高速公路视频监控方案精选文档.docx

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高速公路视频监控方案精选文档

安防科技（中国）有限公司

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高速公路远程视频联网监控

技术方案

解决方案事业部

（版权所有,翻版必究）

第1章总体方案设计

1.1项目背景分析

高速公路与一般公路相比，具有线性好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。

为了应对突发事故以及对高速公路的全程监控，省厅交通警察总队必须接入高速公路监控中心的视频,实现交通流量和交通运行监视；对关键点进行气象检测；对关键路段实施交通实时控制；及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。

实施高速公路全程视频监控系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度，增加高峰期间的交通流量，减少交通堵塞程度和车辆延滞时间,同时也能大大减少交通事故和保证交通安全,节约燃料和减少车辆的磨损，缩短运输时间,减少污染，发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能.全程视频监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益.

1.2项目总体要求

建立全省统一的高速公路视频监控平台，科学规划网络带宽占用和流量分布，按总队和各地多级监控管理中心架构，合理设计并接入京福、济青、济南绕城高速模拟视频、数字视频、高速无线视频和卡口可视化指挥信号.在现有ARCGIS平台上完成接入视频点的标注，实现对监控信号源的信息查询、视频点播、图像控制、图像切换、语音对讲、违法抓拍和录放像等管理功能。

同时监控平台提供视频解码功能，可将数字图像还原成模拟信号在大屏显示.

1.3系统设计思路

本次我们为省厅交通警察总队开发的集成平台，可以对已有的高速公路监控系统的软硬件和信息进行整合,打破各系统界限，完成信息规范、实现数据融合，开发一个操作简单、功能强大,具有智能联动效果的省级操作平台，已建立这样一个智能化综合操作平台、有效地整合系统资源、建立起一定规规模的智能联动体系、更广泛地为基层业务单位提供高速公路安全管理服务。

我们的高速公路监控平台的价值主要体现在以下方面:

1）多品牌设备（DVR、DVS、矩阵等）的兼容性，实现前端设备的多样性

可以实现了多家设备如硬盘录像机，编码器（DVS），IP摄像机、矩阵等统一标准接口接入，方便更新和调用，不同型号设备快速接入,实现系统的迅速集成。

2）可以实现数模混合组网

可以实现数模混合型构网,即一个系统中既存在矩阵等模拟设备，也存在数字硬盘录像机，编码器（DVS），IP摄像机等数字设备，可以兼容数字模拟混合联网。

3）多级的分布式管理架构

系统架构大型、分布式、灵活，多级的管理架构。

避免结构上限制系统扩展性，真正实现监控平台按照需要任意分级.

4）高度集成性

系统应建立在一个集成平台概念上，需要考虑集成第三方系统设备（如其它厂家的DVR、DVS、矩阵等）,可以作为一个综合安防集成管理平台高度上一起联动其它系统设备，打破各子系统设备的界限，完成信息规范、实现数据融合，提供一个操作简单、功能强大，具有智能联动效果的操作平台.

5）实现的地理信息的多层和多级的链接关系

提供了强大地理信息系统功能,实现了以矢量化电子地图GIS和栅格（位图或影像图）地图相结合,实现多层和多级的地图链接关系，即整个省市地图采用多层（例如道路、河流、绿地等图层）矢量电子地图（GIS）方式实现系统的综合管理功能，精确定位事故现场，提供地理位置信息,便于对应急事件的响应；对于高速公路线路图则采用位图方式（支持JPG、BMP、TIF等多种不同格式）实现监控点详细定位,实现平面地图的多级链接管理方式.

6）有效的报警联动机制

可以对每一个视频通道和报警通道、全天或时间段内进行报警设置,实现报警条件和报警事件的灵活组合.当有报警信息传入时，能实现报警和动作（存储、预置位、报警上墙、执行预案、GIS分析）的联动，并伴有声，短信等方式。

并支持第矩阵系统的报警。

7）先进的设计保证，保证各子系统间互连互通，消除“信息孤岛”。

能通过建立起一套统一的消息体系,利用先进的XML语言，采用多线程、Remoting技术，在系统平台的请求、设备的响应之间建立起一座互连互通的桥梁。

真正能消除“信息孤岛”。

8）提供虚拟存储技术

跨越物理磁盘资源创建任意大小的虚拟存储卷，每个物理LUN和虚拟设备最大可达16TB，利用NSS将虚拟卷安全的分配给服务器，存储池可将物理磁盘集指派给指定的任务，减少操作失误带来的风险.

