河北高速公路网络视频监控系统技术方案.doc

河北省xx高速公路高清视频监控系统工程（暨以收费站5公里范围内的高清智能视频监控系统）技术方案南京交研科技实业有限公司2013年9月目 录一、前言 4二、 项目概述 72.1、需求分析 72.2、建设目标 9三、系统设计方案 153.1、基本情况介绍 153.2、方案设计依据 163.3、方案设计原则 173.4、方案综述 213.5、系统方案拓扑图 233.6、方案功能优势 243.7、系统可扩容性方案 283.8、满足联网规范及技术标准要求 28四、系统功能 304.1 实时图像监控 304.1.1 客户端浏览 304.1.2 数字矩阵浏览 314.1.3 录像存储、数据备份与录像回放 324.1.4 报警联动 334.1.5 电子地图 334.2 系统管理功能 344.2.1 用户管理 344.2.2 认证管理 354.2.3 设备管理 364.2.4 日志功能 364.3 智能视频分析功能 364.3.1 警戒线穿越检测功能模块 374.3.2 警戒区域闯入检测功能 384.3.3 滞留、徘徊检测功能 394.3.4 骤变检测功能 394.4 智能分析报警客户端 404.4.1 实时报警 404.4.2 报警列表 404.4.3 报警查询功能 414.4.4 统计分析 42五、产品选型及技术参数 435.1、视频监控产品选型建议 435.2、监控产品选型 465.2.1、室外高清红外云台网络摄像机 465.2.2、网络高清视频存储服务器 495.2.3、网络高清视频管理服务器 515.2.4、高清数字矩阵 545.3、液晶拼接显示设备选型建议 565.3.1、46寸高清液晶拼接屏 595.3.2、高清多媒体图像拼接处理器 625.3.3、多媒体拼接控制系统软件 66六、产品选型与配置清单 73七、近期相关工程案例与业绩 77一、前言 随着信息时代的迅速发展，信息化在高速公路运营管理、出行服务、安全、畅通、低碳方面正发挥着越来越重要的作用，高速公路正逐步实现全省联网监控。

同时，高速公路联网逐渐成为全国道路交通行业发展趋势高速公路在监控布点逐步铺开的同时，也在着手探索全国联网之路高速公路一旦出现交通紧急事故，交通隐患更为突出，交通控制及预案设置需求比城市道路更加强烈，因此交通部也从国家层面提出建立预警系统平台随着高速公路网的不断铺设和扩张，实现各路段的联网，以实现具备更为强大的安防综合管理能力的系统平台，需求更为迫切高速公路安防标准政策的实施，除了在系统选择上加大门槛的规范制度外，针对高速公路的安全运营，单独路段的异常事件造成影响的范围越来越广，这必然要求相临路段能直接互相协调，信息共享，联网成为最基本的需求目前，我国绝大部分省份高速公路已形成路网随着高速公路网的普及建设，各路段联网监控，从而实现省级综合管理的需求更甚据悉，高速公路的联网监控系统一般由省监控中心、地区监控中心及路段/隧道监控所三级联网构成省级联网监控的达成需要集成庞大的子系统，各子系统的有效兼容，具备统一接口成为急需解决的根本问题新建的高速公路视频监控建设一般是以H.264为基准，并不需大幅度改造但早期的公路监控系统，因分段投资建设等因素，多半采用光端机视频矩阵的监控模式，视频编码多采用MPEG-2或MPEG-4，监控中心相对独立且各自经营，缺乏统一的规划和协调，如需进行省级联网，则须对设备进行更换，统一采用H.264编码。

