高速公路监控联网系统设计方案

高速公路监控联网系统设计方案

目录

第一章概述........................................错误!未定义书签。

第二章项目需求....................................................5

第三章设计依据及原则..............................................6

3.1设计依据.......................................................7

3.2系统设计原则...................................................8

321先进实用......................................................8

322可靠稳定......................................................9

323升级维护.....................................................10

3.2.4符合规范要求.................................................10

第四章系统具体设计................................................9

4.1收费站监控子系统设计..........................................12

4.1.1收费站广场监控设计..........................................12

4.1.2收费亭监控设计..............................................12

4.1.3车辆特写监控设计............................................12

4.2服务区监控系统设计............................................12

4.3道路监控系统设计..............................................13

4.3.1道路交通流量、事故、异常行车状况、洒落物体监控..............13

4.3.2车辆测速、车牌识别、流量统计系统（卡口子系统）.............14

4.4线路传输系统设计..............................................16

4.5收费站分控中心设计............................................20

4.6交管部门管理中心设计..........................................20

4.6.1管理中心服务器设计..........................................21

4.6.2W5数据转发设计............................................23

4.6.3中心大屏显示设计............................................24

4.6.4监控点实时预览回放功能设计..................................28

465心跳检测系统削............................................31

第五章系统防雷设计...............................................29

5.1工程概述......................................................32

5.2雷击防护措施.................................................33

521直击雷防护...................................................33

5.2.2户外摄像枪接地及地网........................................34

5.2.3地网施工附：..............................................35

5.3感应雷防护...................................................36

5.3.1设备前端的感应电防护........................................36

5.3.2传输线路的防护..............................................36

5.3.3传输线路的布线..............................................37

5.3.4监控室设备防雷...............................................37

5.4屏蔽措施......................................................40

