前端技術(shù)路線

考慮到智慧監(jiān)控系統(tǒng)前端都部署在室外，環(huán)境比較惡劣，而且需要全

天24小時不間斷工作，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性要求很高，因此智慧監(jiān)

控系統(tǒng)的前端均采用嵌入式一體化技術(shù)設(shè)計。

1)高清成像

智慧監(jiān)控攝像機和智慧監(jiān)控球均采用“高清圖像傳感器+ISP+DSP”

技術(shù)方案，通過對ISP和DSP的精細化控制來確保高清圖像的成像質(zhì)量，

使得高清攝像機在不同環(huán)境、不同光照條件下均可達到滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用的成

像效果。同時設(shè)備配置超低照度的SENSOR感光元件和針對道路環(huán)境設(shè)

13

計的專屬濾光片工藝，配合高性能的低照、降噪、寬動態(tài)算法，夜間成像

效果更加明亮通透。

2)視頻檢測

利用視頻檢測中的目標檢測算法實時監(jiān)測視頻圖像中的目標(機動車、

非機動車、行人),并提取目標的各種屬性特征(如機動車屬性包括：目標

結(jié)構(gòu)、車輛號牌、車牌顏色、車輛行駛速度等),當目標進入抓拍識別區(qū)域

時，自動記錄特征圖像。

3)車牌識別

相對于單幀畫面車牌識別技術(shù)，本系統(tǒng)采用“多幀識別技術(shù)”,對每一

幀畫面都進行車牌識別，一方面可提升車牌識別準確率，另一方面有助于

對每輛車進行持續(xù)跟蹤。

4)視頻跟蹤

視頻跟蹤技術(shù)應(yīng)用于目標確認后通過監(jiān)測區(qū)域視野范圍的全過程。當

目標觸發(fā)確認后，系統(tǒng)通過視頻跟蹤檢測算法對目標進行實時跟蹤，通過

對目標車輛的軌跡分析、預(yù)測和判別，適時做出記錄決策。對于機動車采

用基于車輛輪廓的跟蹤算法，能提高區(qū)分前后跟車的準確性，即使車輛無

車牌，也能捕獲與跟蹤。

5)交通參數(shù)采集

在車輛檢測、車輛跟蹤的基礎(chǔ)上，結(jié)合車道屬性統(tǒng)計出分車道、分斷

面、分時段的車流數(shù)據(jù)，計算出車流量、占有率、車道平均速度等交通參

數(shù)。

6)卡口監(jiān)測

14

利用多幀識別技術(shù)提取通行車輛的號牌特征，利用車牌顏色識別與車

輛輪廓分析提取車型特征，利用視頻跟蹤技術(shù)對車輛進行抓拍記錄，同時

可與黑名單庫進行比對、報警。

7)一機多用

在滿足高清視頻監(jiān)控和錄像需求的同時，實現(xiàn)道路目標對象的捕獲和

特征信息提取，以及交通參數(shù)統(tǒng)計，為后端智慧平臺提供充足的數(shù)據(jù)進行

業(yè)務(wù)應(yīng)用，減少監(jiān)控攝像機投入。

2.4.2.智慧鏈路技術(shù)設(shè)計路線

傳輸鏈路負責完成視頻圖像信息的傳輸和交換，傳輸鏈路的可靠與穩(wěn)

定直接關(guān)系到最終的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果，智慧監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸鏈路設(shè)計需滿足

以下幾點要求：

1)支持多種拓補

前端智慧監(jiān)控點位需接入支持包括電口(RJ45)、光口(SFP、光端

機)、EPON(ONU模塊或ONU設(shè)備)、ADSL等多種接入方式，具體技

術(shù)選擇需結(jié)合實際的傳輸距離以及所需傳輸碼流的帶寬大小確定。

鏈路設(shè)計需支持豐富的路由策略，包括采用動態(tài)路由協(xié)議RIP、OSPF、

IS-IS以及BGP協(xié)議，和靜態(tài)路由策略進行路由最優(yōu)路線選擇和路由備份

設(shè)計。在匯聚層需要按最優(yōu)帶寬方式進行網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計。

2)動態(tài)帶寬分配

鏈路設(shè)計需支持流量QoS控制，對視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)(實時媒體流、視頻

存儲流、錄像回放媒體流、控制信令)數(shù)據(jù)支持不同優(yōu)先級的轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度。

