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交通領域監控方案
網絡攝像機城市道路監控系統設計方案
時間:2013-11-07 11:25來源:凱威監控公司點擊次數[field:click/]次

關鍵詞:城市道路監控系統設計方案 道路監控方案 隧道監控方案 城市道路監控工程方案
一、系統概述:
本項目為某城市城區道路監控系統,為了進一步加強城市主要道路交通的安全管理,以及監視各路口的交通情況,實施科技強警戰略,充分發揮城市報警與監控系統在社會治安打防管控工作中的重要作用,提高社會治安防控體系的技術支撐能力,根據用戶提出的建設需求,特定制出一套完整的網絡攝像機城市道路監控系統方案。
城市道路監控系統的主要目標是適應動態交通狀況的變化,充分利用采集到的交通路口和重要場所的信息,獲得最優化的交通控制解決方案,把城市道路監控系統的建設落實、到位,以便合理地調配警力,更好地解決城市交通管理以及安全管理方面的難題。
二、設計原則和依據
本項目方案設計遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素,并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。
1、先進性:以先進、成熟的網絡監控技術進行組網,支持圖像和數據的實況傳輸及多路多點隨時隨地監控。
2、標準化和開放性:網絡協議采用符合ISO及其他標準,如:TCP/IP、HTTP 等標準通訊協議,采用遵從國際和國家標準的網絡設備。
3、可靠性和可用性:選用高效可靠的監控模塊和編碼、解碼技術,充分考慮監控系統在運行時的應變能力和糾錯能力,采取硬件防死機技術、斷網緩存處理等手段確保整個監控系統的穩定與可靠。
4、安全性和保密性:采用嵌入式LINUX作為操作系統,防止病毒入侵;采用用戶權限設定來增強系統保密性和安全級別,減少人為因素影響。
5、可管理性:系統利用圖形化的管理界面、簡潔的操作方式以及合理的網絡規劃策略,提供強大的網絡管理以及監控功能。一體化的網絡管理使網絡日常的維護和操作變得直觀,便捷和高效。
6、實用性和經濟性:從實用性和經濟性出發,著眼于近期目標和長期的發展趨勢,選用適合于客戶的監控方式,利用有限的投資構造一個性能最佳的網絡監控系統。
7、靈活性和兼容性:系統設備應具備可靠性強、方便擴展和可平滑升級等特點
三、項目需求 
該城市道路沿線情況各異,各路段的交通量與交通運行狀況也各不相同。而道路監控系統需要處在野外高溫/低溫、潮濕、電磁、灰塵、振動等復雜的環境條件下不間斷、長時間地穩定運行,商用 PC機顯然難以適應如此條件,要想確保監控系統切實履行自己的管制功能,只能選用工控機進行系統控制。
對于城市道路上的交通流是否平滑,交通是否暢通,是否出現交通擁堵,是否出現交通異常狀況,這些信息往往是運營管理者最想直接了解的信息。如何及時、直觀地了解高速公路沿線各路段的交通運行實況,成為高速公路運營管理者的迫切需求。凱威對此成功推出了KV-N98XX系列百萬像素高清網絡攝像機產品,為助力城市道路全程視頻監控項目提供最佳的解決方案。
四、 監控方案介紹
根據以上設計思路分析,本套視頻監控系統主要分為以下幾個部分:
  前端視頻采集部分
  視頻及控制信號的傳輸部分
  各派出所本地存儲部分
  公安分局控制中心二級備份存儲
  中央監控管理平臺
  公安分局控制中心大屏幕顯示部分
4.1、前端視頻采集部分:
根據用戶提出的建設需求,共設計安裝560個監控點,用于監看各個道路口的交通情況;其中有380個監控點采用動點安裝;180個監控點采用定點安裝。
以下是監控點的具體安裝位置以及設備選型和數量(略)
由于道路監控的特殊性,要求監看范圍廣,圖像清晰度高,可以分辨出各車輛的類型及車牌號碼,為了滿足此要求,全部選用凱威/Kingvee百萬像素的高清網絡攝像機,有效像素130萬,支持1280x960的分辨率輸出,為彩色轉黑白,屬于高清晰、低照度網絡攝像機,一改以往模擬時代的產品清晰度不夠高,放大后出現馬賽克的問題,完全可以滿足道路監控的需求。
凱威網絡攝像機內置高靈敏度、高信噪比SONY百萬像素CCD傳感器,選用嵌入式Linux操作系統,具有優化的H.264 Main Profile@Level 3壓縮算法,對CCD采集到的視頻信號進行壓縮處理,直接以網絡數字信號輸出,具備圖像清晰流暢,視頻的存儲占用空間小,實時性好等優勢。
網絡攝像機支持TCP/IP,UDP等網絡協議,可以直接設置靜態IP地址,使用RJ45接口與網絡相連。提供RS232、RS485接口,可供解碼器和變量采集模塊使用,提供開關量輸入輸出接口,可接入各種探頭以及緊急按鈕等報警裝置。
根據各個監控點的實際需求情況,產品最終選型為:
凱威網絡槍機KV-N9800/CM
凱威網絡高速球KV-N9803/CM
兩款攝像機,所有的定點選用網絡槍機,所有的動點選用網絡高速球。
總之,攝像機就相當于整個監控系統的眼睛,它被安裝到合適的位置,用于實時采集現場的圖像,通過傳輸部分傳回到監控室,再進行存儲或切換上墻顯示等。
4.2、視頻及控制信號的傳輸部分:
由于前端各點均為網絡攝像機,攝像機輸出的直接為數字信號,通過網絡可以直接傳輸,所以說視頻及控制信號的傳輸部分實際就是一個大型的局域網組建部分。
前端各點都是百萬像素網絡攝像機,采集到的視頻占用資源比較大,為了保證視頻信號的流暢以及傳輸質量,這就需要在各個監控點到就近派出所以及公安分局之間鋪設一條千兆的局域網絡。
作為城市的道路監控,主要監看各個到路口以及人行道等部位,各監控點距離派出所或公安分局都比較遠,需要鋪設光纜到各個監控點,然后接入各個網絡攝像機,以保證網絡的穩定性和足夠的帶寬。要嚴格安裝以上要求規范施工,保證其故障間隔達到10年,使用壽命達到25年。
為了節約成本,各個監控點到就近派出所之間采用光纜+光纖收發器模式組成千兆的局域網;另外在各個派出所和公安分局各放置一臺48口的帶光纖模塊的千兆交換機,通過光纜直連,這樣可以保證公安分局與各派出所之間數據調用暢通。
以下是網絡結構的連接示意圖:

監控示意圖


所有前端攝像機的供電部分采取就近取電原則,在各個監控點旁邊都放置一各防水箱,用來放置各個攝像機的電源模塊,以及光纜的終端盒、光纖收發器等設備。
另外考慮到各個攝像機的安全問題,為了避免遭受雷擊,在攝像機的供電部分都增加一個電源防雷模塊,另外在立桿的同時,增加防雷裝置,從而保證了攝像機長期安全穩定的運行。
4.3、各派出所本地存儲部分:
    各個監控點均為凱威Kingvee百萬像素網絡攝像機,采集到的視頻占用資源比較大,本身自帶的存儲功能不能滿足用戶的需求,需要通過存儲設備集中存儲。為了減輕公安分局控制中心通信傳輸線路負擔,實時的視頻圖像及抓拍圖片實行就近存儲(以就近的派出所為主),根據用戶的要求,視頻資料的保存時間需要在15天左右。
    另外,為了方便對網絡磁盤陣列及前端視頻進行管理,各個派出所分別配置一臺存儲管理服務器,具有一定權限的人員,可以通過此服務器,管理各磁盤陣列或轄區內各個監控點的視頻圖像,也可以回放及下載存儲的視頻資料等。當遇到確認有警情發生的視頻資料時,還可以實時存儲或備份存儲到公安分局的專用磁盤陣列,以防止此類重要的視頻資料被自動覆蓋。
同時,這臺存儲管理服務器還可以作為網絡視頻管理平臺上的一個客戶端使用,具有一定權限的人員可以登錄目錄服務器,查看各個監控點的實時畫面,并且可以控制云臺的上下左右以及鏡頭的遠近燈。
各派出所網絡磁盤陣列存儲系統圖如下:

監控點的實時畫面


4.4、公安分局控制中心二級備份存儲部分:
所有的視頻信號傳回到就近的派出所存儲之后,還要實現各個派出所的視頻資源共享,在各個派出所到公安分局之間鋪設一條光纜,兩端分別選用帶光模塊的千兆交換機,就相當于各個派出所和公安分局組成一個大的千兆局域網。
為了防止各個派出所因系統出錯,或者人為的更改或刪除以及誤操作等原因,造成視頻資料丟失,設計在公安分局的控制中心設置一套備份存儲系統,從而保證視頻資料的安全性,完整性。
控制中心的二級備份分為兩部分:一是將所有前端各個監控點的視頻資料除了在各個派出所存儲外,還全部傳輸到公安分局的控制中心進行備份存儲,存儲時間和各個派出所一樣,控制中心的磁盤空間為各派出所磁盤空間之和,即5臺16盤位的磁盤陣列。
另外一部分備份存儲為具有警情案件的視頻資料專用存儲,其視頻資料的來源為各值班人員發現具有警情案件的實時圖像,或者錄像資料,通過轉存的方式備份過來。這部分存儲業設計采用一臺16盤位的磁盤陣列,按具有警情案件的視頻資料占全部視頻資料的3%來估算,此臺網絡磁盤陣列可以保存具有警情案件的視頻資料3個月以上。同樣,如果運行當中,感覺空間不夠用的話,隨時可以增加磁盤陣列,不會影響到其它系統。
為了保證警情案件視頻資料的安全性,本臺磁盤陣列不設置自動覆蓋功能,采取磁盤空間滿時,以聲音方式報警,以提醒值班人員。而且對此磁盤陣列的操作采取專人管理,包括對視頻資料的回放、導出以及刪除等操作。
4.5、中央監控管理平臺部分
網絡環境搭建起來之后,要實現對前端各個設備以及各個用戶的權限管理,還需要一套管理平臺軟件為基礎,這套管理平臺軟件就是整套網絡視頻監控的核心。
  它主要分為以下幾個模塊:
   目錄服務器軟件
   應用服務器軟件
   客戶端軟件
4.5.1目錄服務器軟件:
目錄服務器軟件應用于多服務器監控網絡系統,綜合管理系統中所有的應用服務器、客戶端和視頻設備,為所有使用和訪問監控網絡系統的用戶提供統一的入口。它的系統服務包括:系統中所有設備的索引,系統中所有數據的索引,系統中所有客戶端的權限和接入,系統中各個層級電子地圖的管理,以及擴展的數據轉發和錄像功能。
它實際上也是整套系統的一個認證服務器,任何人員或設備只有通過認證之后,才能接入到系統,從而保證了系統的安全性。
4.5.2應用服務器軟件:
應用服務器軟件安裝于網絡監控管理系統的服務器端,配置和管理整個網絡監控系統的各個設備參數以及客戶端的各種信息。
它包括配置管理服務器、流媒體轉發服務器、報警服務器、電子地圖服務器等多個模塊,可以根據實際需要進行選擇。
4.5.3客戶端軟件:
客戶端軟件是網絡監控管理系統配套的客戶端工具,可作為監控網絡的分控端應用程序,與應用服務器程序配合,可以監視和控制網絡監控管理系統管理的所有設備。
客戶端并不局限于控制中心,任何一臺網絡內的PC機器都可以安裝客戶端軟件,具有相應權限的人員通過安裝客戶端軟件的PC機,通過目錄服務器進行驗證后,便可以進行相應的操作了。
4.6、公安分局控制中心大屏幕顯示部分:
為了更加方便直觀的了解城市各個道路口的現場情況,還特別設計了一套大屏幕切換系統,通過網絡管理平臺軟件,可以自由的將各個前端的視頻圖像切換到大屏幕顯示。
根據現場的實際情況和尺寸,設計采用7x3的一套拼接屏,即長度采用7塊屏,高度采用3塊屏,共計21塊屏。本套拼接屏配合拼接控制器,可以顯示21路視頻圖像,或者在任意多塊屏上顯示一路圖像,甚至可以利用疊加技術,使得多路圖像出現疊加效果,輸出控制方便。
根據客戶需求及產品的使用壽命等多方面分析,設計選用46寸的液晶屏為拼接單元,其單屏尺寸為1025.7mm(寬)×579.8mm(高),單元厚度為450mm,按7x3的格式拼起來的整屏尺寸為1025.7mm(寬)×7×579.8mm(高)×3=7179.9mm (寬) ×1739.4mm (高)。
底座設計高度為600mm,在拼接屏上部設計一條和拼接屏同寬度,高300mm的LED屏,這樣整面拼接墻的高度約為2650mm。
單塊液晶屏的分辨率可以達到1366x768以上,背光燈的壽命可達到50000小時,體積輕薄,各塊屏的色彩一致,當多屏組合顯示一個畫面的時候,效果最好。但是由于液晶屏的背光部分在屏幕的側面,導致拼接接縫最小可以做到6.7mm。
所有前端傳回的百萬像素高清網絡視頻信號,均可通過數字矩陣服務器和配套的高清解碼器,還原為高清的RGB視頻信號,接入到拼接控制器,通過拼接控制器,可以單屏、拼接或疊加顯示到21個拼接單元組成的電視墻上。
五、城市道路視頻監控系統系統拓撲圖:

城市道路視頻監控系統系統拓撲圖


六、機房裝修及大屏效果圖:

機房裝修及大屏效果圖


七、凱威監控系統清單(略):
主要設備選型:
百萬像素高清網絡攝像機 KV-N9800/CM
百萬像素高清網絡高速球攝像機 KV-N9803/CM
凱威Kingvee網絡視頻集中管理系統

 

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