1、高速公路需求分析报告高速公路联网视频监控系统规划草案杭州海康威视系统技术有限公司随着计算机技术 、自动化控制技术和光纤通信技术的发展，高 速公路监控系统 的技术结构也随之发生变化，由单一的计算机集中 处理方式代之为 多计算机功能分散的 计算机网络处 理方式，从而使 系统可靠性提高 ，程序编制简单，易于维护和功能扩展，由于光缆 超小型计算机及 微电子技术的发展，使应用于监控系统中的各种设 备向智能化方向 发展，使今后高速公路的监控系统具有更强的功能。一、需求分析在高速公路系统 工程实施当中，关于监控，我们需要经常面对 这样一些问题：1、 高速公路路远 地偏，如何 组建安全可靠的监控系统？高速公路
2、都修建 在城市与城市之间，空间跨度大，室外环境恶 劣，维护成本高 。在设计监控系统的时候应该选用技术成熟，工作 稳定的设备。建 议采用光端机传输的实现模式。在高速公路的延长 线上，铺设光纤 ，传输视频和反向控制信号。光纤的传输距离远， 信号衰减小，价 格又便宜，适合于远距离传输。一旦铺设完成，可 常年使用，可有 效降低维护成本。在前端采用高速球对来往车辆进 行监控，球机内 置温控调节系统，可以在更大的温度范围内正常工 作（无论是模拟 还是数字化的高速快球，对于环境的适应性都非常 好）。而在监控中心 ，模拟前端可以通过接收光端机将视频信号还原出来输入给硬盘 录像机、数字前端可以直接存储进存储设备
3、，这套 系统均采用成熟 可靠的设备实现。2、 收费站位置分 散，如何实 现集中的监控管理？作为高速公路的 末端收费站的监控，在设计上和高速公路则截 然不同。它的位 置相当分散，如何将这么多分散在各地区的收费站 集中起来监控是 个难题。高速公路专用监控系统设计利用各个收费 站的网络资源实 现分布式的网络监控。目前每个收费站都有专线接 入，用于公路计 费信息管理等。系统设计在每个收费站安装网络一 体球或网络视频 服务器，直接将网络信号接入即可。在监控中心安 装一台综合业务 管理系统实现收费站的统一集中式监控。3、 如何解决新老 系统，多种 设备的兼容问题？在不少地区已经 建设了高速公路监控系统，如
4、何实现系统的扩 容，如何实现与 上级系统的联网，这些都是我们面对的现实问题。 高速公路专用监 控系统专门针对此类问题推出了综合指挥管理平台， 该平台可以兼容 多种类型的设备，包括硬盘录像机、嵌入式、网络 视频服务器、网 络一体球、网络矩阵等。对不同时期的产品实现了 统一兼容。并且 在设计上采用了模块化的设计理念，可以平滑兼容 多种类型，保护 了用户的投资，解决了系统兼容性问题。4、 如何解决众多 用户对大量 设备的管理问题？在这样一个大型 的监控系统中，管理机构和管理人员众多，同 时监控资源也非 常丰富，如何让每一个用户都可以恰当的管理每一 个监控设备，对 于一套系统的正常运行至关重要。高速公
5、路专用监 控系统采用了分 组的概念，将众多用户分成了用户组，将众多设备 分成了设备组。 设备组之间作权限的映射管理。包括视频浏览的权 限、控制的权限 、这样一个大的系统就被分解成了若干个小的系统。 同时对用户组和 管理的权限等等。在设置权限的时候采取谁管理谁 负责的原则，并 对同样 具有管理的人设置权限的级 别，这样就可以 保证不会出现没 人管理或交叉管理的问题。5、 如何快速定位 事故，做到 快速出警？高速公路系统中 地理位置分布广泛，事故发生具有不确定性。 收费站地处城市 郊区，抢劫、冲关事件也时有发生，如何快速定位 事故，快速出警 ，保护人民生命财产 安全关系到千 家万户的利益。 系统中
