高速公路视频监控系统整体技术解决方案Word格式.docx
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最大程度地保护我区高速公路监控系统的前期投资，接入、兼容不同时期建设的不同厂家的现有设备、不同技术体系的高速公路监控系统，不影响现有系统的使用。
一.4设计依据
GA308-2001《安全防范系统验收规则》
GA/T367-2001《视频安防监控系统技术要求》
GB50394-2007《入侵报警系统工程设计规范》
GB50395-2007《视频安防监控系统工程技术规范》
GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
GA/T75-2000《安全防范系统通用图形符号》
GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷设计规范》
GB50348-2007《安全防范工程技术规范》
GAT388-2002B《计算机信息系统安全等级保护管理要求》
GB/T28059-2011《公路网图像信息管理系统平台互联技术规范》
中华人民共和国交通运输部《高速公路监控技术要求》
JTGB01--2003《公路工程技术标准》
一.5工程建设范围
本项目主要的工程边界为：
建成XX高速公路总监控中心，包括：
建设视频监控综合管理系统平台以及搭建相关服务器、建设大屏拼控显示系统（大屏利旧）、优化高速公路总监控中心的网络；
在各级运营公司/路段公司部署视频服务器，接入已建视频监控资源；
同时搭建流媒体服务器，实现各路段之间的视频信息互通；
升级视频监控系统的软件，使之符合ONVIF协议规范，并与监控中心平台互通；
通过软件开放，提供基于GB/T28059的标准化协议接口，使新建的视频综合管理系统平台与交通诱导系统、交通厅平台、交通部路网中心平台能够互联互通。
第二章需求分析
基于此次项目建设的四大目标，可以得出此次项目的建设关键点有两个：
一是已建视频监控设备接入；
二是平台基于GB/T28059的互联互通。
故对平台和视频服务器均有相应的技术要求。
1.
二.1平台技术标准
图1.视频联网标准
1）GB/T28059标准必须遵循的要点
GB/T-28059规定了公路网图像信息管理系统部省间联网的设计原则、总体架构、功能要求、主要技术指标要求等通用性技术规范。
适用于公路网图像信息管理系统部省间互联共享建设及相关软硬件产品的开发，省内联网也可使用。
GB/T-28059标准必须遵循的要点主要包括视频格式与编码、接口与通信控制协议、用户与设备管理。
接口与通信控制协议部分主要包括下属内容：
1）平台登记注册；
2）平台保活消息；
3）平台注销；
4）实时监控图像获取；
5）报警事件订阅；
6）报警信息传输；
7）云台控制；
8）获取历史文件列表；
9）获取录像文件的RTSPURL；
10）历史监控图像的获取；
11）历史视频回放控制。
2）GB/T28059标准的要求
《GBT28059-2011公路网图像信息管理系统平台互联技术规范》主要要求包含：
联网结构要求、网络结构要求、平台接入单元要求、联网协议视音频编码要求、联网协议传输控制协议要求、管理平台对象编码要求、管理平台用户管理要求、传输网络性能要求、最大响应时间要求、平台对传输网络适应性要求、设备地址编码要求、图像质量要求。
3）已建平台实现统一接入管理的原理标准
已建平台可以基于两个方案实现接入：
一是对于符合GB/T28059协议的平台实现统一接入；
二是对于部分非标准的、不符合GB/T28059协议的平台采用开放式SDK实现接入。
图2.已建平台的接入
4）本项目建设的统一平台与GB/T28181平台兼容标准
新建的XX高速公路视频综合管理平台，考虑到公安厅、省交警总队等跨部门对高速公路图像访问的需求，平台需兼容GB/T-28181来实现互联互通。
平台可新增协议转换网关，该协议转换网关可以实现GB/T-28059到GB/T-28181的协议转换，由此向跨部门提供标高清视频实时预览及录像回放，实现云台控制等功能，用户访问控制以角色管理来保护及限制。
图3.平台与GB/T28181平台兼容标准
二.2接入设备技术标准
接入设备主要为视频服务器，部署在各个路段监控分中心，对已建视频监控图像进行接入、编码、传输。
1）视频接入能力
视频接入能力不低于8路。
2）协议标准
为了保证设备的上下兼容性，设备采用了国际标准onvif协议进行视频图像传输。
图4.设备协议标准
第三章系统设计
2.