5.5等电位连接与共用接地..........................................41

第六章系统硬件设计...............................................37

6.1摄像机........................................................42

6.2光端机........................................................51

6.3硬盘录像机...................................................59

6.4数字矩阵......................................................64

6.5监视器........................................................70

6.6服务器主机...................................................71

第七章系统特点...................................................59

第八章项目施工削...............................................61

8.1主要施工工序.................................................82

8.2管施工........................................................82

8.2.1穿线管施工..................................................82

8.2.2、线缆敷设实施..............................................82

8.3闭路电视监控系统施工方案......................................85

第九章培训计划...................................................69

9.1培训对象......................................................91

9.2培训目标......................................................91

9.3培训方式及内容................................................92

9.3.1授课培训....................................................92

9.3.2现场培训....................................................93

9.4免费培训的承诺................................................93

9.5培训计划......................................................94

9.6培训步骤......................................................94

9.7培训教材及培训课程............................................99

第十章售后服务...................................................77

10.1专业售后服务机构和人员.....................................101

10.2移交完整的工程技术资料.....................................102

10.3售后服务措施...............................................104

10.4售后服务承诺...............................................105

第十一章结束语...................................................81

第一章概述

随着城市建设的不断发展，高速公路的建设也日益四通八达，在给我们带来

出行方便的同时，高速公路的管理也显得尤为重要，其中视频监控在高速公

路管

理中起着至关重要的作用。

高速公路是视频监控应用非常广泛的一个行业，由于高速公路的距离远，收

费站点长，实现整个沿线的联网管理显得非常重要，其中应用到了多种传输和管

理方式，尤以光纤传输应用最为广泛，同时依据当地网络环境，分站点的信息汇

总后需要向异地的总控中心进行传输，从早期的收费站点监控发展到现在，视频

监控在交通行业尤其是高速公路发挥着至关重要的作用。

高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统

主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收费车道通过的车辆

类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记

