智慧交通视频监控系统(VSS)解决方案项目建议书.doc

智慧交通视频监控系统(VSS)解决方案项目建议书 导读：智慧交通视频监控系统(VSS) 解决方案项目建议书目录一、应用背景. 1 1.1 视频监控系统是交通管理的巨大然后在该数据库中创建各个项目和子项目,并由vss管理员为小组的每个成智慧交通视频监控系统(VSS) 解决方案项目建议书目录一、应用背景. 1 1.1 视频监控系统是交通管理的巨大进步 .1 1.2 技术发展路线 .2 1.3 现有的视频监控系统存在诸多不足 .7二、设计理念、原则和依据. 15 2.1 设计理念 .15 2.2 设计原则 .15 2.3 设计依据 .17三、总体技术方案. 18 3.1 视频监控系统设计方案 .18 3.1.1 系统简介 .18 3.1.2 系统原理 .20 3.1.3 系统架构 .21 3.1.4 系统逻辑图 .22 3.1.5 界面划分 .22 3.2 系统详细方案 .23 3.2.1 前端监控点建设 .23 3.2.2 网络传输系统 .27 3.2.3 监控指挥中心 .29 3.2.4 系统功能 .35 3.2.5 系统指标 .40 3.2.6 智慧点 .41四、主要设备清单. 43 五、初步项目预算. 48一、应用背景1.1 视频监控系统（VSS）是交通管理的巨大进步随着国家经济的高速发展、城镇建设速度加快，导致城市人口密 集、机动车保有量不断攀升，引发了种种城市建设中的交通管理上的 问题。然而，交通警力的增加远远不能满足实际需求的发展速度，持 续的交通拥堵现象为整个城市的道路交通带来了极大的压力。因此， 能将科技手段转化为直接战斗力的道路交通图像监控成为了解决该 问题的重要手段。视频监控系统的应用将会有效解决城市交通道口图 像监控的问题，辅助城市交通管理者及时完成合理的交通疏导方案， 使得城市交通状况产生明显改善。视频监控系统作为了解交通状况和治安状况的一个窗口，是交通 指挥系统不可缺少的子系统，也是智慧交通系统中的一个重要组成部 分。目前，众多城市已经着力开始发展视频监控系统的建设，从而使 城市道路交通保障体系运行更加高效、可靠，发挥更大范围的辐射作 用，以加强道路交通的综合治理能力，实现科技强警，提高快速反应 能力和处置突发事件的能力，为城市道路交通的日常管理和应急管理 提供联动及预案措施，以应对各种活动、事故、案件、自然灾害等进 行快速处理。只有建立合理、有效的城市视频监控系统，才能够使交通管理部 门在第一时间发现问题，提出应对措施及应急预案。提供科学的分析1手段，实现防患于未然。对交通突发事件具备快速反应能力，提供事 后查询及分析的数据、资料，为城市交通的应急管理体系及管理水平 提供有效保障。1.2 技术发展路线视频监控系统已经经过了二十几年时间的发展，当前应用成熟的 模拟监控系统和准数字化视频监控是早于全数字化视频监控系统而 设计的前 2 代监控模式，可以说视频监控系统发生了巨大的变化。从 技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统 (CCTV)，到第二代基于“PC多媒体卡”数字视频监控系统(基于 DVR) ， 到第三代网络视频监控系统（基于 DVS）。 （一）模拟监控系统最早的模拟监控是在大中城市刚开始进行路面监控而设计的方 案，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监 控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不 能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心 查看。传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性： （1）有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感； （2）有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场， 并且使得布线工程量极大； （3）有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录2像带），查询取证时十分烦琐。 （二）准数字化视频监控系统以数字硬盘录像机 DVR 为核心半模拟-半数字方案，从摄像机到 DVR 仍采用同轴电缆输出视频信号，通过 DVR 同时支持录像和回放， 并可支持有限 IP 网络访问，但多年的实践经验发现，其还是存在一 些无法改进的问题：（1）“模拟-数字”方案仍需要在每个摄像机上安装单独视频缆， 导致布线复杂性。