重点车辆视频监控解决方案.pdf
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1、重点车辆视频监控緡决方亲目录第一章系统简介.41.!需求概述.41.2 需求简析.51.3 系统基本组成.61.3.1 前端信号采集处理系统.61.3.2 数据传输系统.61.3.3 监控管理中心系统.7第二章系统基本功能.8第三章系统设计方案.93.1 总体设计.93.2 前端设计.93.2.1 前端摄像机.93.2.2 前端拾音器.103.2.3 液晶显示屏(可选).103.2.4 GPS定位模块.113.2.5 数字视音频编码.113.2.6 视音频数据存储设计.113.3 数据采集传输系统设计.123.3.I 无线网络数据传输设计.123.3.2 可插拔硬盘或SD/SDHC卡设计.14
2、3.4 传输网络优化设计.153.4.1 无线流量控制设计.153.4.2 无线网络适应性设计.173.5 管理中心平台.183.5.1 平台概述.183.5.2 平台架构.183.5.3 CMS(中心管理服务器).203.5.4 VTDU(流媒体服务器).213.5.5 NRU(存储服务器).213.5.6 接入服务器.223.5.7 Alarm server(扌艮警月艮务器).233.5.8 短信网关.243.5.9 安全性与扩容性.243.6 系统平台功能.253.6.1 视音频实时预览.253.6.2 录像检索与回放功能.263.6.3 图片抓拍.273.6.4 手机监控.273.6.
3、5 报警上传功能.283.6.6 用户权限管理功能.293.6.7 系统日志记录与查询功能.303.6.8 告警管理与联动功能.313.6.9 电子地图.333.6.10 语音对讲和语音广播.333.6.11 电视墙.33第四章海康威视车载视频录像机功能描述.344.1 车载数字视频录像机研发的背景.344.2 产品主要功能描述.354.3 车载电子监控定制功能.374.3.1 宽幅输入电源适应功能.374.3.2 延时关机功能.374.3.3 可插拔硬盘或SD/SDHC设计.384.3.4 抗恶劣环境存储技术.384.3.5 完善的报警联动功能.394.3.6 设备状态上传功能.394.4
4、产品的技术优势.404.4.1 国际领先的视音频编解码技术.404.4.2 先进的无线网络传输技术.414.4.3 独特的双码流技术.444.4 产品通过严格的测试.454.5 产品技术参数指标.464.5.1 DS-8104HM-M系列视频录像机.46基本性能.46技术参数.464.5.2 DS-8104HM-B系列视频录像机.47基本性能.48技术参数.484.5.3 DS-2CC502/512(N)-IR 系列摄像机.49主要特性.49技术参数.494.6 系统清单.50第一章系统简介1.1 需求概述重点车辆运输是城市公共交通运输的重要组成部分,它为人们的 出行提供各种便捷、快速的服务,
5、是现代化城市建设中不可忽视的生 军。但由于乘客更换频繁、行驶线路不固定等因素,重点车辆运输 行业存在一定的安全和事故纠纷隐患,在我国,时常会发生针对重点 车辆司机的肢体攻击、言语中伤等行为,甚至类似抢劫等涉及到司机 人身安全的恶劣犯罪行为也时有发生,这些都给我国的“平安城市”建设带来极大隐患和恶劣影响。如何保障司机安全、维护司乘双方利益、提高营运效率等,是政 府部门、运营企业、重点车辆司机以及乘客等多方所共同关心的问题。重点车辆车载视频监控系统是一套包含视音频采集设备、3G传 输功能、紧急报警系统、GPS定位系统等的完整车载监控解决方案,可以一次性解决重点车辆运输业面临的多项安全隐患问题:1、
6、视频录像和语音监听功能。系统可完整记录车内所发生的动作和语音行为,既可对犯罪起到预防和威慑作用,保障 司机人身安全,也可以在发生司乘事故纠纷时作为证据区 分责任。2、3G无线传输和监控功能。借助3G无线网络,系统可将车内的视频、音频、报警事件信息等及时上传给监控管理中心,并可联网传输给公安系统,让管理中心和公安系统能 够及时掌握现场情况,有助于在第一时间内处理紧急事件。3、报警信息上传功能。系统包含报警子系统,当车内发生各种紧急事故时,司机可快速触发报警按钮,将车内的视频 画面、语音信息迅速、主动上传到后台,同时也触发在车 内加装的声光报警设备,向现场周围传递报警信息,对犯 罪分子起到直接震慑