录，实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等

高速公路重点路段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、

违章车辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅。

第二章项目需求

目前高速公路项目中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层：

1）各收费站

收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收

费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事

件进行观察和记录，实施有效的监督。

2）各服务区

各服务区对本地视频信号进行监控，视频信号全部引入到监控系统中。加强

服务区内车辆、货物、行人安全。

3）道路监控

道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段

进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，及时给

予引导，保证高速公路的安全通畅。

4）监控分中心

一条高速公路通常设置1个路段监控分中心，对某一路段进行监控和管理。

各收费站图像根据路段监控分中心要求选择几路上传，路段监控分中心对路段中

各收费站上传的图像进行统一监控和管理。

5）交通部门管理中心

各地区的高速公路管理局需要对所辖区域内的高速公路进行统一监控、管理

和调度。各片区监控中心将各站点的视频信号有选择性的上传到市级交通管理中

心，由市级交通管理中心统一监控和管理。

目前某些高速公路项目中取消了站级监控，各收费站将前端的视频信号采集

后不在本地进行监控，而是全部上传至路段监控分中心，或输入矩阵后由矩阵输

出部分信号上传至路段中心。道路监控信号一般都直接接入监控分中心。交管中

心、监控中心、监控分中心之间采用联网分级控制，一般市级交通中心的优先级

最高。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。

第三章设计依据及原则

3.1设计依据

《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2004

《民用建筑电气设计规范》GB5019*8-94

《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87

《电视监控工程程序与要求》GA/T75-94

《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-2001

《入侵探测器通用技术条件》GB104081-89

《民用闭路电视监控系统工程技术规范》GB50198-94

《中华人民共和国公安部行业标准》GA27-92

《通用性应用电视设备可靠性试验方法》GB2322-90

《电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用》GB4798-90

《电工电子产品基本环境试用规程》GB2423.10-89

《静电放电抗扰度试验》GB/T7626.2

《射频电磁场抗扰度试验》GB/T17626.3

《电子工程电缆设计规范》GB50217-94

《保护接地和防雷接地标准》IEC264-4-41

《视音频编码标准》ITUH.264

《电子系统实时数据通信应用层协议》DL476-92

《10BASE-T以太网接口标准》IEEE802.3

《100BASE-TX》IEEE802.3U

《PCM基群信令接口设备技术要求和测试方法》YD610-93

《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》GB/T17626.4

《浪涌（冲击）抗扰度试验》GB/T17626.5

《工控磁场的抗扰度试验》GB/T17626.8

《保护接地和防雷接地标准》IEC364-4-41

《远动设备及系统-术语》GB/T14429-93

《工业控制测量和控制装置的电磁兼容性》GB/T13926.n-29

《脉冲编码调制通信系网络数字接口参数标准》CCITTG703

《MPEG4视音频编解码标准》ISO/IEC14496-2

3.2系统设计原则

系统方案应遵循以下几个原则：先进实用、可靠稳定、易升级维护、符合规

范要求。

3.2.1先进实用

在系统设计过程中应始终贯彻先进实用的原则。所谓先进是指要求采用的产

品和系统应是当代先进计算机技术的应用成果。具体体现为：

智能化一系统中采用的产品和系统必须具有智能特征，即：自主编程、记忆

功能、防撬防剪；前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、

报警功能；前端设备还要具有独立工作的能力，内置的CPU能独立的处理所有

的工作过程。

多媒体化一系统中采用的产品和系统还必须应用计算机多媒体技术，具有良

好的人机界面，使用GUI等手段，使系统管理人员能方便地学习和操作系统完

成集装箱残损检验值班任务。