（2）图像传输延时过长，实时效果差。 （3）有限远程监视与控制能力有限，不能从任意客户机访问任意 摄像机。只能通过 DVR 间接访问摄像机。 （4）系统集成能力弱，无法适应当前小型化、智能化的需求。 （三）第三代道路监控系统 为了进一步提高交通道口的实时监控功能，实现智能化交通监控， 第三代全数字化视频监控系统就是在这样的背景下出现。随着网络技 术的发展，第三代全数字化视频监控系统是基于嵌入式 Web 服务器技 术的远程网络视频监控，而产生网络视频监控技术。系统可以直接连 入以太网，省掉了各种复杂的电缆，具有方便灵活、即插即看等特点， 同时，用户也无需使用专用软件，仅用浏览器即可。数字化视频监控 系统应用的是集中式存储形式，数据量提升了几个数量级，且实现存 储服务器管也很多，其存储系统应用专业的系统实现影像的监控存储。 基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的3PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转 换成 IP 数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、 自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，使得监控 范围达到前所未有的广度。除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制 器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备 可实现互连。（1）网络视频监控可以在计算机网络（局域网或广域网）上传输 图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图 像品质和稳定性；（2） 网络视频监控可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无 须重复布线；（3）数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵 列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。（4）坚固冗余存储器可同时利用 SCSI、RAID 以及磁带备份存储 技术永久保护监视图像不受硬盘驱动器故障影响。下表将网络视频监控系统与传统的模拟视频监控系统进行了详 细的对比，从中可以更加具体的看出网络视频监控系统所具备的优势：网络化视频监控系统与传统模拟监控系统的对比对比内 容网络视频监控系统传统模拟视频监控系统4按需进行开路或闭路访问， 闭路，不能进行远程访问。访问方 使用任一台 PC 上标准的 Web式浏览器，您就可远程访问实时图像，并远程管理网络摄像机。使用任一台 PC 上的标准 Web不能够进行远程管理或监控。浏览器，您就能够远程管理 图像必须存储在录像磁带机上，和查看图像。 易用性所以需要不断更换以保持足够网络摄像机可将图像记录在 存储空间。录制图像质量会随着硬盘上，易于搜寻、易于存 存放时间的增长而下降。储，并且不会出现图像退化 录像机必须放置在摄像机附近，或磨损。这可能会使未授权的人获取录为安全起见，存储硬盘可安 像带。装在远程位置。数字图像采用 MJPEG、MPEG-4当使用长电缆时，图像有可能会图像质 或 H.264 压缩格式，不会影 丢失，磁带的分辨率通常很低，量响传输质量和存储质量，图 录像的画面质量也会随时间推像在创建后不会发生质量降 移而降低。低的情况。5通过网络传输实时视频所需 需要使用同轴电缆、多用复用 的所有部件都已经集成在网 器、视频或慢速拍摄录像机、专 系统要求络摄像机中，可以方便地将 用音频线路、专用 PTZ 控制线路， 网络摄像机连接到网络，并 以及本地放置的 CRT(阴极射线 能够从网络中的任一 PC(处 管)监控器等众多复杂设备。 于任一地点)查看、录制和管 理。 安装 只需方便地将网络摄像机连 将同轴电缆连接到每一台摄像 接到最近的网络，并分配一 机，并连接到多路复用器。 个 IP 地址。一条标准的 UTP 网线可同时 一根电缆一次只能为一台摄像 传输线 从几百个网络传输图像。 机传输视频信号，如果您有两台摄像机，就必须使用两根电缆， 这往往意味着您需要把那些塞 满厚重而危险的电缆的中继设 备连接到位于本地的控制室当 中。