联网视频监控平台解决方案.docx
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联网视频监控平台解决方案
高速公路联网视频监控系统
解
决
方
案
XXXX技术有限公司
2015年6月
第1章.
系统综述
高速公路联网视频监控系统具备对管辖区域内所有视频资源进行整合的能力，可实现集中控制、统一管理，能有效解决管控区域内的视频监控设备因品牌杂乱、系统独立，无法互联互通，不能进行统一管控的难题。
本系统能实现对高速公路道路沿线、桥梁、隧道、收费站等视频监控设备进行分级接入、集中监控，并能按照各级监控中心的业务需求，灵活划分各级用户的使用权限和设备分组模式。
通过平台的标准化服务，能为公众出行、交通运营、事件应急处理等业务系统提供统一的视频应用服务，实现视频资源的全面共享。
1.1设计原则
Ø可靠性与先进性
系统采用成熟、稳定、完善的技术设备，能够保证全天候长期稳定运行。
在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完整的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。
设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足对高速公路服务、管理的实际需求。
系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和特点。
Ø实用性与经济性
充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案采用自动化部署和智能纠错机制，有效降低后期维护成本。
Ø扩展性与开放性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。
同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口，尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
1.2系统特点
Ø标准规范：
设计遵循最新国家标准规范以及交通部发布的标准规范，满足了省市及国家监控联网的要求。
Ø多级联网：
支持多级联网监控管理，各级机构之间信息高度共享，可有效避免网络瓶颈或单点故障，提高整体效率；
Ø兼容性强：
平台支持GB/T28181标准、GB/T28059标准和ONVIF协议规范，并能兼容各主流视频厂家的系统及设备。
Ø无限扩容：
支持无限量视频设备的扩容接入。
Ø软硬件独立：
软件与设备之间采用中间层隔离，耦合度低。
Ø快速感知：
监控网段内任何一台计算机进行设备控制，其控制结果能同步显示，及时响应。
Ø具有多种类客户端：
系统具有C/S、B/S架构客户端及iOS、Android等手机移动客户端。
第2章.系统架构
2.1网络架构
本系统基于IP网络架构，采用省级监控中心→管理处监控分中心→基层监控单元三级联网管理。
各管理处监控分中心作为监控主体；收费站、隧道管理站、外场沿线等视频设备作为基层监控单元；省级监控中心作为应急联网指挥中心，对省内高速公路视频资源进行统一管理。
其系统网络拓扑图如下：
2.2逻辑架构
本系统的结构设计如下图：
本系统由底层到高层分为设备层、接入层、服务层、展现层四个层级：
●设备层
设备层是本系统平台的基本保障层，为平台提供基础视频资源。
设备层包括接入平台的前端各种摄像机，这些设备所采集到的视频信息通过相应的专用视频传输通道，传输到各对应的接入设备。
●接入层
接入层的主要业务是将设备层所传输的视频信息进行接收处理，接入层包括DVR、NVR、视频光端机以及由其它公司提供的第三方监控系统等。
接入层将处理后的视频信息通过高速公路视频传输网络传输给系统平台的相应服务模块。
●服务层