需支持設(shè)備堆疊，保證重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)部署匯聚時帶寬的充足。

15

3)斷纖、斷電自愈

智慧監(jiān)控系統(tǒng)需支持在傳輸鏈路因線路故障或斷電等原因中斷的情況

下，始終處于?；顮顟B(tài)，并當傳輸鏈路恢復(fù)時，前端與后臺自動重連。同

時數(shù)據(jù)傳輸具有以下緩存機制：當前端與后臺中心系統(tǒng)的傳輸鏈路工作正

常時，記錄信息應(yīng)經(jīng)實時上傳中心系統(tǒng)；當傳輸鏈路發(fā)生故障時，記錄信

息緩存在前端設(shè)備中，當傳輸鏈路恢復(fù)正常后，緩存在前端的記錄信息應(yīng)

自動補錄到后臺中心系統(tǒng)。

2.4.3.智慧存儲技術(shù)設(shè)計路線

存儲系統(tǒng)作為視頻、圖片、特征數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等存儲和管理的重要

環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定性和可靠性同樣直接關(guān)系到最終的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果，智慧存儲

系統(tǒng)設(shè)計至少應(yīng)滿足以下要求：

1)存儲系統(tǒng)具備7×24小時大碼流不間斷視頻錄像、快速檢索、回放

和管理的功能。

2)存儲系統(tǒng)支持圖片的高速寫入、快速檢索、并發(fā)下載、圖片壓縮、

鎖定、刪除等功能。

3)隨著數(shù)量容量增加，運行壓力持續(xù)加大，存儲系統(tǒng)能夠通過集群技

術(shù)、虛擬化技術(shù)動態(tài)自動調(diào)整業(yè)務(wù)壓力，將業(yè)務(wù)響應(yīng)的壓力進行分散開來，

減少單點壓力過大。

4)存儲系統(tǒng)應(yīng)支持標簽定義查詢，如通過車輛號牌、車牌顏色等車輛

特征屬性信息結(jié)合通行地點、通行時間進行精確或模糊條件查詢，快速定

位車輛相關(guān)視頻。

16

5)支持接入符合標準ONVIF、PSIA、GB28181協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機，

并支持以私有協(xié)議方式接入第三方攝像機。支持接入不同分辨率、幀率、

碼率的網(wǎng)絡(luò)攝像機。

針對關(guān)鍵視頻，包含實時流和歷史視頻進行加鎖，確保不被循環(huán)覆蓋；

設(shè)備內(nèi)部可實時備份錄像數(shù)據(jù)，無需第三方軟件。

2.4.4.智慧平臺技術(shù)設(shè)計路線

智慧監(jiān)控系統(tǒng)平臺采用成熟、主流的技術(shù)構(gòu)建，充分兼顧公安交警業(yè)

務(wù)需求和技術(shù)的發(fā)展，充分考慮與公安其他信息系統(tǒng)的連接，建設(shè)可擴展

的開放平臺。

1)基于SOA體系設(shè)計系統(tǒng)框架，采用J2EE體系作為應(yīng)用實現(xiàn)的規(guī)

范，通過將前臺展示、中間業(yè)務(wù)層和后端數(shù)據(jù)存儲相分離的架構(gòu)思想，來

支持電子警察系統(tǒng)管理平臺的多層架構(gòu)設(shè)計，并可以滿足跨硬件平臺、跨

操作系統(tǒng)的要求；

2)采用基于開放標準與技術(shù)的WebService實現(xiàn)資源共享，實現(xiàn)跨平

臺異構(gòu)多源數(shù)據(jù)的訪問和互操作；

3)采用B/S方式架構(gòu)，頁面展現(xiàn)使用AJAX,提供更好的用戶交互體

驗；

4)管理平臺軟件使用Oracle企業(yè)級數(shù)據(jù)庫，并采用WebLogic商用

應(yīng)用中間件，不直接對外開放數(shù)據(jù)庫通訊端口，保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全；

5)平臺各服務(wù)系統(tǒng)支持分布式部署方式，可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展要求分批

部署，靈活擴充，關(guān)鍵服務(wù)器還支持集群部署；系統(tǒng)各服務(wù)模塊可部署在

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通用服務(wù)器硬件設(shè)備上，并具備較強的擴容性，能隨著電子警察接入點的