网络化—在计算机网络技术高度发展和广为应用的今天，系统的设计中所采

用的产品和软件系统，必须是应用了计算机网络技术的产品。而不是采用非网络

技术的产品，因为它们在新的世纪中将很快被新技术淘汰。

所谓实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考验，能满足目前系统

的需要而无华而不实之嫌。具体体现为：

成功的应用性一系统设计时采用的产品和系统，必须是经过一定时间的市场

考验成熟的产品，特别是在中国应有成功的应用案例。

合理的配置性一系统设计时，应对需要实现的功能进行合理的配置，并且这

种配置是可以不被改变的。甚至在工程完成后，这种配置的改变也是可能的和方

便的。

良好的操作性一系统的前端产品和系统软件均有良好的学习性和操作性。特

别是操作性，应使一般文化水平的管理人员，在粗通电脑操作的情况下通过培训

能掌握系统的操作要领，达到完成值班任务的操作水平。

3.2.2可靠稳定

设计系统时的第二个必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。这个原则

要兼顾到三个方面：

系统运行可靠一系统的运行要求可靠。要求从计算机到系统、到前端设备的

所有设备和通讯联线、接地等都要仔细考虑设计，保证系统的可靠运行。

设备性能可靠一要保证系统运行可靠，还需要在设备选型时就重视可靠性问

题，保证所选用的设备具有相当的可靠性。

保存和恢复设置方便—在实际运行中，即使系统的故障率非常低，也会因为

各种意想不到的原因而出现问题。所以，在系统设计时，要考虑到设置数据的方

便保存和快速恢复。

3.2.3升级维护

系统设计第三个必须遵守的原则是系统的可升级和可维护性。因为，即使是

最先进的系统，也有随时间的推移而落后的可能。因此，在系统设计中，必须充

分考虑系统的升级和维护问题，主要体现在以下几方面：

智能化升级一系统的软件是最有可能升级的，选用的系统管理软件必须有厂

家的免费升级承诺。升级的操作应只由系统管理员即可完成，不需要繁复的操作

和专门的技术。

模块化结构一为方便硬件的维护和升级，设计时采用的设备应为模块化产

品。由其组成的系统应是模块化结构。这样，便于系统的维护和升级。

在线式维护一由于监控系统的特性，使得系统的工作不能停顿。因为一旦系

统工作停顿，便会产生安全漏洞。不能说有一段时间漏洞就一定会出现问题，但

也不能保证不出问题。所以，系统的维护必须是在线式的，即在系统不停止工作

的情况下，可以更换单元的备件。

3.2.4符合规范要求

系统设计时必须严格遵循国家、部委和地方的有关规范标准。

第四章系统具体设计

近年来我国高速公路通车里程不断刷新，随着高速公路通车里程的迅速增

加,如何控制交通事故的蔓延和提高高速公路作为经济大动脉的效率以及提高高

速公路管理部门的服务质量和管理水平，都已经摆在高速公路运营部门以及路政

部门的议事日程上来。

传统的高速公路机电系统中的监控系统,其设计主要对高速公路一些关键点

位进行可控路况监控，但监控范围十分有限，尤其是对于设立在高速公路沿线的

快球等监控设备在夜间基本上处于"瘫痪"状态，根本无法看清车辆全貌，即使

是采用远距离红外光源的高清摄像机具监控的范围也十分有限。而据一项来自相

关方面的统计：夜间交通事故的发生率远远高于白天，而其中由超速造成的事故

位居第一。另外对于一些撞损沿线设备及设施逃逸的车辆基本上无法进行判断和

定位，也给高速公路运营部门以及路政部门造成了很大经济损失。另外在对已有

的雌系统实施智能化改造，使其不只是人为参与的监控活动将智能分析引入系

统从而达到全天候对路面情况进行分析发现异常及时提示监控人员注意同时可

将特殊事件自动进行记录方便日后复查。

目前传统的高速公路监控系统已不能满足日益复杂的高速公路管理的要求,

这就需要引入新的科技手段对其进行不断完善，以达到高效管理的目的，从而提

升高速公路整体的品味和应急处理能力。根据高速公路对智能化系统需求的不断

升温，我南京晟爰数码科技有限公司针对市场变化进行专业的技术整合，开发出

了适应高速公路通信和监控环境下的一整套智能化全方位的解决方案，为高速公

路的智能化改造提供了强有力的软硬件保障。同时根据各系统的特点和用途将他

们融合成为一个智能化管理的综合应用平台系统，通过这个平台对各智能前端设

备捕获到的信息进行汇总、管理以及发布从而达到对已有监控系统不足的有益补

充，形成真正的管、控、防立体监控体系。

总体概括我们将系统划分为六大子系统进行设计：

1、收费站监控子系统

2、服务区监控子系统

3、道路监控子系统

4、线路传输子系统

5、监控分控中心子系统

6、交管部门管理中心子系统

4.1收费站监控子系统设计

4.1.1收费站广场监控设计

距离收费站前后50-80米的广场进出口各安装一台智能球型摄像机。主要

目的是为了对收费让全场情况进行监看，特别是对车流量的实时监控，可以帮助

收费站管理部门及时调用收费岗亭，以免发生堵车或其它意外事故。

4.1.2收费亭监控设计

在收费站的每个收费窗口安全一台彩色半球摄像机，主要监视收费亭内整个

收费过程，并在收费亭中安装一个高保真拾音器，对整个收费全程进行录音，可

以很好地避免收费纠纷的发生，保障收费车辆顺利通行。

4.1.3车辆特写监控设计

车辆抓拍是一套独立的收费抓拍系统，与我们通常所说的监控系统是分离