服务层是本系统平台的核心层，系统的各项功能均由服务层的各业务单元模块来实现。
服务层包括通信调度单元、协议转换单元、集中存储单元、日志处理单元、流媒体分发单元、视频解码单元、移动视频管理单元、中心服务单元等。
本系统平台在服务层预留了第三方系统接口可向应急指挥中心或其它执能机构的系统共享视频资源。
●展现层
展现层是用户界面层，系统的各项功能业务在本层与用户进行交互。
展现层交互的功能业务包括实时视频浏览、历史图像回放、图像投墙控制、语音对讲、组织机构管理、设备状态浏览、运维管理、前端设备控制、浏览样式管理、移动终端浏览、视频播放策略管理、设备分组管理、日志管理、权限控制、参数设置等。
第3章.中心平台设计
3.1平台设计思路
监控平台的设计思路如下：
Ø首先就是在功能设计上，采用了模块化设计，采用了松耦合的方式实现应用系统、逻辑管理、标准接入、物理资源的联系。
数据与程序相对独立，程序与控制参数相对独立，以便于系统的调整与升级，适应不断发展的管理需求。
保证各项技术可以不断的更新和升级以维持系统的先进性，使系统软件具有较长的生命周期。
Ø其次是标准。
标准是平台整合的基础。
主要体现在统一编码的强制标准性、应用开放接口及中间逻辑层的强制标准。
此外标准还涉及制度和规章。
Ø强化物理层。
根据设计的需要追加相应的设备投入，保证系统的应用强度。
Ø强化平台管理。
重点是建立全网统一、分级管理的权限管理、流控和调度系统。
建立协调交互支撑系统。
Ø强化应用。
系统将建立统一的、标准的、开放的调用接口，供各应用系统调用，同时将建立预案视频监控支撑系统和联动系统等应用。
3.2平台服务模块设计
系统中心平台的服务主要包括：
中心管理服务、流媒体服务、平台互联服务、中心通信调度服务、数据存取服务、协议转换服务、移动视频管理服务、日志服务、电视墙服务、集中存储服务等，其平台结构拓扑图如下：
中心平台各服务模块的设计如下：
3.2.1中心管理服务模块
中心管理服务模块为平台提供核心数据及管理服务，包括平台服务器管理、设备管理、用户角色管理、权限认证管理及各类扩展业务数据管理等。
3.2.2数据存取服务模块
数据存取服务实现对Oracle、MySQL、SQLServer等现有主流关系型数据库的接口适配，完成平台内的各种数据信息的存取，可根据客户的实际需求灵活选择一种或多种数据库产品。
3.2.3流媒体服务模块
流媒体服务模块为平台提供音视频媒体数据的高性能转发及转码服务。
媒体分发服务可解决在热点视频被大量用户并发访问时，的带宽瓶颈问题，能够减少视频传输带宽瓶颈点的并发访问量，节约瓶颈点的网络带宽，也可缓解前端视频设备的数据处理压力。
3.2.4平台互联服务模块
平台互联模块提供与跨系统的其它平台间的信息互联和资源共享服务。
3.2.5中心通信调度服务模块
中心通信调度服务模块为平台提供核心通信调度服务，实现各类信令处理及转发，设备及各子服务的注册接入、状态维护及资源调度。
3.2.6协议转换服务模块
协议转换服务模块为平台提供兼容非标准协议设备能力，提供各类信令的转换服务。
3.2.7日志服务模块
日志服务模块负责平台内所有的用户操作日志的记录，条件查询和统计，平台用户的一切操作不论合法或非法，成功或失败都能通过日志记录反映出来。
3.2.8电视墙服务模块
电视墙服务模块为平台提供实时视频及录像投屏上墙服务。
3.2.9移动视频管理模块
移动视频管理模块为移动客户端提供信息资源调配及实时视频播放服务，能实现视频资源的配置、调度；路由节点选择；流媒体指令的发送及流媒体数据转码服务。
3.2.10集中存储服务模块
集中存储服务模块为平台提供音视频数据集中存储服务，支持灵活的存储计划、录像检索、点播下载等功能。
第4章.系统功能
4.1视频管理
视频信息管理功能模块是本系统的核心应用模块。
其功用是对所辖路网内的视频资源进行整合，实现集中控制、统一管理，此模块能兼容所有主流视频厂家的设备，其具体功能如下：