增加對平臺進行硬件和模塊的擴容不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)；

6)平臺軟件支持SSL協(xié)議加密方式進行傳輸，并支持公安部統(tǒng)一使用

的USB密鑰PKI認證方式，保證身份認證的安全性；

7)平臺提供警用GIS平臺接口，并提供接口調(diào)用的具體技術(shù)細節(jié)和相

關(guān)協(xié)議，滿足省、市、縣局警用GIS平臺共享過車數(shù)據(jù)和視頻信息的需求。

18

第三章系統(tǒng)總體設(shè)計

3.1.系統(tǒng)組成

道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)和后端管理子系統(tǒng)

組成。實現(xiàn)對監(jiān)控點道路全斷面的視頻監(jiān)視、圖像傳輸、圖像預(yù)覽、錄像

存儲、錄像檢索回放及管理，同時實現(xiàn)對機動車進行圖片抓拍、識別、傳

輸、處理、分析與集中管理。

3.1.1.前端子系統(tǒng)

.前端分析模式

負責完成道路斷面的高清視頻圖像采集、編碼、壓縮及圖像上傳，同

時負責完成對機動車的信息采集和分類。包括車輛特征照片、車牌號碼與

車牌顏色等。并完成圖片信息識別、數(shù)據(jù)緩存以及壓縮上傳等功能。

前端分析模式下的智慧監(jiān)控系統(tǒng)，其前端子系統(tǒng)主要由智慧監(jiān)控單元

(或智慧監(jiān)控球)、補光燈(選配)、光纖收發(fā)器等組成。

.后端分析模式

負責完成道路斷面的高清視頻圖像采集、編碼、壓縮，視頻流傳輸給

后端視頻云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器，由分析服務(wù)器完成對機動車的信息采集和

分類。

后端分析模式下的智慧監(jiān)控系統(tǒng)，前端主要有普通監(jiān)控攝像機、補光

燈(選配)、光纖收發(fā)器等組成。

19

3.1.2.網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)

負責系統(tǒng)組網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)、圖片的傳輸與交換。前端接入網(wǎng)絡(luò)一般通

過租用運營商光纖鏈路組建專網(wǎng)(裸光纖或帶寬租用),對于市區(qū)較密集的

點位可通過EPON方式組網(wǎng)，對于偏遠地區(qū)可采用WLAN方式組網(wǎng)。中

心網(wǎng)絡(luò)主要由接入層交換機以及核心交換機組成。

3.1.3.后端管理子系統(tǒng)

負責實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)的匯聚、處理、存儲、應(yīng)用、管理與共享，

由中心管理平臺和存儲系統(tǒng)組成。中心管理平臺由搭載平臺軟件模塊的服

務(wù)器組成，包括：管理服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器、圖片服務(wù)器和

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

3.1.4.中心存儲子系統(tǒng)

根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模需求，可選擇NVR、直存磁盤陣列以及云存儲系統(tǒng)，能

夠從智慧監(jiān)控前端直接取流存儲，其中直存磁盤陣列、云存儲系統(tǒng)可實現(xiàn)

視頻流、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)混合存儲。

3.1.5.后端云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器

對于系統(tǒng)中存在的已建的純視頻監(jiān)控點位、無法通過系統(tǒng)升級而具備

豐富的結(jié)構(gòu)化分析的前端點位，系統(tǒng)通過后端云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器取實時

視頻流，在后端進行結(jié)構(gòu)化分析，其效果與前端分析一樣，能夠獲取車輛

屬性、交通參數(shù)等數(shù)據(jù)信息，并可實現(xiàn)標簽化的視頻存儲。

20

3.2.典型結(jié)構(gòu)

圖1.典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3.總體構(gòu)架

根據(jù)視頻智能分析設(shè)備的應(yīng)用形態(tài)以及核心設(shè)備部署位置的不同，智

慧監(jiān)控系統(tǒng)可分為前端分析和后端分析兩種架構(gòu)。

3.3.1.前端分析模式

由前端一體化智慧監(jiān)控單元或智慧監(jiān)控球完成對常規(guī)道路斷面的全覆

蓋監(jiān)控和全天候錄像，同時實現(xiàn)車輛捕獲、車牌識別、車型識別、車身顏

色識別、車流量統(tǒng)計等智能分析功能。

智慧監(jiān)控系統(tǒng)前端可安裝在街道、公路兩邊的立桿橫桿或龍門架上，

對道路進行監(jiān)控，并實現(xiàn)視頻圖像結(jié)構(gòu)化描述(提取車輛特征信息)。單個

21

230萬像素智慧監(jiān)控前端支持同時分析最多3個車道的過往車輛，并對

5~6個車道進行監(jiān)控，600萬像素最多分析車道數(shù)則可增至4個。

圖注：

光纖

網(wǎng)線

同軸電纜

高清視頻線

智慧監(jiān)控單元光纖收發(fā)器

傳輸網(wǎng)絡(luò)NVR、CVR

中心平臺

智慧監(jiān)控球光纖收發(fā)器電視墻

視頻綜合平臺

前端子系統(tǒng)傳輸子系統(tǒng)后端子系統(tǒng)