的。在收费站门口的岗亭5米处每条车道安装一台固定彩色摄像机，主要目的

是为了监视车辆有没有进入收费站监测及收费，并能够拍清车辆的车牌号。

4.2服务区监控系统设计

为实现对高速公路服务区的全方位监控,满足服务区安全防范要求，我们设

计在各服务区的进出口各安装一个红外摄像机，便于对进出服务区内的车辆进行

全天监控；在服务区广场安装一个室外中速球，对广场车辆及休息区环境进行监

看；服务区内餐厅、商店内各安装一个红外夜视摄像机，用于对来往客流进行实

时监看；在以上监控点的作用下，完全可以实现服务区的全方位监控，为进出服

务区内人们生命财产安全提供了保证。

我们设计以每一个服务区为一个监控单位，同时在各服务区监控室内安装一

台网络硬盘录像机，各服务区内监控点均直接接入到本地硬盘录像机内，同时采

用一台显示器直接接硬盘录像机VGA输出进行本地监控与操作，并在硬盘录像

机内安装硬盘进行录像资料保存。

4.3道路监控系统设计

4.3.1道路交通流量,事故、异常行车状况、洒落物体监控

传统监控中心的功能只能通过监视器实时、直观地再现很少部分道路和收费

站广场的实况，监控人员通过对监视器图像的监视，发现异常情况人工报警，提

出事件处理和实施救援的建议措施，完全属于事后决策。这种监控方式对突发性

较强的交通异常事件无法预测，很容易造成二次事故，如大规模的追尾等。

为了提高高速公路的服务水平，尽可能地避免大的生命财产损失，及时准确

地检测出交通异常事件，提高系统的响应速度，为突发事件处理和紧急救援赢得

宝贵的时间，平台系统引入了交通事件自动检测系统。在网络视频编码设备上内

置基于视频分析的事件处理算法，通过道路沿线的摄像机图像

进行分析，根据图像处理算法产生事件告警。该算法软件对图像对比度和色

彩颜口度的要求不高，可以适用于白天、夜晚、雨、雪、雾等天气，能对高速公

路上发生的各种交通事件进行检测，并且伴有声光告警信号提示监控值班员。智

能分析子系统基本上可划分为前端摄像机、传输链路、监控室控制/显示设备三

大部分。

监控摄像子系统：

在道路沿线配置摄像机，监测范围为高速公路上的车辆通行情况和路面状

况。

传输子系统：

传输系统将摄像机采集的模拟图像无压缩的回传到监控中心

监控中心子系统：

在监控中心配置显示和控制设备，可以方便的控制前端摄像机,并在显示设

备上切换显示需要调用的图像。

系统主要功能：

1.物体移动监测：监测用户定义区域内的移动目标。可显示场景中移动物

体的移动轨迹，对于移动速度异常的目标产生报警。

2.物体滞留监测：跟踪滞留在固定位置超过用户设定时间的车辆或其他目

标。用于监测被遗弃的物体、违规停车等。

3.突然出现监测：监测突然闯入用户定义区域的任何目标。适用于高速公

路重点位置的监测。

4.移动路径监测：监测从一个区域进入另一个区域的移动物体。用于监测

车辆违章转向、掉头或其他违规越境行为。

5.定向移动监测：监测行进方向错误的车辆或朝禁区边界移动的入侵者。

6.移动速度监测：监测场景中物体的移动速度。用于监测车辆超速等。

7.物体徘徊监测：监测场景中物体徘徊逗留的时间。用于监测敏感场所的

可疑行迹。

8.车辆统计：实时监测和统计视频图像中的车辆，应用于道路车流、停车

场等场所的车辆统计。

9.PTZ跟踪：在视野内出现目标后，可控制PTZ跟踪目标运动。

4.3.2车辆测速、车牌识别、流量统计系统（卡口子系统）

我公司设计的高速公路车辆智能检测记录系统由卡口车辆记录子系统、中心

管理子系统和网络通讯子系统三部分购成。各部分子系统功能描述如下：

卡口车辆记录子系统是公路车辆智能检测记录系统的核心部分，对经过道路

卡口的所有车辆进行抓拍，获得车辆图像，并自动实时地识别车牌字符，记录下

车辆经过的时间、车型、车牌号、方向等数据；

中心管理子系统主要实现对卡口设备进行远程管理、网络的监控、抓拍图像

和数据的处理、可疑黑名单车辆的布控，预收费车辆数据下载，以及违章车辆的

处罚等工作，并充分考虑与其它交通管理软件系统的接口兼容问题。中心系统设

立一个数据库服务器，安装数据库，让它收集各个数据服务器上的数据，用户可

以通过上网查询，全面统计各数据收集服务器的数据，掌握全部的卡口车辆信息。

网络通讯子系统主要实现卡口车辆记录部分和指挥中心管理部分的数据和

图像信息的传输。

系统工作原理如图所示。当车辆到来时，车辆的金属地盘会改变地感线圈的

振荡频率，车辆检测器根据振荡频率的变化判断是否有车过来。当车辆检测器检

测到车辆到来后，输入一个开关量信号给高清摄像机，高清摄像机立即进行抓拍

操作并自动启动高速频闪灯进行补光，拍下一张车辆的照片。当形成图像数据后

通过传输线将照片数据传输到控制主机的内存中，主机的软件系统进行图像的处

理和识别，识别出车辆的牌照信息，并把图像和车辆信息保存在主机硬盘中。当

主槌口中心服务器网络联通时,可实时将车辆信息和车辆图像通过网络上传到中

心服务器上进行存储，并完成其它管理上的工作。

地感线圈

HZZH

车辆检测器

4.4线路传输系统设计

由于高速公路沿线的监控距离远，环境相对恶劣，对信号传输的抗干扰性、

远距离传输上要求非常高，使用光纤作为传输介质，视频光端机作为传输设备就

成为了最佳选择，它以其传输距离远、传输质量好，实施非压缩性发挥着巨大作

用。高速公路的信号传输有如下方面的要求：

1.适应远距离，不受恶劣环境影响。