6、设计了电 子地图双屏显示功能，同时显示现场实时的视频和 电子地图画面， 并可以在地图上用不同的颜色区分出当前的设备状 态。当有报警的 时候，可以自动地将报警点所在的视频切换到主显 示区。主机收到 报警信号后，可以用不同语音提示当前的报警状态。、解决之道高速公路视频监 控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主 要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收 费情况，对收费 车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费 过程中的突发事 件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。道路监控系统主 要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速 公路重点路 段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现
7、交通阻 塞路段、违章车 辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅，目 前高速公路中对 视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层：（ 1）监控站：一条高速公路 通常设置几个路段监控分中心，分 别对某一路段进 行监控和管理。各收费站图像根据路段监控分中心 要求选择几路上 传，路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像 进行统一监控和 管理。（2）监控中心：多条高 速公路的统一管理通常根据地域划分为 若干个片区来进 行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速 公路进行统一的 监控和管理。这几 条高速公路的监 控分中心根据片 区监控中心的要 求上传图像，片区监控中心对各路段监控分中心上 传的图像进行
8、统 一监控和管理。（3）总监控中心：各省高速公路管理局需要对省内所有的高速 公路进行统一监 控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域 内的视频信号选 择上传到省中心， 由省中心统一监 控和管理。省中 心、监控中心、 监控分中心之间采用联网分级控制。控制信号采用逐级转发的形式 转发到需要控制的设备监控站以信息的采集、传输、和事件、事故的现场处置为主要 职能，设备配置以信息采集、传输、存储设备为主；分控中心以监控信息的收集、监视、分析、传输和事件、事故的现场处理为主 要职能，设备配置以信息收集、监视、分析、传输、 存储设备为主；总控中心以监控信息的收集、监视、分析和事件、事故处理的 协调以及全
9、路网收费、交通、安全管理为主要职能，设备配置以信 息收集、监视（或检测）、分析、处理、发布、传输、存储设备为主这样的设计使得收费监控和路段监控的设计更加符合业务本身 的需求，高速公 路内部相关部门之间的职能划分也更加清晰，避免 了联网监控中权 限冲突的问题，细分了监控职能，设备配置更加合 理，避免了重复投资。四、系统设计在高速公路监控系统的构成上，无论是道路监控系统、还是收 费监控系统，基本上可划分为前端采集系统、传输链路系统、软件 平台系统三大部分。前端采集系统可以划分为监控 系统用的道路沿线摄像机、隧道洞 口的摄像机、隧道洞内摄像机和收费系统用的收费亭摄像机、收费 车道摄像机、收费广场摄像
10、机。根据前端摄像机性能特点的不同可 分为可控式摄像机、固定式摄像机。可控式摄像机包括道路沿线摄 像机、隧道洞口摄像机、收费广场摄像机，固定式摄像机包括隧道 洞内摄像机、收费亭摄像机，收费车道摄像机。监控室控制设备中 的基本项包括视频控制矩阵、监视器、硬盘录像机。另外，根据具 体的使用需求，还可增加投影设备、视频分配器，多画面分割器等。根据收费站和道路监控所采用的传输方式的不同（网络/模拟），也 可以分为：网络 采集设备和模拟采集设备。IP Camera相对而言，道路 沿线监控、隧道洞口监控、收费广场监控具有需要监控面积大、角度广，需要具有自动调焦自动光圈、自动调温 等功能，鉴于以上一些需要。隧