目前各个省份均在基于H.264编码格式进行联网监控测试，从架构和标准两方面着手，实现与其它系统之间融合以及对各种监控资源分布部署，实现统一管理，摒弃以往的孤岛式监控，为全省高速公路监控IP大规模联网打下基础此外，根据高速公路辐射范围广，地理位置偏僻，避免铺设光纤线缆的工程难度较大，3G无线传输技术的巡逻车已在高速公路的某些路段开始运用，即利用3G网络发送道路情况到中心区而伴随着中国移动4G网络的推出，未来高速公路无线传输，更受青睐现如今，高速公路视频监控系统应用较为成熟的依然是模拟视频监控系统，而此系统主要是基于早期高速公路分段投资、分段建设等原因，才以单路段独立建设的监控系统然而，从高速公路机电工程的系统组成来看，监控系统、通信系统、收费系统的独立构成，不论是从设备投入和运营成本，还是使用管理，都不能完全满足未来国家高速公路网的发展规划伴随着交通量、运输规模的持续扩大，交通运输安全风险也随之增长，以往“三独”独立系统、独立使用管理、独立信息模式下的模拟视频监控系统显然由于其资源无法实现共享、无法集中监控管理等现状与未来现代化、信息科技化的智能高速公路网的发展目标背道而驰假若仅关注时下的应用状况，高速公路监控系统不能实现联网监控的弊端也已有所显现，如目前系统传输距离短、扩展能力不足等。

虽然目前网络监控系统还不足以取代模拟系统，但网络监控系统的优势已逐步彰显目前，高速公路联网监控系统一般可由省监控中心、地区监控中心、路段监控中心三级联网构成联网后，开放的平台可对除闭路电视监控系统以外的车辆检测子系统、路面状态及气象检测子系统、信息发布子系统、环境检测子系统、报警系统等其他子系统进行集成同时，开放的平台架构具有模块化、标准化、可扩展等特性除此之外，高速公路联网监控系统不仅能实现路网的视频监控功能，同时可进行信息管理与发布，构建应急指挥系统等其他应用功能联网后的高速公路监控系统，可以全面宏观的监控路网交通及运行状况，如遇交通拥堵、重大交通事故等状况，监控中心可第一时间积极采取措施，联动其他系统并发布相关信息给各分监控中心进行路网运行的调整，保证路网畅通二、 项目概述　　本方案以河北省内的一条省际高速公路为对象，此高速公路全长100KM，全路段共有6个收费站入口，6个收费站出口，X个双向隧道，X个高速公路服务区整个项目拟全部采用IP高清监控技术、智能分析技术、车牌识别技术、网络通信技术等进行设计，最终实现高清、智能、统一管理、数据共享的应用效果2.1、需求分析　　通过与高速公路运营方，高速公路管理方等各方面沟通了解，结合我们深入分析高速公路管理部门的业务需求和我们对高速公路管理信息化建设的理解，以合理性、先进性、可靠性、稳定性和可扩展性为设计原则。

总结了以下几个重要的建设内容和方向　　高清化　　所有硬件设备全部支持720P和1080P的高清分辨率，唯有实现高清化的图像采集和应用，才能实现整体系统的高清化，才能使监控系统从看得见到看得清的转变，也唯有高清化，才能提高整个系统的智能化程度和实际应用的效果不仅前端全部采用720P或者1080P的高清监控摄像机，网络传输、管理控制、显示系统全部采用高清设备和技术　　智能化　　通过各种智能分析技术来主动判断高速公路的运营状况，对高速公路上不符合规范，规章和违法的交通行为及事件自动记录并报警，能够智能识别各种违章行为，包括车牌识别，人脸识别等以实现从被动监控到主动智能监控的转变　　IP网络系统架构　　基于TCP/IP协议的网络通信体系架构是全球最开放的和最标准的，由于IP网络系统架构的开放性、成熟性和广泛兼容性，采用IP网络体系架构不仅维护简单，而且方便系统的扩容和管理　　网络存储　　基于整个系统的全IP网络架构设计，采用网络化存储技术，部署简单，与其他存储技术相比具有强大的优越性能存储网络可提供在计算机与存储系统之间的数据传输，可以实现超大容量数据的集中存储，超大数据吞吐能力，远距离数据存储，方便扩容并且部署简单。