9）IP服务机制，解决动态IP问题

对于ADSL等动态IP传输方式，可以通过系统自带的IP解析服务器软件来解决由于IP变更导致网络监控中断的问题，IP服务器主要是定时接收前端DVR/DVS上报过来的IP地址，同时更新到数据库中，这样客户端软件便可从数据库取到DVR/DVS最新的IP地址,从而为实现廉价的网络监控创造了可能。

10）内外网流媒体转发功能

系统应具有独立的流媒体软件,可以向局域网、广域网、ADSL、VPN等多种网络转发前端视频数据,并支持多级视频转发管理和对所有视频访问的优先级管理,可以确保网络带宽有限的环境下，对远程实时图像访问和远程回放访问的带宽有效管理。

同时通过视频转发模块，实现各级中心多人远程访问的实现和降低现场数字图像设备的使用负荷，延长数字图像设备的使用寿命。

11）支持多种数据库

系统统一了标准数据库访问接口,动态解析数据访问行为,可支持Oracle，SqlServer,Acces三种数据库。

可根据用户现有的数据库（如DB2）等进行扩展支持.

1.4系统建设目标

京福、京沪、济青高速公路视频接入方式多样，本集成平台要求将不同接入方式的视频信号统一接入,根据实际情况,实现视频控制、切换以及视频模拟信号向数字信号转换、数字信号向模拟信号转换等功能.主要实现以下目标：

1.4.1京福高速视频接入

高速监控中心位置:

位于济青高速零点处高速集团信息中心.

1）德州至济南段信号接入

要求利用总队与高速集团零点信息中心已建立的光纤直连链路，通过视频光端机（4路视频,带控制口）实现与高速集团零点信息中心视频矩阵（AD168）的连接，将信息中心现有的京福高速监控图像传到总队，在总队建立视频服务器将图像数字化后接入高速视频监控集成平台。

模拟图像上传总队后，其中1路AD168的视频信号与总队视频矩阵（AB80—80）相连,2路视频经视频编码器与高速公路视频监控集成平台连接,另外1路接事件检测信号.经编码的数字视频信号接入视频集成平台，并与数字矩阵控制设备（解码器）连接，实现京福高速监控图像在大屏幕的显示.利用视频集成平台可切换显示接入AD168矩阵的任意图像，并可控制云台镜头.

2）事件检测接入

接入高速集团（零公里处）信息中心事件检测提示信号，将发生事件的视频信号自动切换到大屏幕显示。

3）泰安枣庄段信号接入

泰安枣庄段信号接入的是广州美电贝尔公司的矩阵，要求实现总队（AB80—80）矩阵对其控制，接入集成方式同德州济南段信号接入，即通过光端机将视频模拟信号接入总队，接入的模拟视频通过总队的视频服务器将图像数字化后接入高速公路视频监控平台。

在网络视频监控平台上看切换显示美电贝尔矩阵的任意图像，并可控制云台镜头。

其控制要求同德州至济南段要求.

1.4.2济青视频监控接入

济青高速潍坊段（文化东路高速股份监控中心）：

该段视频监控信号是以IP的方式回传到高速集团监控中心,原系统设备为北京亚邦公司的产品。

要求将数字信号在高速股份监控中心还原成模拟视频信号后，再通过光端机将视频数字信号接入总队，经视频编码器接入视频监控集成平台。

由于该段监控设备的通用性较低，因此只要求接入6路视频信号到总队,不要求对其控制.