三.1系统的结构设计
系统由两部分组成：
一是路段部分：
通过部署视频服务器实现已建视频的接入；
且通过流媒体服务器实现视频图像的共享互通；
二是监控中心部分：
通过部署视频监控综合管理系统平台接入各路段的视频服务器；
通过主控终端、解码终端实现视频图像的上墙显示；
部署流媒体服务器实现视频预览和共享；
通过web服务器提供B/S模式的远程访问。
系统基于TCP/IP网络架构实现图像的联网互通。
可以方便的实现系统的平滑升级扩容。
图5.系统架构
在中心部署XX台流媒体服务器、1台web服务器、2台主控终端、XX台解码终端、X台网络存储服务器。
提供不低于XXXM的视频并发访问能力、不低于XXX路的视频图像同时显示、不低于XXXT的视频存储能力。
三.2系统网络设计
系统的网络设计包括已建视频监控系统的接入网络、路段分中心与总监控中心的网络、监控中心内部交换网络三个部分。
前端图像通过光纤传输至运营公司（路段）监控分中心，进入视频服务器。
视频服务器编码后进入分中心现有的交换机，再通过“路段—总监控中心”的光传输设备与监控中心互通。
图6.设备部署
前端监控进入路段监控分中心的网络连接方式如图所示：
支持点对点接入、支持环网接入、支持星型计入、链型接入。
图7.网络部署
三.3前端系统接入方式设计
本方案对于前端已建监控的接入提供两种方式，一是按照招标要求，通过新增视频服务器的方式接入已建的模拟视频图像；
二是通过管理平台直接接入符合onvif协议的设备。
此次项目共采用XX台视频服务器接入已建视频监控。
图8.前端接入
三.4存储系统设计
1）存储职能设计
目前，各路段/运营公司的已建视频都已在各个分中心进行存储。
考虑到已建存储与此次项目建设的视频监控系统综合管理平台没有直接接入，为实现监控中心能够对已建视频“看、查、控”，系统的存储职能设计如下：
图9.存储设计
2）回放视频策略
存储的策略，决定视频录像检索回放的方式。
高速公路视频监控综合管理系统平台可根据存储情况，自动生成配置表，根据配置表选择不同的视频回放策略。
如下所示。
图10.视频回放策略
3）存储容量配置
中心磁盘阵列：
4台，每台支持16个SATA盘位，单盘支持4T。
即：
中心磁盘的总存储容量为：
4*4T*16=256T。
视频服务器：
430台，每台配备3T硬盘，总的存储容量为430*3T=1290T。
单路视频图像对应的存储容量为3T/8=0.375T，可以对1Mbps码率的视频存储约35天。
3）存储产品选择
目前监控系统中主流的存储方式有IP-SAN、NVR，以及最新的流媒体直写技术CVR三种方式，本项目招标要求为磁盘阵列存储，故仅比较IP-SAN和CVR两种方式。
IP-SAN
工作模式：
存储设备划分多个LUN空间，挂载到存储服务器，存储服务器通过iSCSI协议对磁盘阵列进行录像数据的读和写；
所有读写请求必须通过存储服务器转发。
图11.存储策略
弊端：
1）存储服务器会造成性能瓶颈，当前端规模较大时存储服务器的投资也十分可观并且管理复杂；
2）存储存在单点故障隐患：
所有数据读写都要经过存储服务器，存储服务器故障则整个系统将中断服务。
若想避免单点故障则需要做服务器集群，这时服务器的开销将翻倍；
3）IPSAN模式下，存储服务器采用的通用的文件系统，当录像数据循环覆盖时必然造成大量的文件碎片，导致存储性能逐步下降；
4）一旦发生非正常关机，将造成文件系统的损坏、数据的只读甚至丢失等问题；
5）存储设备无良好的录像保护机制：
断网补录、N+1热备、丢录像报警等。
CVR
无需部署存储服务器，录像数据从前端编码设备直接写入存储设备，数据传输协议支持主流的流媒体协议（如RTSP/ONVIF/PSIA等）和GB/T28181规范；
支持平台直接调取，架构简化而开放，空间自我管理，可独立组网。
特点：
1）无需存储服务器，彻底解决存储服务器性能瓶颈、单点故障等固有缺陷，同时节省投资成本；
2）兼容国标规范，开放式架构支持以主流的媒体流协议接入，例如RTSP/ONVIF/SIP（GB/T28181）/RTP等；
3）底层采用面向视频安防的流媒体数据管理系统而非通用文件系统，彻底解决文件片，保证系统性能的稳定性；
4）特有的流媒体数据管理系统保证掉电、断网时系统和数据的可用性，彻底解决由于以上等因素引起的文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题
5）面向视频流应用，可实现任意时间段的即时回放、任意时间点（段）的快速精确检索定位
6）存储设备具有多个录像保护机制：
断网补录、N+1热备、丢录像报警、录像备份等。
存储产品选择
由于流媒体直接技术相比IP-SAN存储稳定性更高，本方案采用CVR存储。
第四章平台互联
3.