　　弹性扩展，标准开放　　高速公路的管理是一种层级管理结构，并且随着各地经济的不断快速发展，高速公路建设里程不断增长，高速公路的监控系统也会不断新建和扩容，为了保护已有投资，必须确保新旧高速公路监控能够无缝融合、平滑弹性扩展在系统不断扩大的同时，标准的开放性可有效降低系统扩容的整体成本，并实现快速部署　　系统整体规划　　根据高速公路长距离，全室外，多级管理的特点，设计高清全IP光网络系统架构与目前高速公路联网监控的其他几种系统架构相比有比较明显的技术优势传统的第一种系统设计方式是站级以下采用光端机+模拟视频矩阵+硬盘录像机的主体架构方式，录像和上传都采用硬盘录像机编码和存储另外比较典型的一种是分中心以下全部采用模拟摄像机+光端机+光矩阵平台进行联网，省中心一级采用编码传输的方式　　在本文的高速公路全IP高清监控系统设计当中，高清IPC直接输出高清720P或1080P图像，同时高清IPC都具备双码流输出技术，在高速公路机电工程中，传输系统全部采用光纤，为高清IP监控系统提供了良好的基础网络传输平台，全流媒体转发和交换技术，并通过环网传输技术，可大大节约高速公路紧张的光纤资源，同时可降低系统成本。

另外，为了提高高速公路管理部门的现场管理和执法水平，系统未来还可扩展移动执法终端系统，通过3G无线广域网络，管理人员能通过终端管理系统实时现场查看整条或多条高速公路的路况，并可通过系统快速展开取证执法，可极大提高高速公路的管理效率和减轻管理人员的劳动强度2.2、建设目标系统分层设计　　采用全IP网络系统架构，系统结构简单，遵从了信息系统技术领域一直追求的“瘦前端，胖后端”的发展趋势，可有效提高系统的坚强度，同时可以使系统应用更加灵活方便　　信息采集　　综合考虑高速公路室外的恶劣环境，包括光照环境，气候环境等摄像机防护等级全部满足IP65及以上的防护标准，摄像机利用先进的ISP图像优化处理技术，极大的提高高清图像的质量采用标准的H.264视频编码压缩技术，支持双码流或多码流输出，摄像机主码流分辨率为720P或1080P，系统符合ONVIF的标准规范，可实现广泛的平台系统兼容性　　根据需要选择智能车牌识别技术，结合平台指挥管理系统可实现多种应用，车牌识别技术采用先进的STS视觉技术、采用逐帧识别的方法，将车牌定位、车牌字符分割、字符识别以及物体跟踪技术有机结合;大量使用机器学习算法，有效地克服了启发式算法系统的弊端;车牌识别率高、识别速度快、识别功能全、使用方式灵活;同时，可以在不需要借助任何触发装置的前提下，能够快速、实时地对每一帧图像进行有效分析、识别。

　　高速公路的前端信息采集系统，主要划分为3个大的组成部分，分别是外场道路智能监控子系统，隧道智能监控子系统和收费站监控卡口子系统外场道路及服务区智能监控子系统　　选用高清智能网络摄像机和高清智能网络高速球摄像机为主，按照道路的实际环境情况和结合交通管理部门的管理需要，在高速公路的合适位置安设具有智能分析功能的高清网络摄像机，智能视频分析算法可对高速公路上过往车辆的交通行为进行准确检测，如逆行检测，超速检测，违章或故障、事故停车检测对智能摄像机检测到的违章或违法行为进行录像和拍照并联动触发各种报警并自动执行各种预案在智能摄像机检测到各种违章行为的同时，通过车牌识别技术和人脸识别技术提取违章车辆的车牌信息和人脸信息并传送给指挥中心服务器做智能分析处理同时根据管理的需要，可以选择在高速公路沿线的适当位置布设温度传感采集器，实时温度可叠加显示在显示和录像通道上，实现远程指挥中心非现场实时掌握高速公路传感器附近的气象温度　　由于高清摄像机720P/1080P的高分辨率，在服务区部署更少的摄像机即可实现大范围高清监控，不仅看得见，而且能够实现看清人脸和任何事物的细节特征　　隧道。