圖2.道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)·前端分析模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3.2.后端分析模式

通過部署大路數(shù)高并發(fā)的視頻云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器，接收普通監(jiān)控攝

像機采集的視頻，實現(xiàn)對道路監(jiān)控視頻的車牌識別、車輛特征信息提取，

并且能夠根據(jù)車輛特征信息進行數(shù)據(jù)檢索、錄像定位及回放。

智慧監(jiān)控終端服務(wù)器具備良好的兼容性，支持從多種設(shè)備取視頻流進

行分析，設(shè)備類型包括IPC、DVR、NVR、CVR、視頻綜合平臺、流媒體

服務(wù)器等，以及支持Onvif、RTSP標準協(xié)議的其它廠家攝像機，適用范

圍廣泛。

后端分析架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對原有監(jiān)控系統(tǒng)進行利舊，以最小成本提高道

路監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價值，讓道路監(jiān)控系統(tǒng)智能化。

22

圖注：

光纖

網(wǎng)線

控制線

云結(jié)構(gòu)化分析

服務(wù)器

監(jiān)控攝像機

高清全景監(jiān)控單元光端機傳輸網(wǎng)絡(luò)流媒體

服務(wù)器中心平臺

球機

NVR、CVR、云存儲

前端子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)后端管理子系統(tǒng)

圖3.道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)·后端分析模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

23

3.4.信息流向

3.4.1.前端分析模式

.實時預(yù)覽

智慧監(jiān)控

3、實時預(yù)覽

智慧監(jiān)控電視墻客戶端

單元

IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)

智慧監(jiān)控實時預(yù)覽

1、實時視頻碼流-

服務(wù)器存儲設(shè)備

智慧監(jiān)控監(jiān)控中心

道路監(jiān)控點n

圖4.實時預(yù)覽流

.錄像回放

智慧監(jiān)控

單元

3、錄像回放

智慧監(jiān)控電視墻客戶端

單元

IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)

留慧監(jiān)控

1、實時視頻碼流

存儲設(shè)備服務(wù)器

智慧監(jiān)控監(jiān)控中心

圖5.錄像回放流

24

.錄像檢索

智慧監(jiān)控

單元

檢索錄像回放

智慧監(jiān)控電視墻客戶端

單元

路監(jiān)控點2

IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)1、對象特征屬

性檢索

3、檢索錄像回放

存儲設(shè)備視頻標簽定位服務(wù)器

智慧監(jiān)控●監(jiān)控中心

圖6.錄像檢索流

.圖片存儲、預(yù)覽及回放

智慧監(jiān)控

單元

3、圖片預(yù)覽及回放

智慧監(jiān)控電視墻客戶端

單元

3.圖片預(yù)覽及

IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)

2-圖片存儲索引

存儲設(shè)備服務(wù)器

智慧監(jiān)控●監(jiān)控中心

1.機動車持征理

圖7.圖片存儲、預(yù)覽及回放

25

3.4.2.后端分析模式

.實時預(yù)覽

監(jiān)控單元

3、實時預(yù)覽

監(jiān)控單元電視墻客戶端

IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)

1、實時視頻碼流-視頻云結(jié)構(gòu)化分

服務(wù)器析服務(wù)器

●監(jiān)控中心

道路監(jiān)控點n

圖8.實時預(yù)覽流

.錄像回放

監(jiān)控單元

3.錄像回放

監(jiān)控單元電視墻客戶端

IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)

1、實時視頻碼流

CVR服務(wù)器

監(jiān)控球監(jiān)控中心

監(jiān)控點n

圖9.錄像回放流

26

.錄像檢索

監(jiān)控單元

檢索錄像回放

監(jiān)控單元電視墻客戶端

IP網(wǎng)絡(luò)