1.4.3济南绕城模拟视频接入

接入方式同京福高速视频接入。

利用与济南交警支队的直连光纤链路，所有绕城监控信号经有线方式回传济南交警支队后，在济南交警指挥中心矩阵端增加4路视频光端机，完成绕城高速模拟视频到总队的接入.视频信号上传总队后经视频分配器接入到总队的视频编码器，将图像数字化后接入高速视频监控平台。

济南交警指挥中心现有BOSCH公司的矩阵（型号8800），在济南绕成监控系统中将增加与其协议兼容的矩阵,要求总队矩阵（AB8080）实现对新增矩阵的控制。

1.4.4无线视频接入

无线视频接入包括6台移动指挥车和12路固定监控点的视频信号。

高速无线视频监控采用4个CDMA（1X/EVDO）模块捆绑传输，待3G网络覆盖完善后,再更换传输模块.建立无线视频流媒体服务器（外网的流媒体服务器），利用总队无线安全接入平台，接入18路无线视频监控信号。

采用图像清晰度较低的CIF（352X288）格式时,其单路上传网络带宽为512kbps。

因此，为减轻并发访问对总队无线接入网带来的压力，通过在外网（Internet）建立的流媒体（分发存储）服务器，缓解对监控点全部录像时对网络产生的压力。

视频监控集成平台应完全兼容无线视频信号,实现对各无线监控点的实时访问、控制以及录放像。

1.4.5卡口可视指挥系统接入

卡口可视指挥系统前端信号通过音视频编码器进行数字化编码（编码设备具有双向视频、音频传送功能），经本地光纤将卡口的音视频图像传送到公安网络.在指挥中心可将视频流信息通过解码器还原为模拟信号，在现有大屏或监视器上进行显示。

视频监控集成平台除了完成视频监控信号的管理外，通过系统控制，完成对卡口点的远程可视化指挥。

特殊情况时，可作为视频会议使用，实现可视化的语音双向交流和指挥调度。

1.5总体架构设计

本方案主要采用比较成熟的数字+模拟混合的视频接入方案：

整个网络架构属于二级架构,其中高速集团零点信息中心、文化东路高速股份监控中心和济南交警支队监控中心属于二级中心，它们负责对前端摄像机进行管理和直接调用；省厅交警总队属于一级监控中心，它与二级监控中心建立光纤直连链路，通过在二级中心的模拟矩阵的输出端加视频光端机将视频上传至总队中心矩阵切换到电视墙上显示,同时将上传到总队中心的模拟视频经过编码数字化后接入到视频监控集成平台，我司提供的视频监控集成平台可以集成与控制二级中心的模拟矩阵（包括：

AD168矩阵、美电贝尔矩阵和BOSCH矩阵）,用户可通过集成平台自由切换二级中心上传的视频，同时集成平台也可以集成与控制总队中心的AB80—80矩阵切换二级中心上传过来的视频上墙。

集成平台具备集中存储功能可以在录像服务器上对上传来的高速公路图像进行存储，详实记录所有的事件经过，以便于日后查对和取证工作，确保总队监控中心对道路监控和收费站监控的情况进行全面有效的掌控，当出现意外情况时可以及时通知有关人员到现场进行妥善处理。

数字化之后的视频图像数据接入到集成平台后,不仅可以让在总队内部网上的各级管理部门任意电脑在授权范围内在线监控各相关实时图像，而且通过在总队监控中心部署WEB服务器,让相关上级领导在总队办公网以外的任何地点和时间也可以方便地通过身边的笔记本接入互联网，在线监控各实况图像,从而使相关职能管理人员的监管工作更加方便、快捷、准确，对突发事件能做出迅速及时的反应,进一步提高了高速公路监管工作的力度和效率.

本方案主要网络示意图如下：

1.5.1视频传输设计

本方案我们设计总队中心与各个二级中心（高速集团零点信息中心、文化东路高速股份监控中心和济南交警支队监控中心）通模拟光纤网络连接，各个二级中心矩阵输出端选取若干模拟视频经过光端机传到总队中心;根据需求和思路,我们在此次方案中采用本公司的点对点型光端机、节点（级联）式8/10/16路平台光端机.所有光端机都采用了本公司开发的网管软件，通过对传输设备的各个信号接口的监测，来实现对其它连接设备工作状态的监控和管理.