4.1.1实时视频
4.1.1.1视频设备展示
本系统通过树型目录展示机构设备树，树形结构展示机构以及机构下的视频设备。
通过选择各级机构名称节点可对机构下的视频设备目录进行收放。
系统支持机构名称或设备名称的快速检索，支持对关键字的查询检索。
图：
树型目录界面
4.1.1.2实时图像浏览功能
在机构和设备树形目录中选择摄像头双击到视频显示窗口中进行视频播放，也可将摄像头拖拽到视频显示窗口中播放。
系统支持1、4、6、7、8、9、10、16分屏和全屏播放，对于多个分屏窗口，点击树型目录设备名称依次在分屏窗口上面展示播放画面，如要对摄像头进行控制，则可点击对应分屏窗口进行控制。
在视频播放窗口中可显示码流、机构名称、摄像头名称、安装位置、日期时间等信息。
图：
实时图像浏览功能界面
4.1.1.3监控点信息
如某视频播放分屏窗口中有视频图像播放，点击该视频播放窗口，则在主界面的【当前监控点】中会显示摄像头的名称、通道号、地址、窗口号等基本信息，如下图所示：
图：
监控点信息显示界面
4.1.1.4视频调节
系统可对视频参数、视频质量、视频显示进行设置，其中【视频参数】可对图像亮度、对比度、饱和度进行设置。
图：
视频参数设置界面
【视频质量】可对每秒帧数、码率、图像格式（包含QCIF、CIF、2CIF、DCIF、4CIF、720P、1080P、960H等8种）等进行设置。
图：
视频质量设置界面
【视频显示】可对图像上的摄像头名称、安装位置、日期时间等文字信息显示位置、内容等进行设置。
图：
视频显示界面
4.1.1.5视频设备控制
系统可对前端摄像机的云台、镜头、灯光、雨刷进行远程控制。
【云台控制】：
可以对摄像机的云台进行操作。
可对云台进行:
上、左上、右上、左、右、右下、左下8个方向的转动；可对云台的转动速度进行调节；系统支持云台自动扫描；
【灯光】：
可控制摄像机灯光的开关；
【雨刷】：
可控制摄像机的雨刷开关；
【光圈】：
可控制摄像机镜头的通光量；
【变倍】：
可改变摄像机镜头的倍数，镜头倍数越大，则所拍摄的场景越远，范围越小；镜头倍数越小，则所拍摄的场景越近，范围越大。
【变焦】：
可改变摄像机镜头的聚焦，当镜头倍数改变后，调节图像聚焦，使图像变清晰。
图：
视频设备控制界面
4.1.1.6预置点调用管理
系统支持摄像机预置位的设置和启动，在“播放方案”功能项中可设定摄像机预置位启动计划，在不同的时间自动控制快球转换到需要重点监控的部位；
【预置点调用】：
系统能展示设置好的预置点，点击预置点缩略图，摄像头云台转动到选择的预置点播放视频。
图：
预置点调用界面
【预置点管理】：
可以对摄像头预置点进行增加、删除、修改等操作。
可对摄像机巡航轨迹进行设定和启动；可设定摄像机预置位启动计划，在不同的时间自动控制快球转换到需要重点监控的部位；
图：
预置点管理界面
4.1.1.7视频窗口操作
视频窗口在播放视频时可以进行全屏显示、抓拍、录像、打开声音等操作。
图：
视频窗口操作界面
【全屏】：
点选全屏选项则可全屏显示视频播放窗口。
【停止】：
点选此项则关闭所选中视频窗口播放的视频。
【抓拍】：
具有【单张抓拍】和【连续抓拍】两个功能选项，选择单张抓拍则抓拍单张视频图片，选择连续抓拍则连续抓拍多张视频图片。
【本地录像】：
将当前正在播放的视频保存在本地电脑硬盘上。
【打开声音】：
在客户端可以听到摄像头采集的声音（需要硬件支持）。
4.1.2历史图像管理功能
用户可按设备名称、存储类型、录像类型、开始时间、结束时间等条件查询、调用历史图像。
系统除了可对视频进行回放外，还能对历史视频图像进行下载。
回放的基本功能：
支持画面单进、单退、快进（1/2/4/8倍数）播放，并可对录像视频进行抓帧、下载等操作。
历史视频图像存储由存储服务器提供，可以供用户调阅历史视频；存储体系由两部分组成：
存储服务器和存储介质（阵列、磁带库等）。