2.话音通信等多业务的传输要求。高速公路各管理机构，从管理总中心、

中心、分中心到收费站的业务电话通信和一些网络信息的实时互传需求。

3.多级联网传输。高速公路监控一般分为收费站、监控分中心、监控中心

三级，对于各地收费道、收费亭、道路监控等点汇集到某一中心时，还需要向下

一级进行传输。

4.稳定性。针对高速道路系统环境复杂的实际情况，防雷与保证监控点视

频的稳定传输是应当特别强调的。

省交通厅监控中心

电X

祝瞥

主

密

媒

墙理

控

交

体

分A

阻

青

客

通

服

控

务

交

户

厅

务

客

器

通

耀

名

户

厅

数字矩阵端

模拟他盒

市公路局监控中心

监控专网

WEB客户蜷

监控专网

WE8客户送

，光播机

/光罐机

路况监控

从上图可以看出，高速公路监控是将收费亭、车道、广场、沿线等监控统一

上传到监控中心，监控中心再向上级分中心进行传输，最终还可能全部汇集到高

速公路管理中心，实现三级联网传输。从这种架构形式看，光端机在第一级监控

中是最重要的传输手段，也是关系到多级联网传输效果最重要的一环，它的性能

好坏，长时间运行的稳定性，能否适应多种传输模式等都在高速公路监控中起着

至关重要的作用。向监控分中心传输和向总控中心汇总一般使用网络传输实现,

利用电信或网通所能提供的El/2M信道，采用数字视频编解码器实现音视频及

控制信号的传输,在监控总中心通过视频服务器实现视频网上浏览和控制以及集

中管理。

上述所提到的这些需求对光端机本身性能指标要求很高，基于此，天地

伟业公司推出了高速公路专用光端机，它有如下一些优势：

1.视频传输质量很高。信噪比达到67dB，同时采用全数字的处理方式,

通道之间互不干扰，保证最优传输效果。高速公路的光纤线路往往是交错复杂的，

高速公路的监控也是所有监控中应用较早的，很多场合涉及到改造，升级，很多

地方的光纤也都是老的多模，在光端机内部集成了单多模自适应电路，可以自适

应老的多模光缆传输。

2.20dB的超级动态范围，传输距离可达40KM,满足高速公路远程传

输的需求。动态范围将直接决定着光端机的传输距离，而能适应更远传输距离的

设备传输效果也会更好，根据工程中的实际经验讲，每公里的传输衰减在0.5dB

以内属于正常范围,所以保证20dB就可以保证传输40KM。相对于市场上大部

分产品12dB-15dB的动态范围讲传输效果更好。

3.多业务接口，在传输视频和数据接口的同时，可接入语音、以太网等

信号，保证某些特殊情况的信号传输需要。

4.保护电路非常齐全。由于高速公路的环境往往较为复杂，它往往延伸

在城市边缘的空旷地带，防雷等保护非常重要，这也直接影响着光端机能否长时

间稳定运行。

在构建光端机传输数据的同时还要考虑系统如何与市、省交通厅监控中心建

立专用链接通路，是必须考虑的问题。

在考虑数据传输过程中安全性的同时还要考虑该平台的性能，保证实时音视

频数据的传输效果。建议可以考虑以下两种公共网络数据安全传输方案：适用于

在Internet上传输数据的VPN网络、适用于公共的宽带IP城域网上传输数据

的MPLS-VPN网络

一、VPN网络

VPN虚拟专用网指的是依靠网络服务提供商如电信、网通等在网络运营商

公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。在虚拟专用网中，任意两个节点之

间的链接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是利用某种公众网的资源

动态组成的。IETF草案理解基于IP的VPN为："使用IP机制仿真出一个私有

的广域网"是通过私有的隧道技术在公共数据网络上仿真一条点到点的专线技

术。所谓虚拟，是指用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是使用Internet

公共数据网络的长途数据线路。

优点：由于VPN是在Internet上临时建立的安全专用虚拟网络，用户就节

省了租用专线的费用，在运行的资金支出上，除了购买VPN设备，用户所付出

的仅仅是想用户Internet服务提供商支付一定的上网费用,节省了高昂的长途

专线费。采用二层或者三层隧道和密钥技术，充分保证了Internet上传输数据

的安全性。

缺点：由于构建隧道、加密的过程中需要大量的计算，这是非常耗费网络设

备的资源的，因此VPN集中器的性能主要集中在维护VPN的安全性上。在大

规模的使用时，面对大量的实时音视频数据难免性能出现下降，可能无法达到教

育部的要求。经济型带来了性能的不足。

二、MPLS-VPN网络

MPLS全称为多协议标记交换技术，MPLS-VPN则是基于MPLS技术构建

的虚拟专用网，主要是指在公共IP网络上构建企业IP专网，实现数据、语音、

图像多业务宽带连接。同时结合差别服务、流量工程等相关技术，为专网用户提

供高质量的服务。MPLS-VPN能够在提供原有的VPN网络所有功能的同时，提

供强有力的QoS能力，保证专网用户的性能要求，具有可靠性高、安全性高、

扩展能力强、管理能力强大等特点。

为了达到更加稳定可靠的传输效果，因此我们建议通过网络服务商（电信、

网通等）建立MPLS-VPN专网，可将高速公路各路段的视频图像传输给市、省

交通厅中心机房。

4.5收费站分控中心设计