卡口系统的视频经过我司的编码器数字化后通过光纤收发器上传到总队中心，在传输链路的选择上,主要是以点对点的方式进行传输,具体的传输介质根据传输距离的远近依次选择单模光纤、多模光纤或同轴电缆。

6台移动指挥车和12路固定监控点的视频信号采用无线视频传输方式，高速无线视频监控采用4个CDMA（1X/EVDO）模块捆绑传输，待3G网络覆盖完善后，再更换传输模块.建立无线视频流媒体服务器（外网的流媒体服务器），利用总队无线安全接入平台,接入18路无线视频监控信号.

1.5.2高速集团零点监控中心接入

高速集团零点监控中心负责接入德州至济南段和泰安枣庄段的高速公路视频，同时利用总队与高速集团零点信息中心已建立的光纤直连链路，通过视频光端机（选取4路视频上传）实现与高速集团零点信息中心视频矩阵（AD168）的连接。

我们计划在高速集团零点监控中心的模拟矩阵输出端选取4个端口的视频通过光端机上传至总队中心,选用具有一路反向数据的光端机，用于连接二级中心模拟矩阵与总队中心集成平台服务器的串口,集成平台负责集成高速集团零点监控中心的模拟矩阵通信协议，用户通过集成平台便控制二级中心矩阵切换视频上传，由于二级中心不是每路图像都要上传至总队监控中心，而通过矩阵输出信号切换可以减少所增加的光端机的数量与光纤资源,改造成本比较低.

集成平台需要集成的高速集团零点监控中心的模拟矩阵包括:

美国AD168矩阵和广州美电贝尔矩阵,需要这两个厂家提供矩阵的通信接口协议说明书和对应的SDK开发包给我们公司集成到平台中.

1.5.3高速股份监控中心接入

高速股份监控中心负责接入济青高速潍坊段的高速公路视频，由于该中心接入的是经过数字编码化的视频信号,而不是模拟视频信号,所以如果集成平台调看及控制这段高速公路的视频,则必须要集成前端视频编码设备，但是由于该段高速路的监控编码设备的通用性较低，集成难度比较高,所以根据客户的要求只需要在解码器的输出口增加视频分配器,将解码器还原成的模拟视频一分为二，其一继续接入原有的电视墙系统，其二则接入光端机并选取6路模拟视频信号,利用总队与高速股份监控中心已建立的光纤直连链路，将视频上传至总队监控中心。

这段高速公路的视频只需要上传至总队监控中心便可以，不需要集成平台集成并控制解码器视频切换输出。

1.5.4济南交警支队监控中心接入

济南交警支队监控中心负责接入济南绕城公路的模拟视频，该中心与总队也已建立的光纤直连链路，视频接入方式与高速集团零点监控中心相似。

同样我们计划在济南交警支队监控中心的模拟矩阵输出端选取4个端口的视频通过光端机上传至总队中心,选用具有一路反向数据的光端机，用于连接二级中心模拟矩阵与总队中心集成平台服务器的串口，集成平台负责济南交警支队中心的模拟矩阵通信协议，用户通过集成平台便控制二级中心矩阵切换视频上传。

集成平台需要集成的济南交警支队中心的模拟矩阵主要是：

BOSCH公司的8800矩阵，同样需要BOSCH公司提供矩阵的通信接口协议说明书和对应的SDK开发包给我们公司集成到平台中。

1.5.5无线视频接入

本次项的无线视频部份主要包括：

6台移动指挥车和12路固定监控点的视频信号.

由于这部份视频前端也采用编码器数字编码化的视频信号传回监控中心，高速无线视频监控采用4个CDMA（1X/EVDO）模块捆绑传输，如果集成平台需要调看及控制这些无线视频，则必须要集成前端无线视频编码设备，我们计划在总队中心部署一台流媒体转发服务器,服务器安装我们的视频转发软件,该软件集成了无线视频编码器的协议,可以直接读取无线视频编码器视频并转发给授权的监控客户端和录像存储服务器，这样可以缓解对无线监控点全部录像时对网络产生的压力。

为了能集成平台控制与调看无线视频,无线视频编解码器的供应商必须提供编解码器的通信接口协议说明书和对应的SDK开发包给我们公司集成到平台中。

1.5.6卡口视频接入

卡口可视指挥系统前端信号通过音视频编码器进行数字化编码（编码设备具有双向视频、音频传送功能），经本地光纤将卡口的音视频图像传送到公安网络.在总队中心可将视频流信息通过解码器还原为模拟信号，在现有大屏或监视器上进行显示。