7、作用。4、GPS定位功能。监控终端设备包含GPS定位功能,既有助 于企业管理中心了解车辆具体位置,方便调度车辆;也可 记录行驶路线,防止发生绕路等行为,消除乘客疑虑。由此可看出,重点车辆车载视频监控系统的广泛应用,完全可以 有效保障司机人身安全,让司机安心工作;可有效避免事故纠纷,让 乘客安心乘车;有助于运营企业的管理工作,提高企业效率和竞争力;同时可以帮助公安部门及时掌握犯罪信息,保障社会安全。重点车辆车辆视频监控系统是打造“平安社会”、建设“平安城 市”强有力的不可缺少的基础设施之一,可为保一方平安做出重大贡 献。1.2 需求简析在前端(重点车辆上)安装视频录像机、摄像机、拾音器、报警 按
8、钮等设备,对发生在车上的各种情况进行完整的采集和保存,并可 通过3G无线网络将现场信息上传到中心平台。在后端(监控管理中心)建设中心服务器,可接受前端所有车辆 传递的全部数据,显示车辆视音频信息和车辆当前所在位置,并向前 端发送调令信息。1.3 系统基本组成1.3.1 前端信号采集处理系统系统前端布置车载移动视频监控终端(车载视频录像机)负 责采集视音频数据、数字化压缩处理,并进行数据实时保存。车载移动视频监控终端作为本系统的核心设备,采用杭州海 康威视数字技术股份有限公司的车载视频录像机作为终端控制管 理设备,产品集成了数字视音频编码模块、视音频存储模块、无 线网络传输模块、报警信息处理模块
9、、GPS定位模块,并提供了多 种扩展接口,可实现高清晰视音频录像、无线网络传输、报警信 息上传、车辆位置等功能。1.3.2 数据传输系统系统将视频图像、报警信号、车辆行驶信息通过的无线网络 平台(系统支WCDMA EVDO、TD-SCDMA等多种无线网络的传输)实时传输至监控中心,为监控中心在突发事件时提供现场视频的 图像信号。1.3.3 监控管理中心系统监控中心平台能在电子地图上随时掌握全部车辆的所在位置 和行驶情况,可随时调用任意车辆的监控图像,并接受来自任意 车辆的报警信息。第二章系统基本功能、视频监控录像功能车载移动视频监控系统具有视频信号和音频信号的实时H.264 硬件同步采集压缩、
10、硬盘记录、实时视音频预览、视音频信号切换、本地录像文件回放、实时无线网络传输、录像文件回放等功能。二、无线网络报警功能车载移动网络监控系统具备远程报警功能,在发生突发事件的时 候,车辆管理人员按下报警按钮进行报警,设备主动与监控中心连接,并将报警信息和视频图像实时传输至监控中心。三、视频数据3G无线上传功能车载移动网络监控系统支持视频数据无线网络上传,系统可通过 运营商网络进行视频流或照片上传功能。四、车辆定位功能系统采用无线网络传输同时,可利用GPS定位系统确定车辆所在 位置,同时可在监控中心电子地图上显示其所在位置,并可对车辆行 驶轨迹进行分析。五、监控中心实时监控管理功能监控中心布置实时
11、监控系统,监控中心授权用户可调用车辆现场 图像数据,同时可接收车辆上传的报警信号并获取相应的视频信号。监控中心对这些信号进行分类处理,并做出快速反应。第三章系统设计方案3.1 总体设计系统在车辆上安装车载移动网络监控终端和监控前端设备,对车 内部情况进行实时监控;监控指挥中心对前端获取的实时数据进行分 析。监控中心3.2 前端设计3.2.1 前端摄像机系统前端在重点车辆车内的前后方各布置一个高清晰彩转黑红 外半球摄像机。车前的摄像机主要从车辆正前方观察车内人员活动的情况;车后摄像机从后向前捕捉视频信号,2个摄像机在车内控制面应接近100%-前端摄像机米用2.8mm广角彩转黑红外夜视高清晰CCD
12、摄像机,摄像机分辨率在480线以上,照度黑白0.011ux,彩色0.31ux;摄像 机通过车载视频录像机取电。摄像机监控画面效果截图(以公交车为例)左图为车前 右图为车后3.2.2 前端拾音器系统前端布置用于声音采集的设备拾音器,用于车内声音的进行 实时采集,记录司乘人员与乘客的对话。3.2.3 液晶显示屏(可选)系统在驾驶室布置一台7英寸彩色液晶显示屏,用于驾驶员观察 车内情况。显示屏采用逐行扫描方式,分辨率为800X600o驾驶员 提供遥控器切换显示车内情况,可选择单路画面,也可浏览四分割画 面;管理员可通过遥控器实现基本功能外的相关功能如:资料查询、系统升级、数据资料下载等功能。液晶显示