四.1以标准协议实现各级平台互联
高速公路视频监控系统综合管理平台与路段中心等各级平台基于《GB/T28059-2011公路网图像信息管理系统a平台互联技术规范》标准协议互联互通。
四.2与高速公路各路段平台互联
图12.已建平台的接入
四.3与上级平台互联
此次项目建设的XX高速公路视频综合管理平台，是基于交通运输部《GB/T28059-2011公路网图像信息管理系统平台互联技术规范》研发的高速公路多级联网平台，支持采用GB/T28059的标准协议与交通厅视频监控平台、交通部路网中心视频监控平台互联互通。
流程如下：
图13.与上级平台级联
第五章系统功能
4.
五.1总体功能说明
通过建设XX高速公路视频监控综合管理系统，可实现如下图所述功能。
图14.系统总体功能说明
1）实现已建监控设备能在XX高速公路视频监控综合管理系统平台上可看、可查、可控
实现方法：
目前，XX高速公路视频监控系统均采用“模拟+数字”组合的建设方式。
此次项目通过在各运营公司增设符合标准化的协议的视频服务器，接入已建的视频监控，视频服务器与总监控中心新建的视频监控综合管理平台相连，在视频监控综合管理平台上实现对各运营公司已建视频监控的看、查、控。
图15.系统操作示意图
2）实现不同时期建设的XX高速公路视频监控系统及设备间兼容互通；
打破“信息孤岛”
目前，XX高速公路各运营公司的视频监控系统因在不同时期建设，采用了不同的技术体系和监控设备，无法互联互通。
此次项目通过在各运营公司配置标准化的流媒体服务器，接入运营公司已建视频监控，来实现运营公司间的视频监控系统互联互通。
3）为XX高速公路交通诱导等信息系统提供视频监控信息，提升XX高速公路应对突发事件的应急处置能力
为了提高XX高速公路视频监控水平及应对突发事件的应急处置能力，提升公众出行服务水平，保障XX高速公路的稳定运行。
此次项目还为交通诱导等信息系统提供了标准化的视频监控信息。
4）实现与交通运输部、自治区交通运输厅视频监控管理平台的无缝对接，分级联控
五.2三级监控系统结构和应用功能
5.
5.1.
5.2.
五.2.1监控中心
XX高速公路监控中心接收各路段监控分中心上传的有关图像信息，实现XX全区高速公路交通状况的监视、数据汇总、统计，协调监控分中心之间的管理和应急处置工作，在应急事件情况下，下发事件处置指令，实现对公众信息服务。
监控中心与监控分中心联网，与上级管理部门进行信息交换。
区内高速公路各监控系统能获取监控中心时钟信号。
1）信息采集
自治区监控中心可接受各路段监控分中心及相关系统上传的下列数据：
Ø
采集视频（收费和监控）图像信息，通过闭路电视系统直接对道路沿线进行实时监视。
采集各路段监控分中心视频监控系统运行状态。
采集自治区监控中心系统运行状态、设备工作状态信息。
建立视频资源数据库。
2）信息显示
显示下级管理部门上传的视频图像（包括监控和收费图像）以及存储的视频图像。
3）视频图像管理
监控中心应能将下级监控分中心上传的视频图像等进行直接显示和拼接显示。
监控中心应能调看全区各级管理部门的录像信息。
高速公路管理和业务部门，据访问条件和访问权限，可通过网络访问视频信息。
监控中心通过事件联动功能对特殊情况进行监视。
监控中心视频管理权限高于其他下级管理部门。
4）路网监测、协调管理
监测、协调各路段监控分中心管理区段的交通控制。
监控中心根据采集的数据、视频，进行分析处理，形成XX高速公路拥挤度状态，为高速公路管理提供决策依据。
5）数据备份和系统恢复
系统具有数据自动备份功能。
系统具有数据手动备份功能。
可以选择备份数据的内容。
数据备份的介质可以有多种选择，如硬盘备份、光盘备份、磁带机备份等。
自治区监控中心数据、视频保存要求如下：
监控中心能自动完成系统每日的数据分类存储、备份及重要文件的存档。
自治区监控中心计算机软件应能保存图片，并与异常事件信息一起保存。
自治区总监控中心应将存储设备保存的视频图像分类保存。
一般视频数据保存的时间不少于30日，事件视频数据保存时间不少于1年。
重要的视频图像数据能通过光盘刻录机刻录。
6）设备管理功能
自治区监控中心具有软、硬件管理、通信自动检测和故障报警功能，发生故障时自动发送报警信息。
7）系统安全功能
监控系统软件具备容错、自诊断、纠错功能以及抗病毒、抗攻击能力。
防止对数据的非法访问，设立分级保密数据安全体制，保证数据安全可靠。