由于这部份视频前端也采用编码器数字编码化的视频信号传回监控中心，同样如果集成平台需要调看及控制这些视频,则必须要集成前端视频编码设备，我们同样利用总队中心的流媒体转发服务器来转发这部份视频，服务器安装我们的视频转发软件，该软件集成了卡口视频编码器的协议，可以直接读取卡口视频编码器视频并转发给授权的监控客户端和录像存储服务器,这样可以缓解对卡口监控点全部录像时对网络产生的压力。

为了能集成平台控制与调看卡口视频,卡口视频编解码器的供应商必须提供编解码器的通信接口协议说明书和对应的SDK开发包给我们公司集成到平台中.平台除了完成卡口视频监控信号的管理外，通过系统控制，完成对卡口点的远程可视化指挥.并可作为视频会议使用，实现可视化的语音双向交流和指挥调度。

1.5.7总队监控中心设计

总队监控中心主要是对全省的多条高速公路进行全面监控，它负责汇聚各个二级监控中心（高速集团零点信息中心、文化东路高速股份监控中心和济南交警支队监控中心）、移动指挥车、卡口监控点传送过来的模拟或数字监控图像，可全天候对多种交通事件、事故进行快速录像，并可以实时查看路面上的车流量。

特别是在恶劣天气下,监控心工作人员坐在指挥中心，便可在第一时间进行调度,指挥交通。

遇到重特大交通事故,相关负责人也可在指挥中心实时查看事故现场情况，指挥抢险救援。

总队监控中心跟这些二级监控中心都是采用光纤直连线路，上传过来的的模拟视频图像采用数字视频压缩方式，目前较为先进的数字视频压缩技术是H.264编码方式，该技术同样采用DPCM加变换编码的混合编码模式，保留了以往MPEG2、MPEG4、H．263等压缩技术的优点和精华，又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点。

H。

264提出了一个新的概念:

在视频编码层（VideoCodingLayer，VCL）和网络提取层（NetworkAbstractionLayer，NAL）之间进行概念性分割，前者是视频内容的核心压缩内容表述，后者是通过特定类型网络进行递送的表述，这样的结构便于信息的封装和对信息进行更好的优先级控制。

H．264具有低码流250k~4M均有令人满意的表现、图像高质量、容错能力强、网络适应性强的优点.

我们在总队中心部署的集成平台软件可以集成中心的AB80—80模拟矩阵，用户可在集成平台向AB80-80矩阵发送视频切换命令，通过矩阵在电视墙上控制、显示，确保对中心管理员能对整条高速公路情况进行全面有效的掌控，当出现意外情况时可以及时通知有关人员到现场进行妥善处理.

我们计划在总队监控中心配置一台中心管理服务器，机器安装有我们的视频集成平台管理软件,它集成了前端各种编解码设备,可以对这些设备统一控制、资源统一调度和管理，包括成业务调度、系统级联等功能；完成设备的入网、配置和管理,并进行前端的接入认证、调度和管理；完成视频流接入认证和鉴权。

集成平台可以集成总队监控中心现有电子地图平台，可以在现有ARCGIS平台上完成接入视频点的标注,实现对监控信号源的信息查询、视频点播、图像控制、图像切换、语音对讲、违法抓拍和录放像等管理功能。

集成平台可以直接向监控中心现在的存储服务器中写入录像文件,平台支持向基于iSCSI标准的磁盘阵列系统存取录像数据，以便实现对高速公路全程路况的实时监控，全天候对多种交通事件、事故进行自动检测、快速自动报警和录像。

当有交通事故发生时，系统自动将现场画面及时切换至主监视器，并为监控系统应用软件提供交通事件性质、级别等相关信息，根据交通事故级别自动生成可选择的处理预案，经监控人员确认后实施.监控系统可实现多部门的联动,能够第一时间将信息传达给最近的急救、路政、交警、养护等相关单位予以处置.