6您可轻松地将更多的网络摄 扩展工作非常困难，每个模拟摄可 扩 展像机添加到系统当中。 性像机都需要有专用的电缆，当使 用长电缆时会影响到图像质量。用于高质量的网络电缆的花 同轴电缆非常昂贵，常用的 RG59费通常比标准的同轴电缆要 75 欧姆的标准同轴电缆要比高少 30%到 40%。质量网线贵 30%到 40%。成本 一根网络电缆能够同时支持 每个模拟摄像机都需要一根电 上百台网络摄像机和其它设 缆，如果您有很多台摄像机，您备。就必须购买很多的电缆，并专门基于 IP 的网络基础设施往往为这些电缆的安装和部署花钱。处于适当的位置，也就意味 人力和维护成本较高，此外系统着您用于构建系统的成本可 建设成本还将包含模拟摄像机、以降低到仅仅包括网络摄像 录像机和录像带的费用。机的成本。1.3 现有的视频监控系统存在诸多不足1) 早期的视频监控规划薄弱 现在的众多城市还在沿用早期规划的视频监控系统。然而，随着道路交通压力的持续增加，早期对城市视频系统规划的弊端在不断显 现出来。这些弊端在制约着视频监控系统在智能交通领域的发展，无7法满足交通管理部门对道路交通管理日益增长的需求。 1. 监控点分布少、覆盖区域少。这是由早期城市的交通环境所造成的。视频的监控点主要布设在 要害单位、繁华区域等地区的周围路段。在早期规划之时，城市的汽 车保有量处于一个较低的水平。然而现在，随着人民生活水平的不断 提高，机动车数量也在增加，交通事故的发生率也与之提高。因此， 监控点不足的问题逐渐显现。并且，随着城市的发展，道路的修缮也在持续的进行。已有监控 点布设数量以及位置将难以实现预期的效果。使得交通管理者无法全 面掌握各个路段的交通状况。这对城市的交通管理提出了难题。 2. 管理相对分散，区域之间的信息汇总、资源交换较少。由于监控点布设的数量较少，覆盖范围稀疏，导致了监控中心对 各个路段的管理不集中。进而造成了各个监控点之间缺少信息的互通， 在道路之间的监控出现空白，监控信息无法衔接。在用于交通的监控视频与平安城市中用于安防的监控视频缺少 有机的整合。当某个复杂路段发生突发性的交通事件时，对现场交通 状况的监控会由于监控设点数量和位置的限制，难以准确的对交通事 件作出准确分析。如果能良好的整合周围的其他监控摄像头实现联动， 将有助于对现场交通状况远程作出分析，及时采取最佳的解决方案。 3. 技术落后，无法满足持续增加的需求。视频监控系统可分为模拟系统和数字系统。传统的模拟系统是视 频监控应用最早的系统，技术已经非常成熟，系统稳定可靠。目前，8众多城市的视频监控系统还在以模拟摄像机为主。所谓模拟监控系统 是以模拟摄像机、视频矩阵、画面分割器、录像机为核心，辅以其他 传感器的模拟系统。然而，模拟系统具有不可避免的局限性。该系统 的缺点是要单独建设模拟光纤，网络资源的利用率低，在一路同轴电 缆上通常只能传送一路视频信号；系统对网络拓扑结构的依赖性很强， 扩展性较差。因此，随着城市交通对监控点布设需求的增加，对原有 网络拓扑结构的改变和扩展将会对视频监控系统产生巨大的冲击；模 拟信号传输距离短，如需延长传输距离，容易导致图像质量下降；在 使用中，模拟监控在进行长时段录像时不利于检索，长期使用查询取 证时十分繁琐。随着数字系统的不断发展，应用领域逐渐扩大，成本渐渐降低， 其优点也在逐步显现出来。全新的第三代数字式监控系统将可以有效 弥补传统模拟系统的不足。从前端的监控点全覆盖布设，到中间的高 速信息传输，再到后端的智能监控管理，带来更加精准、全面的视频 信息获取和卓越的交通管理模式。 4. 产品和设置种类繁多，难以有效进行整合。2007 年 8 月 15 日公安部发布了“关于规范使用道路交通技术监 控设备的通知”，提出“规范设备设置、严格资料审核、规范信息告 知、加强设备维护、完善工作规范、强化监督检查”六项举措，一定 程度上规范了监控设备的设置。但是由于监控设备的设置存在很大差 异，不同设备间难以有效进行整合。并且，在后期系统维护上存在较 多难题。92) 监控点的布设缺少系统化和合理化的解决措施 当前的监控点布设没有统一的标准，在很多路段存在着监控资源重复或空白的现象出现。在一些交叉路口处，经常出现布设了多个摄 像头的状况。这是摄像头布设不合理的表现。大量的摄像头布设，不 仅对视频监控造成巨大的负担，而且还对后期的维护管理增加了难度。针对不同道路，监控点的布设数量以及位置选择均不相同。因此， 应依据不同路段的特性，按照最恰当的方式进行监控点的布设。使得 该地区的交通环境可以被进行全面监控，各个监控点的布设可以更加 系统化。 