系统对不同层次和职责的人员，分别设置不同的访问操作使用权限，设置不同的操作口令和密码，防止越权存取和修改，保障数据的完整性。
系统具有数据防抵赖保护功能。
系统应有详细的系统日志，记录每个操作人员的每次活动，系统出错信息和配置修改信息。
监控中心局域网与外界之间设置有网络安全与管理系统。
8）扩展功能
提供平台接口，编写相应的接口文档，供第三方系统调用。
五.2.2路段监控分中心
监控分中心管理范围内的隧道、桥梁等基层监控单元，接收上传的视频、数据信息。
监控分中心采集的信息包括：
采集外场设备、管理部门设备的工作状态反馈信息，
接收管辖范围内的视频图像，并能实现切换控制。
接收监控中心的指令。
2）视频管理
实现对上传视频图像进行切换、控制、显示。
实现对所有上传图像进行存储。
通过通信系统访问管理范围内各管理部门存储的所有视频信息。
通过事件联动功能对特殊情况所处地的视频图像进行切换显示。
视频控制权限高于基层监控单元。
3）系统设备管理功能
实现本系统的软、硬件管理功能，通信自动检测和故障自动报警功能。
4）系统安全
系统对不同层次和职责的人员，设置不同的访问操作权限，设置不同的操作口令和密码，防止越权存取和修改，保障数据的完整性。
数据操作保护功能：
系统的任何操作都记录在日志文件，防止操作人员抵赖行为，保护系统的安全性。
系统日志功能，记录每个操作人员的每次活动，以及系统出错信息和配置修改信息。
五.2.3基层监控单元
桥梁、隧道等特殊路段无人值守隧道管理站系统功能：
根据桥梁、隧道内等特殊路段数据图像上传至监控分中心进行分析，对现场指挥、调试、维护等操作。
采集交通量、速度、占有率、车行方向。
采集管理站设备工作状态信息。
接收并记录巡逻人员或道路使用者的报警信息。
接收上级管理部门下达的指令。
采集操作员输入的事件、事故信息。
对视频图像进行切换、控制、显示。
实现对所有图像进行存储。
接收上级管理部门下发的视频控制指令，并完成切换、控制。
3）系统自诊断
管理站对软、硬件等进行管理的功能，通信自动检测和故障报警功能。
第六章平台详细功能说明
六.1基础管理配置
6.
6.1.
六.1.1资源管理
1）组织机构管理
组织资源管理，即根据高速公路行业业主属性，设置分级的组织机构或监控区域（例如收费站监控组织、服务器监控组织、路段指挥中心等），并分配对应管理的设备、服务器等资源。
包括组织机构管理和组织资源管理两大部分。
组织机构管理
根据业主的管理结构并结合实际业务应用灵活创建组织机构，并以层次分明的树型结构展示。
全局管理员和拥有配置管理权限的其他管理员可添加、修改、删除本级组织及下级组织的组织机构，可对组织单元设定上下级关系、组织名称、编号，支持多级组织管理。
图16.组织机构管理
组织资源管理
根据业主的实际业务管理需要，针对每级组织机构，为其分配对应管理的设备、服务器、报警器等资源。
拥有组织管理权限的用户可添加、修改、删除本级组织及下属组织中的资源信息。
组织机构设置和资源分配，可实现业务的逻辑分组。
图17.组织资源管理
2）设备管理
设备管理，是指平台对拥有管理权限的用户，可以添加、修改、删除本组织及下属组织中的设备，管理的设备包括DVR、DVS、IPC、视频综合平台、解码器、动环报警主机、周界防范报警服务器、周界防范设备、自动跟踪球、视频车检器、第三方矩阵等；
同时平台对接入的设备可进行基本的远程配置、远程重启等操作。
3）服务器管理
服务器管理，是指平台对系统内各业务服务器的集中管理，包括主控服务器、流媒体服务器等，管理的范畴包括设备的远程重启，参数配置等。
同时针对跨域媒体转发的设备，例如流媒体服务器等，可以配置是否被下级引用。
图18.服务器管理
4）监控点管理
平台还支持对接入的监控点位进行分组管理，可按组织机构和重点监控区域等不同维度进行分类，从而提高对监控资源的整合力度。
图19.监控点管理
六.1.2用户管理
1）用户分类
用户分为系统管理人员（面向系统、网络、设备等）与监控操作人员（业务流程与操作）两大类；
并划归到对应组织机构。
系统管理员分为高级/全局管理员，普通管理员；
操作员分为高级操作员、普通操作员等。
每一用户都有自己的用户信息和隶属角色。
用户信息包括：
用户名称、用户密码、到期时间、用户编号、限定IP。
用户可以隶属多个角色。
按照用户属性不同，区分抽象出用户角色。
每一个角色包括名称、描述以及该角色所拥有的权限。
角色拥有的权限包
升级会员 