13、屏由车载视频录像机供电。3.2.4 GPS定位模块车载数字视频录像机可将接收到的全球卫星定位系统GPS(Global Position System)的定位信息通过无线网络传输系统定时发 送至调度管理中心,车辆调度管理人员在监控中心可获取车辆的行驶 轨迹、速度和方向等信息,并做出调度决策。3.2.5 数字视音频编码前端采集到的模拟视音频信号接入数字视频录像机进行数字化 压缩处理。首先将模拟视音频进行数字编码,再进行压缩处理,处理 后的数据根据需求进行存储和无线网络上传。3.2.6 视音频数据存储设计车载终端录像采用循环记录模式(循环记录指当程序检测到视频 录像机中所有的存储设备的空间录满时,无
14、须更换,自动覆盖原录像 资料的纪录方式),因此录像保存的时间长短与存储设备容量有正比 例关系。3.3 数据采集传输系统设计3.3.I 无线网络数据传输设计通过无线网络平台,设备终端可以将视音频数据传输至后台管理中心,平台由三部分组成客运车辆电子监控无线网络平台拓扑结构图、车载数字视频录像机车载视频录像机作为系统的终端,启动后主动与监控中心VPDN 专网上的转发服务器建立连接,并与转发服务器保持心跳连接,确保 车载视频录像机链路通畅。在报警按钮启动后,视频录像机向转发服 务器发出报警请求,并主动上传图像;监控中心需调用车内数据时,由转发服务器向视频录像机发出请求,得到请求后立即将视频上传至 转发
15、服务器。二、转发服务器转发服务器作为监控中心和终端(车载视频录像机)交互的平台,主要进行数据图像和报警信号的转发工作,并进行操作员权限的认证 和管理。三、监控中心管理平台监控中心管理服务器可接收转发服务器转发的终端报警信号,并 在屏幕上显示终端自动上传的图像。系统也可以调用任意一台车辆的视频信号,只需在GIS电子地图 平台上点击所需浏览的车辆图标,即可显示车辆行使图像。车载终端上行数据:注册信息、报警信息、视频信号、照片数据、设备运行状况、心跳包、GPS信息等下行数据:设备巡检、远程控制信息、心跳包等。监控屮心和车载终端数据交换示意图1一监控中心和车载终端数据交换示意图23.3.2 可插拔硬盘
16、或SD/SDHC卡设计前端设备采用可插拔硬盘或SD/SDHC卡进行存储,用户需要备 份录像数据时,可直接将硬盘盒或SD/SDHC卡抽出,带回数据中心,通过专用备份设备或直接连接电脑后,用海康数据回放及分析软件可 在回放视频的同时配合地图详细分析行车过程中的各种行为。软件截 图如下:SISHSSHEJSri3.4 传输网络优化设计传输网络详细设计,如与运营商绑定合作,本部分内容可由运营 商根据用户提供,根据用户对于安全性及用户接入方式的要求,考虑 公网接入方式或是专网接入方式。3.4.I 无线流量控制设计由于3G网络的发展还处于初期阶段,3G的资费还比较昂贵,而 且由于无线网络的特性,虽然3G的
17、带宽有了很大的提高,但是总体 的网络资源还是比较有限,为了节约3G资费,节省网络资源,更好 的使用3G网络,系统特别设计了很多无线流量控制的功能。3.4.1.1 流量和时长统计为了使客户在使用无线视频监控系统时能够有效的对设备进行合 理使用和流量感知,平台特别设计了流量统计、查询和提醒功能。流量统计系统提供了两种流量统计功能。包括:月流量统计(以月为单位 进行单设备流量统计)和单次流量统计(以次为单位进行单设备流量 统计)。流量查询系统提供了设备流量的查询功能,可以查询每台设备在某个时间 范围内使用的流量情况。流量时长提醒当用户单次预览某个设备一段时间后,客户端软件会自动弹出对 话框,提示:您
18、对XX设备预览了 XX分钟,产生了 XX流量,是否 关闭预览,以节省流量,保证设备的正常运行。3.4.1.2 视频分发为了降低多路并发访问给前端3G传输造成重复流量和计费,系 统采用流媒体技术解决多路并发访问的问题,确保每路视频在任何时 候均只输出1路码流。多台流媒体服务器构成集群服务,采用负载均衡技术将视频转发 压平均分摊到每台流媒体服务器,相较于独立的流媒体更稳定、更 智能、更先进。3.4.2 无线网络适应性设计3.4.2.1 先进的H.264视频压缩技术车载移动视频监控终端采用H.264数字编码技术,高编码效率(相 同的重建图像质量,码率较MPEG-4节约30%左右),灵活的编码 策略,
19、适应不同应用和不同网络带宽。H.264码流结构网络适应性强,增加了差错恢复能力,使视频数 据适应不同传输信道网络,更好地实现面向IP和无线网络的应用。网络远程浏览画面清晰、逼真。3.4.2.2 动态调整编码参数在不启停录像、网传的情况下,调整的编码参数即生效。监控系 统中,静止的监控场景,可以采用降低录像的分辨率、图像质量、码 率和帧率的方法,使录像保持在很低的码率,而在图像发生变化时可 以提高录像的分辨率、质量、码率和帧率,实现高质量的录像,由于 上述参数可以动态修改,因此可以保持图像的连续、无需频繁的切换 文件,即满足了在关键时刻对高图像质量的要求,又节省了硬盘空间 和网络带宽。3.5管理