11、道洞内监控、收费亭监控，收费车道监控具有视角面积小、 光线、亮度相对 恒定等特点，所以推荐选择枪式固定摄像机： DS-2CC197P-A超高清晰超宽动态ICR彩色摄像机、DS-2CD812P-IR3/IR1网络摄像机（在有网络接口的收费站可选用）对于网络硬盘录 像机，主要考虑的的是视频压缩分辨率，路面监控 和收费站监控对于分辨率的要求都比较高，并且，在网络开销上也 需要尽量节省，传输链路系统：在传输链路介质的选择上，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。在选用光缆后，还需选择与之相匹配 的光端机。（1） 收费亭摄像机/收费车道摄
12、像机/收费广场摄像 机：这类摄 像机所招拍摄的图因其所需传输距离较近、视频路数有限，所以采用同轴电缆或光 纤进行模拟视频传输是性价比较高的方案。（2） 道路沿线的道路安全监控摄像机：因离道路中心监控室较 远，图像传输则应根据具体情况选择相应的方案。或是先传到就近 的监控站，然后 与监控站相关图像统一上传到分中心监控室。（3） 收费站/隧道监控：对收费站/隧道监控的图像需要集中监 视、管理，即所 有图像都需要上传到分控中心监控室，则每路视频 只经一次调制解调的多节点模拟视频传输方案是经济可靠的方案。软件平台系统：软件平台系统作为整个监控系统的核心，肩负着整 个系统的多种设备的兼容、大量设备的管理
13、、快速定位事故，快速 出警等多种功能，如何能够快速、有效、准确地实现高速监控系统中的各种需求，以及与其他高速系统的无缝融合。软件平台基于C/S架构设计，统一对监控资源进行调度，管理。可 管理众多设备，并可根据系统要求，将功能服务器和前端设备灵活组网，实现中心 集中管理，多级分布式控制。系统可划分为管 理中心与监控中心分工协作，实现分布式和多 级别管理控制。该软件平台系统支持分布式组网，可组建多个监控 中心，监控中心 之间可按树形结构进行分级授权，最高级别的监控 中心可以管理各 个分监控中心，上级监控中心可以按权限实时监看 下级监控中心管 理的监控点。管理中心对全网设备实现有效的集中管理，包括各
14、监 控中心服务模块、控制中心用户、前端设备（硬盘 录像机、视频编码器）。苗羟点I】g轴监越中心 犠监控中心总体结构图1、管理功能简介管理中心是系统 的核心，负责系统的集中权限管理，维护控制 中心以及对应可管理的前端设备内容，维护系统提供的各种服务器。 提供对前端设备的巡检，以及对存储服务器的定期校时。监控中心是用户 与监控系统进行交互的界面，以通道为基础进 行管理，可设置 序列，组，组序列的方式进行灵活预览。存储服务器：可 通过监控中心远程设置录像计划进行远程录像, 并支持远程回放 服务器里的录像数据。电视墙服务器： 配合监控中心，可实现预览上墙和回放上墙， 可将任意的摄像 机图像切换到任意的
15、监视器上显示，最高可支持 D1 分辨率的解码输 出。流媒体服务器： 数据转发，减少设备网络端压力。各服务器功能不 进入树状排序，以平级方式显示于服务列表， 总控中心可根据 系统中各分控中心的需要，以授权方式将系统中服 务器资源提供给 特定的分控制中心，各分控中心可自行选择是否启 用服务。通过监控系统中 服务器和监控中心以及管理中心的协同工作，系统可实现录像 文件的集中存储和管理，电视墙上墙显示，日志管理、报警联动处 理、用户级别管理控制和设备管理功能。根据监控系统的 具体要求，可在总部署一个管理中心和一个总 控制中心，在分 别部署一个分控制中心。各分控制中心在其区域内 设置一个管理员 权限的用