3) 视频清晰度制约了执法的准确性标清视频监控在较为复杂的交通环境中往往存在着在需要时，无 法清晰捕捉人脸或者车牌。甚至在某些重要事件中，摄像机出现了画 面不清晰，人眼无法清楚的看到现场状态的情况产生。高清摄像机白天拍摄的照片高清摄像机夜晚拍摄的照片10普通摄像机拍摄的照片如何传输保证质量的视频图像，成为了视频监控系统面临的重要 问题。传统的模拟监控摄像机由于受 NTSC/PAL 制的限制，最多只能 提供 4CIF（约 40 万像素）的分辨率，往往难以保证足够的图像细节， 有限的甚至缺乏的视频分析能力也很难为监控人员提供足够的图像 细节，而若要保证视频图像细节的清晰度，则摄像机的监控范围又会 受到限制，这往往就意味着需要增加更多摄像机才能保证监控的有效 覆盖范围。高清摄像机与模拟摄像机最大的差别在于画质上的飞跃，传统模 拟摄像机原本分辨率就不高，加之要受到反复的 A/D 转换、电磁传输 干扰、隔行扫描、D1 画面的合成反交错等视频损伤，实际到达人眼 前时效果已经大打折扣，所以无论是 D1 还是 4CIF 等只不过是理论数 值，在实际应用中清晰度则完全达不到理论数值水平。而数字摄像机 采用的是数字信号传输，它将光信号转化为数字信号，然后由 DSP 进行图像压缩与处理，最后通过网络将数字压缩视频输出数字摄像机 在抗电磁干扰性、逐行扫描、画面分辨率方面都拥有传统模拟摄像机 不能比拟的优势。11其次，传统模式彩色摄像机采集垂直分辨率，PAL 制式下 625 线， 去消隐后 575 线，最高达到 540 线左右已经是目前的极限，而数字高 清摄像机最低可达 800 线以上。并且从分辨率上来看，传统模拟摄像 机最高分辨率最高可以达到 D1 或者 4CIF 左右，约合 40 万像素，而 数字摄像机则没有此项限制可以达到百万级像素甚至千万级像素，两 者之间在像素和清晰度方面的表现则根本不可同日而语。第三，数字百万高清摄像机采用的图像扫描模式为逐行扫描，每 一帧图像均由电子束按顺序地一行接着一行的连续扫描而成，而统模 拟摄像机的扫描模式则采用隔行扫描，隔行扫描的行扫描频率为逐行 扫描时的一半。隔行扫描由于其工作原理所以在应用中拥有诸多缺点， 例如产生行间闪烁效应、出现并行现象或出现垂直边沿锯齿化现象等 不良效应等，并导致整体运动画面清晰度降低。 4) 庞大的视频资源缺少有效使用目前，视频监控系统的应用存在一个普遍的问题：只能做到事后 取证却不能进行事前防范。大量的视频信息从前端拍摄传输回来需要 监控人员用眼睛去看。这不仅浪费了时间，而且还需要大量的人力物 力投入其中。现在绝大多数的道路监控摄像头都没有智能分析的功能。 而且监控人员也不可能长时间不间断的盯着监视器，因此许多事故或 犯罪案件都是在事情发生之后再调取监控录像取证，回放查找摄像机 拍摄记录的图像就会导致事件处理滞后。而且，随着前端视频的不断 增加，盲目的增加监控人员将会无形中提高监控成本，对视频监控的 发展形成了制约。12利用视频智能分析将会很好的解决这一问题。把前端所拍摄的视 频通过系统自动发现问题。并且，通过架设人脸识别，系统将可以采 用生物识别技术对参与交通的人员进行身份审查，为违法人员的捕捉 提供了有力的保障。 5) 视频传输方式单一现在的传输主要的方式是通过光纤进行监控视频的传输，虽然铺 设光纤传输系统效果最好，然而，在一些环境较为复杂的地区（譬如 老城区、保护区等不允许挖沟、架线，或部分地点距离很远），光纤 的布设会受到限制。在这种情况下，这些地区将难以布设监控点，造 成监控盲区。对于这种情况，采用宽带无线传输网络就成为一个最佳选择。无 线传输的优点有：不受地域限制：无线传输由于采用无线介质，因此可以轻易跨越 特殊障碍物，不会对市政建设、文物古迹等造成影响。架设灵活：于没有有线线缆的限制，可以随心所欲地增加或重新 配置用户端设备，也可以将设备快速拆移到需要的地方重新使用。快速实施：线网络无需布线，安装和拆装都十分简单方便，大大 节约了设备安装的时间和成本。同时，可以用于临时场所等的监控。移动性：线网络允许在任何时间、任何地点访问网络，而不需指 定地点，甚至在移动中也能接入网络，用户还可以在网络间无缝漫游。低使用成本：使用无线网络，可以避免安装线缆的高成本费用和 租用线路的月租费用以及设备需要经常移动、增加和改变等相关的费13用。 高吞吐量：一般无线系统具有高达 54Mbps 的无线数据传输速率，远高于 T1、E1 线路速率和 10BaseT 的有线网络速率。 6) 市民的隐私保护受到质疑随着监控点的不断增加，前端摄像头的密度也在持续增大。在某 些重要路段，已经实现了全程视频监控，道路上的一举一动都会被摄 像头所记录。