系统的传输格式可自适应CIF、DCIF、D1、4CIF、720P、1080P等存储格式，可根据不同的需要制订自动录像存储的策略及报警存储策略；系统支持集中存储、分布式存储结构，支持DAS、NAS、SAN多种存储方式模式。
图：
历史图像管理功能界面
4.1.3收藏夹
为了方便用户管理、浏览经常使用的摄像头，系统提供了收藏夹功能。
收藏夹是一个摄像头的集合，用户可以根据自己的使用习惯来创建、修改和删除收藏夹，创建收藏夹后，可以为收藏夹添加摄像头。
图：
收藏夹管理界面
4.1.4播放方案
系统可设置单分屏及多分屏播放方案，方案包含摄像头切换和云台切换；通过选择方案视频可在播放窗口播放。
具备图像自动轮巡功能，可以用事先设定的触发序列和时间间隔对监控图像进行轮流显示，参与轮巡的图像和先后顺序可以任意选择；可以指定某些设备在某一时间内执行某种特定的动作；在本机设置多个组间轮视计划，计划包含的内容有组名称、组轮视间隔时间和画面分割方式，可在主界面上启动轮视计划；具备设备自动轮巡的功能，可以用事先设定的触发序列和时间间隔对外场设备进行轮流显示，参与轮巡的设备顺序可以任意选择。
图：
播放方案界面
4.1.5流媒体服务功能
系统具有流媒体服务功能，提供音视频媒体数据的高性能转发及转码服务。
同时也提供视频分发处理、视频分发管理等服务。
分发程序利用一定的触发机制，当达到触发条件后分发服务器主动从前端得到一份视频，然后将视频分发给访问的客户端，可有效解决热点访问引起的接入带宽不足，减少端前视频设备的负荷。
支持对实时视频流、录像回放流等数据的分发，支持多台客户端同时访问前端同一视频流的需求。
通过授权可以直接从前端监控设备获取其所辖实时视频，而无须通过流媒体服务器转发，授权通过系统的用户权限管理实现；
分发机制示意图
4.1.6电视墙解码播放功能
本项功能将全区域内不同厂家的视频设备解码输出为标准视频信号，用户可定义电视墙的组合方式，轮切时间等。
支持将不同的前端厂家设备混合解码输出。
支持单块显示屏4分屏图像播放；可将历史录像进行投墙显示。
图：
电视墙解码播放功能界面
4.1.7视频设备掉线报警管理
当有视频设备掉线时，系统会发出报警弹窗提示，生成设备掉线报警记录，并形成报警情况记录表单。
用户可根据当前报警（设备掉线情况查寻）、历史报警（设备掉线历史情况查寻）、设备状态统计（设备在线或掉线情况统计）等条件进行报警记录查寻；其报警记录可导出保存到excel或txt文档里面，还可通过“数据打印”功能直接进行打印。
系统具备报警信息确认功能，操作人员点选报警条目时可对报警信息进行确认，并填入报警原因，系统会自动记录操作用户名称。
图：
报警管理功能界面
4.1.8日志管理功能
记录系统平台及监控客户端的动作，并将其形成日志信息供用户查看。
其记录的日志信息包括序号、时间（动作发生的时间）、信息（动作的内容，以及失败原因）、和状态（动作失败还是成功）。
图：
日志管理功能界面
4.2基础信息管理
基础信息管理模块的作用主要有：
为高速公路上不同厂商、不同类型的监控设备建立设备信息库；按用户的不同分工及不同管理权限为用户建立角色及账号管理信息库。
此项功能设计如下：
1.1.
4.2.1机构信息维护功能
此功能是对高管局、管理处、收费站、路段、隧道等信息进行维护管理，其维护管理的机构信息包括：
机构名称、机构类型、机构编号、机构位置、联系方式、机构描述等。
通过对这些信息的维护，能将相关联的数据在客户端界面上进行展现。
界面示例图如下：
4.2.2用户信息维护功能
此项功能是对使用本监控软件的操作人员信息进行维护管理，包括：
角色管理、账户管理；其中角色管理是对角色名称、角色类型、角色权限等信息进行变更及增减，账户管理是对账号、密码、姓名、操作级别、联系方式、账户角色等信息进行变更及增减。
其功能界面示例图如下：
图：
角色管理
图：
角色权限分配
图：
账户管理
图：
账户角色分配
用户常用角色权限和职责如下：
2.