20、中心平台3.5.1平台概述我公司长期关注移动监控系统,并致于移动监控平台的开发,和众多合作伙伴一同深入挖掘移动监控的核心内容,推出专用于移动 监控的软件平台移动监控系统。在满足用户普通监控要求的基础上,移动监控系统软件平台充分考虑用户的使用习惯、细心设计用户的常 用功能。移动监控系统平台能很好的完成以下功能:全网设备集中配置,具备巡检、心跳保活;视频、音频实时预览、回放(本地和远程);前端设备远程访问与控制;广泛报警接入,联动报警输出,报警信息主动上传中心;硬解码上电视墙,数字矩阵多分屏、切换、轮巡;监控中心分级管理模式;用户权限统分配,细化至通道级别,具备登陆、验证;电子地图热点、热区联动效
21、应;3.5.2 平台架构系统平台软件基于B/S和C/S构架模式,适用公网环境视频监 控应用的解决方案,一方面面向大量终端用户提供监控服务,另一方 面提供类似传统专网监控中的集中监控功能。B/S平台架构软件由Web管理中心和Web客户端组成,通过 中心服务器构架数据库和Web Server服务,来实现B/S构架下的设 备、用户权限管理以及预览和回放等操作。Web管理中心:主要完成系统的配置操作,进行区域、设备和 用户的配置等功能。Web客户端:通过Web登录管理中心获取相关权限,进行预 览、回放等操作。下图是网络监控平台网络架构图:DATAEXCHANGEL.WLRACCESSAPPIICATI
22、ON接入层:前端设备,即DVR、DVS、IPC;数据交换层:由服务器组成,包括:网页服务器、数据库服务器、注册服务器、流媒体服务器、存储服务器、报警服务器;应用层:各类应用,包括网页监控客户端、手机监控、普通监控客户端、管理系统。3.5.3 CMS(中心管理服务器)CMS是系统的中心管理服务器。主要功能是:用户管理令保存客户和用户信息,提供客户的创建、修改、删除、赋权等接 口。用户是有客户的管理员创建和管理的,具体用户的权限也是客户 管理员赋予的。令用户登录时,CMS负责对其鉴权。令用户执行预览、云台控制等各种操作时,CMS也要负责对其鉴权。令记录各个用户的操作流水。汇总用户使用的视频流量,时
23、间等信息。前端设备管理令保存前端设备信息,提供前端设备的创建、修改等接口。令实现对前端设备业务参数的配置和查询。令前端设备向平台注册时,CMS对设备鉴权。令汇总设备的在线状态、时间、发送流量等信息。平台模块管理令其他平台模块或者服务器(除了数据库管理模块)向CMS注册,CMS对其鉴权。能力封装令实现对外开放的能力接口,对外提供系统所能提供对外能力的 Web Service接口,将网络视频监控系统所提供的视频监控业务能 封装为标准的Web Service API,供其它系统调用网络视频监控系 统所提供的视频监控业务。3.5.4 VTDU(流媒体服务器)VTDU是系统的媒体转发/分发单元,是平台侧
24、的核心媒体传送 网元,完成音视频传送功能。可以分布式部署。主要功能是:转发功能VTDU能够转发来自前端的音视频媒体流,根据调度指令转发给相应 的客户端。分发功能VTDU可将同一路媒体流同时发送向多个接受端。业务控制VTDU可接收CMS调度命令,启动并控制接收和分发。管理会话、维护接收与分发媒体流的映射关系。业务信息采集VTDU可采集实时媒体访问的时长/流量等计费信息,并上报汇总到CMSo3.5.5 NRU(存储服务器)NRU是系统中的网络录像存储单元,实现对音频/视频的接收存 储、录像回放服务等功能。NRU可连接SAN、NAS等各类物理存储 设备。NRU可实现分布式部署。NRU的主要功能及实现
25、要求包括:录像存储NRU支持从前端或VTDU获取媒体流并存储在所连接的存储介质中,并保存所存储资料的索引。录像检索NRU支持对检索指令进行反馈,支持多种检索方式。流式回放NRU支持回放请求打开文件,并通过RTSP提供流媒体服务。录像下载NRU支持通过RTSP提供录像下载服务。支持选择时段的录像下载方 式。存储介质管理NRU应当可实现对SAN、NAS、DAS等多种存储设备的接入,并可 管理存储空间、存储策略。356接入服务器接入服务器包括前端接入服务器PAG和客户端接入服务器 CAG,o PAG是系统的前端接入服务器,是系统与前端会话的模块,部署在前端与CMS之间。主要功能是:信令转发PAG实现
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