16、户，独立管辖其区域内的所有设备，但无 法查看其他平级 区域和上级区域的设备。总控中心拥有最高控制权 限，可调看任何 分控中心任意一路画面，并可实现预览、远程回放、 云台/ 球机控制等功能。2、管理功能实现远程配置：调用 客户端抽象层接口配置设备的所有参数（包括网 络、通道、串口 、报警、用户等 ）。设备管理：编码 设 备通道的添加、删除及配置的管理，包括各种 组合的配置（组 的画面分割、组中通道的添加等等 ）。完成对前端设 备的实时巡检， 及时发现设备异常状态；控制中心与各功能服务器 间保持心跳连接 ，保障整个系统有效、正常的运行。获取码流：主要 有 两种模式，可通过直连设备获取，也可以通过流
17、媒体服务器获 取转发数据流。参数控制：设置 预览的视频参数（亮度、对比度等）以及控制预览画面前端的云 台（包括聚焦等 ）。解码：包括预览 模 块的软解码和硬解码两种模式，其中硬解码上 电视墙调用电视 墙抽象层封装的接口控制前端的电视墙服务器。录像：应用实现 管理的所有通道的录像计划，调用集中存储中间件提供的接口给 存储服务器发命令控制集中存储服务器以及硬盘录 像机的录像 。报警：在启动监 听被动接收前端服务器上传的所有报警信息，并且在这个模块中 将所有的报警信息做脉冲过滤处理。消息联动：对过 滤 过的报警信息建立联动关系并且触发所有相关 的联动动作启动 。网络传输：向上 级 发送报警、操作信息
18、，并且上传该设备的运行 情况。日志管理：记录 、 查询设备所有的操作和报警日志。电子地图：可添 加 多级电子地图，支持电子地图双屏，可根据过滤后的报警信息 做相应的联动。通过电子地图和报警点图像的弹出， 做出迅速、准确 地应急行动。服务器建议配置（工业级PC机 or服务器）：1、 管理服务器：CPU主频1.5G以上、内存512M以上、可用硬盘 20G以上，操作系统Win2K/XP;建议控制中心在 3级以下，同时 可管理前端数量 200台，平均 2000 路以上摄像机;2、 流媒体服务器：CPU主频2.8G以上、内存512M以上、千兆网卡, 操作系统 Win2K/XP;2Mbps： 110路（5
19、）， 1.5Mbps： 1 50路（5） ， 512kbps： 240 路（10）;3、 电视墙服务器：CPU主频1.5G以上、内存512M以上、操作系统 Win2K/XP 最大支持64路CIF或32路D1;4、 控制中心客户端：CPI主频P4 3.0G以上、内存1G以上、独立 显卡128M以上，操作系统 Win2K/XP五、 系统 特点1)先进性监控系统核心设 备视频压缩设备采用最先进的 H.264 视频压缩标准。系统采 用先进的光纤传输技术和网络传输技术，采用的产 品和使用的连接 方案都具有先进性。2)稳定性系统采用工业级 的嵌入式设备，产品本身具有稳定性，并且系 统的架构具有丰 富的实际
20、应用经验。与病毒绝缘的硬 盘录像机软件系统，保证整个联网监控系统的 稳定运行。3)安全性在高速公路监控 系统内网中传输监控数据，并且任何访问用户 都是经过授权、 验证的。多级的用户权限 设置，管理权限集中在少数监控管理人员手中，保 证硬盘录像机等 设备的参数不会被随意或恶意修改。录像资料和日志 信息不可被删除、篡改。4)扩展性随着监控密度的 加大，只需在相应监控点添加摄像机和硬盘录像机便可接入到 监控系统中，监控网络的 IP 资源充 裕，监控中心只 需分配一个空闲 IP ，便可接入现有联网监控系统。六、 整体 目标1、实时监视高速公路的运营状况，收集处理各种交通信息并 及时上报；2、为道路使用者提 供道路交通信息和事故施救服务等；3、在恶劣气候条件 紧急处理下，及时采取交通管制措施，确 保车辆安全通行 ；4、及时发现各种可 能影响高速公路行车安全的隐患，采取适 当的管制措施合 理的引导交通流量到周边替代道路上；5、减少交通事故发 生率和人员伤亡率，提高高速公路安全 性能，预防二次 事故的发生。