由此带来的信息保护也在逐渐被人们所关注。市民会担 心信息会产生泄露。因此，在视频监控系统的设计之初就需要对整个系统的安全性进 行严格关注。整个系统使用光纤专网，确保了系统本身安全可靠，并 且视频信息共享实行分层分级授权，对信息的保密更加严格。系统将 会 100%的保证摄像机拍摄到的内容能够无损伤的传输到监控中心， 确保视频信息的保密性和可靠性。14二、设计理念、原则和依据2.1 设计理念 1) 着眼于世界前沿道路交通管理理念与技术，全面应用最新的、成 熟的高清、高质量的视频监控技术与产品，全面应用高清视频监控系 统。高清视频监控系统不仅提供更大的覆盖范围，而且能够提供清晰 的画面细节，能在取证和追查时提供足够多的线索。 2) 优先利用原有视频资源，避免重复建设。综合考虑城市道路现场 实际的交通环境, 优先考虑已有的视频图像监控资源，全面整合多业 务多平台的视频监控系统，提高管理效率，实现已有视频资源的充分 利用。 3) 为城市内的道路安全防范和服务监督提供整体的、集中化的、高 效率的、满足现代投标多样化需求的强有力保障。 4) 将应用高科技手段和产品建立的现代化的视频监控系统，科学有 机地应用到中心内部的管理工作中来，为加强中心人员管理、服务管 理，提高中心服务形象，增强城市道路交通安全和畅通。 2.2 设计原则在进行视频监控系统设计中，系统必须具有可靠的管理功能和符 合国情的经济实用性，力求做到系统结构配置先进实用、更经济。 稳定性与安全性 系统的可靠性和安全性是远程监控系统成功实施的首要前提。设 计方案要充分考虑涉及的业务对监控设备的不同使用要求，对设备的15选型上要考虑选用可靠、成熟的技术和产品，以期构筑一个稳定、可 靠、安全的远程集中监控与管理系统。 合理性与易操作性 远程集中监控与管理系统各子系统（如音视频监控录像系统、远 程控制、远程网络传输系统等）在实际使用中应可以相对独立，要考 虑各子系统之间的接口具有标准、通用的特性，以保证各子系统间的 可以完整集成和无缝连接，即实现有机合理、维护简洁又相互联动的 系统。在操作上则要求采用中文界面，易学易懂，操作简单。 先进性与实用性 视频监控系统性能稳定，智能视频分析技术使得整个系统能在相 当长的时间内保持国内外先进水准。既能够满足现阶段对实时监控的 录像记录需求，提供清晰准确的图像证据及实时的远程图像的传输等 功能，也要考虑将来新技术的发展。 完备性与扩展性 在设备上则既考虑高清网络监控的实用性和可用性，又兼顾未来 技术的发展、升级和扩容。不但能和现有系统融为一体，共同运转， 同时能保持一定的前瞻性。随着 IT 技术的发展，系统能和将来的新 技术相融合。 标准性与模块化 系统采取模块化设计，具有相当的灵活性。当用户需求有所改变 时，只需更换相应模块即可解决，达到方便管理、使用和维护的目的。 经济性与灵活性16在满足应用要求的基础上，尽可能地利用原有系统设备，尽可能 地降低造价。在系统布线方面要求能满足各种应用的要求，尽可能保 持系统的灵活性。2.3 设计依据 GA/T75-1994安全防范工程程序与要求 GB50348-2004安全防范工程设计规范 GA/T74-2000安全防范系统通用图形符号 GB50198-1994民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB/T367-2001视频安防系统技术要求 GBJ115-87工业电视系统工程设计 GB50057建筑物防雷设计规范 GB50343建筑物电子信息系统防雷技术规范 GA/T70-1994安全防范工程费用概预算编制办法 YD14050-93系统接地的形式及安全技术要求 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范 GB9361-1998计算站场安全要求 GA 6482006交通技术监控信息数据规范 GA/T 445-2003公安交通指挥系统建设技术规范 GA/T 5142004交通电视监视系统工程验收规范17三、总体技术方案3.1 视频监控系统设计方案视频监控系统的视频源不仅要采集为监控道路交通状况而架设 的摄像机，而且还将采集道路上其他系统的前端所采集到的视频信息 （如电子警察、卡口等）。在必要时，还将与其他领域的监控系统进 行系统对接，保证后方的监控指挥中心可以及时把握到现场全面的交 通状况。在本方案中，视频监控系统划分为 3 个部分，前端监控、传 输网络和监控指挥中心。前端监控将会充分整合已有的视频资源，在 需要地区进行监控点的建设。传输网络是保证视频可以被后方监控指 挥中心接收到的重要环节，