2.1.
Ø监控员（日常监控值班人员）权限职责：
权限名称
描述
登录
根据用户账号和密码登录
实时视频
查看管辖范围内的摄像头实时画面
历史视频
检索和查看摄像头录象画面
日常工作记录
每日的工作情况记录
异常问题处理
确认设备异常情况通知相关维护人员处理
Ø指挥调度人员（事件决策管理人员）职责：
权限名称
描述
登录
根据用户账号和密码登录
实时视频
查看管辖范围内的摄像头实时画面
历史视频
检索和查看摄像头录象画面
异常问题处理
确认设备异常情况通知相关维护人员处理
各类事件信息
确认各类事件信息
Ø系统高级管理员（系统维护）职责：
权限名称
描述
登录
根据用户账号和密码登录
监控人员工作数据处理
监控人员工作数据报表统计
日志数据处理
日志数据报表统计
组织机构数据处理
组织机构数据维护
设备管理配置数据处理
设备基础配置信息维护
4.2.3设备信息维护功能
此功能是对高速公路的监控设备资源信息进行维护管理，其设备信息包括：
设备名称、设备类型、机构编号、设备位置等；
通过此功能可对设备进行：
创建、修改、删除、查询等操作。
操作界面示例图如下：
图：
视频设备信息
4.2.4日志信息管理功能
管理平台的日志包括运行日志和操作日志，日志记录完整、准确。
运行日志记录系统内设备在线、异常、故障、恢复、关闭等状态信息及发生时间；操作日志记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作。
系统提供日志信息查询和报表制作功能。
图：
日志信息管理
4.3手机移动监控
手机移动监控功能，可解决管理人员调看辖区内各路段监控视频受监控场所和监控条件限制的问题，能让使用者通过智能手机随时随地的对监控图像进行调看。
进一步提高高速公路的管理水平，提升交通事件应急响应能力。
4.3.1视频播放功能
●机构目录
移动客户端可将监控区域内各路段的所有视频设备，以机构分层列表的方式进行呈现，支持按设备名称搜索调用视频图像（支持模糊搜索）。
其功能界面如下图：
图：
一级机构目录（一级目录）界面
图：
二级机构目录（二级目录）界面
图：
机构设备目录（三级目录）界面
●图像浏览
点选设备名称即可调看相应实时视频图像，支持单画面图像远程浏览，其功能界面如下图：
图：
实时视频图像浏览界面
4.3.2设备控制
用户在播放实时视频图像时能够根据需要进行摄像机云台转动、镜头变倍等操作。
其功能界面如下图：
图：
前端摄像机云、镜控制界面
4.3.3图片抓拍
具备对视频图像的抓拍功能，保存的抓拍图片可按照摄像头所在机构或抓拍时间进行展示。
图：
抓拍图片浏览界面
4.3.4收藏夹功能
用户可通过此功能根据自已的使用习惯来对视频设备进行分组收藏，创建好收藏夹后，可以为该收藏夹添加或删除视频设备；选择收藏夹中的视频设备即可进行视频图像的调用。
其功能界面如下图：
图：
收藏夹功能界面
4.3.5视频调看历史记录功能
本项功能包括“浏览历史”及“热门浏览”两个部分，记录、统计用户曾经观看过的摄像头，用户在统计列表中点选摄像头名称，可调看相应实时视频图像。
●浏览历史
此项功能用于展示用户最近50次观看的摄像头记录，并可将记录中的摄像头加入到收藏夹中，方便用户调看。
其功能界面如下图：
图：
浏览历史功能界面
●热门浏览
此项功能用于记录平台摄像头被播放的次数，统计展示热点监控点位，并可将记录中的摄像头加入到收藏夹中，方便用户调看。
其功能界面如下图：
图：
热门浏览界面
升级会员 