本方案中设计在总队监控中心配置一台流媒体服务器,机器上安装有我们的流媒体服务软件，它负责视频分发，流媒体级联。

主要减轻前端设备的访问瓶颈，解决视频流量,网络互连问题。

所有监控点的图像可通过流媒体转发服务器转发到公安网。

1.5.8流媒体转发设计

在本方案中，我们在各级高速公路中心都配置有流媒体服务器，机器上安装有我司研发的数字视频转发软件,我司的视频转发服务器来实现视频数据流的缓存、转发，并合理解决多用户环境下的视音频并发流对网络造成的局部拥塞,提供网络负载均衡管理；实现网络视频服务器的集中管理；并同时实现与其他网络的隔离。

我司的视频转发服务器软件提供了一个高管理性、高扩展性、高安全性的实用、先进的分布式视频转发解决方案。

使得大规模的网络监控系统能够在提供复杂功能的同时尽可能的节约网络资源和管理成本.监控中心数字视频转发系统软件与网络视频服务器监视点之间通过多级数字视频转发系统软件联网，数字视频转发系统软件的级数无限制,监控中心管理员可使用计算机和登录密码接入任何一台数字视频转发系统软件实现集中监控管理，消息流支持批量处理。

数字视频转发系统软件可以通过保障消息流和数据流的唯一性，以及不同的优先级设置节省网络带宽，保证网络的通畅.明确而高效的用户权限验证方式保证了权限的唯一性,方便用户管理的同时也提高了系统的安全性.

1.5.9视频矩阵设计

由于集成平台的视频都是数字化编码的，所以必须部署我司的数字矩阵服务器，同时在监控客户端电脑上安装我司研发的电视墙控制软件，我们的电视墙控制软件具有基于IP技术的视频传输控制功能。

我们的数字矩阵能够接入IP网络,将数字化的网络上前端图像还原为模拟图像，输出到监控中心的模拟显示设备上（电视墙）。

我们的数字矩阵主要具有如下功能：

具有视频切换功能，能将操作人员指定的视频切换到指定的显示设备上,具有手工切换、分组切换、自动轮巡切换等视频切换功能。

同时配置与其相对应的视频控制键盘。

操作员可以通过该键盘实现对前端摄像头的控制和图像切换功能。

1.6系统总体功能

（1）建立统一的视频监控信息化管理平台，有效管理全省高速公路各路段的视频监控信号和全省警务工作站的可视指挥调度视频信号。

同时，与目前17地市交警支队已上传的视频、控制信号相兼容.

（2）提供B/S和C/S两种访问方式。

（3）支持多用户同时访问控制,所有用户访问及中心录像的视频流均由流媒体服务器分发,避免多用户访问前端编码器造成的末端流量压力。

（4）支持单播和组播方式.

（5）系统采用开放式结构,方便与其它设备联接或通讯;模块化设计，在基本配置的基础上增减相应模块实现不同的功能。

（6）系统具备扩展能力，加入部分新的监控图像，不需追加软件模块和改变系统配置。

（7）充分考虑到将来带宽的扩容。

网络带宽扩容后，在保持原有基础设备的基础上，不需增加投资便能得到更佳显示效果.

（8）经视频编解码的图像要求图像质量良好，网络时延小,而且具有智能码流控制功能，在标准算法（Mpeg—4、H。

264）的基础上，通过视频分析控制静态码流.

（9）平台管理软件要兼容目前总队GIS上已有的监控信号，新建和已有的视频信号需要集成到已有的GIS平台上.

（10）提供网管功能及全局（服务器、编码器、数字硬盘录像机）的时间同步。

（11）具有良好的兼容性，可控制主流的模拟视频矩阵切换器。

1.7系统设计依据

我们根据本次项目的实际需求与具体条件，充分发挥自身的产品与技术优势，提出目前阶段系统的建设方案，参考了招标文件和中华人民共和国相关条例和规范,包括：

《安全防范工程技术规范》GB50348—2004

《安全防范系统验收规则》GA308-2001

《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—2000

《安全防范工程程序与要求》GA/T75—1994

《安全防范工程费用预算编制办法》GA/T70-2004

《报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议》GA/T379.1～379。

10—2002

《视频安防监控系统变速球型摄像机》GA/T645–2006

《视频安防监控系统矩阵切换设备