收费站分控中心是高速公路系统中前端设备的一个小型汇聚中心。摄像机的

视频信号包括收费站广场、收费亭、以及道口车辆特写图像通过光端机传输到中

心后通过视频分配器将视频分给硬盘录像机、模拟矩阵、抓拍主机。硬盘录像机

将视频图像进行录像备份，根据用户需要录像保存时间安装相应空间的硬盘。模

拟矩阵则将视频实时显示在电视墙上更直观清晰。通过模拟矩阵设置轮训切换功

能来观察系统中的图像。为了让模拟矩阵和硬盘录像机都能对前端的球机进行控

制，系统必须安装码转换器才能实现。抓拍主机则需要接入道口车辆特写图像。

通过抓拍主机自身的识别功能将车牌号码等信息上传给中心数据库。实现省厅对

车辆的查询以及统计数据提供信息。

由于高速公路路段多、区域广，这么多路段以及区域不可能由上级监管中心

来监看。所以每个区域的分控中心都承接着各自路段的监控图像。为了能做到第

一时间处理应急问题，避免延时，所以系统多采用模拟形式。考虑这点我们选用

的都是非压缩设备及模拟矩阵。

4.6交管部门管理中心设计

交管部门管理中心为整个系统的核心，这里承载着系统中所有视频信息，同

时管辖着前端所有硬盘录像机以及客户端。在总调度方面起到举足轻重的作用。

首先这里掌管着各个路段的视频图像。在这里设置视频转发服务器。为异地用户

连接系统提供统一的视频介入点。但是介入的用户多了难免会使系统杂乱无章。

所以必须对介入用户进行统一管理，分配不同的权限。因此需要建立一台管理服

务器主机。

在交管部门管理中心同样需要电视墙显示图像。因此我们公司自主开发了数

字矩阵。通过数字矩阵用一根网线连接就可介入前端成百上千的视频图像。大大

胜过于用模拟矩阵需要成百上千跟视频线的介入。下边详细介绍各服务器的功

台匕

目匕。

4.6.1管理中心服务器设计

我们充分考虑到系统服务区众多，监控点位分散，我们在系统管理平台中引

入了"系统管理服务"概念，通过本软件可以同时实现系统内设备与用户共同集

中管理与权限分发控制，其具体表现如下:

音理中心

日

而

B京

♦确定

扬

D州

芬

州

目

常

州

建

用户雉护

管理服务器相当于是整个系统的大脑中枢系统,它承载着系统中所有前端设

备、系统内部用户及各项操作日志的管理。随着系统的功能不断的升级、系统规

模不断扩展，使用用户量的大量增加，如不加控制和管理，系统的安全性、稳定

性将务必受到影响；管理主机是一个基于数据库建立的后台管理系统，它负责对

系统内的所有用户进行权限的分配、认证和管理，负责所有控制指令的转发和记

录（生成日志），具体功能如下：

1）区域管理：每个监控都有可能包括了多个监控区域，在每个区域中又可能

有多个下级区域，在每个区域中还会有多台DVR,这时"区域管理”功能就负

责了每个区域的添加、删除以及编辑上下级的罗列关系.同时也可以对每个区域

内的DVR进行编辑修改；另外在一个较大型的监控系统中可能会有多个流媒体

服务器进行视频转发，这时同样要用"区域管理"功能来对它们进行设置管理。

2）用户管理：它包括了系统所有工作模块中所有用户的管理，如：管理服务

器用户、报警管理报务器用户、监控中心用户、客户端用户及前端DVR/DVS

用户。并给每个用户分配权限；另外系统中的每个用户在进行每一项操作前都必

须在管理中心获得其相应的操作权限。

3）权限认证：用数据库来管理全网内的所有客户端，实现灵活、强大的权限

控制功能，统一的管理机制保障了整个系统的安全性，避免敏感图像和信息的泄

露和篡改。所有客户端在请求访问目的图像或进行对前端设备进行远程控制（如

云台、录像、回放、查询等）时，所有控制指令的请求都先发给管理服务器，经

管理服务器认证该客户端用户具备相应权限后，再将指令转发给前端设备

（DRV/DVS）,前端设备才向有权限的客户端发送指定图像或执行相应控制指

令.

4）权限优先管理：系统中用户根据其职能不同进行权限分级，不同级别用户

在进行同一操作时，系统将自动为更高级用户分配优先权。

5）前端设备远程参数配置：首先是获取前端DVR/DVS的配置参数，并可对

其进行修改；其次是对前端DVR/DVS进行远程控制，包括远程重启、远程关机、

远程升级、远程对DVR进行格式化、远程较时等。再次可对前端所有解码器进

行参数设定与修改.

6）日志管理：系统中共包括了操作日志、报警日志及系统运行日志。操作日

志记录了系统所有用户在系统中所有操作的记录才艮警日志记录了系统发生所有

报警的信息，包括报警区域、报警时间和报警事件等；而系统动行日志则有效记

录了系统在一段时间内的运行状况.如系统启动时间，系统产生配置时间和操作

员名称等。管理人员可根据需要对相关日志进行查寻并打印出来.

4.6.2视频数据转发设计

建成后的系统分控用户众多，当众多用户同时对同一图像进行调用时，系统

前端设备资源将无法满足系统需求，因此我们设计在监控中心安装一台系统流媒

体转发服务器，同时安装我们开发的流媒体软件进行系统图像多播分发，具体性

能如下：

流媒体服务器模块是一个视频转发模块，系统后端应用平台中所有图像调用

的请求在得到管理服务器权限认证后，管理服务器再向流媒体服务器发送图像调

用命令，流媒体收到管理服务器指令后向前端编码设备获取图像数据，最后才根

据用户需求将图像数据以多播的型式发送到用户手中;流媒体服务器模块具体功

能描述如下：

1）实现转发的功能：将前端视频图像以多播的方式在网内有权用户发送。

2）保护前端编码设备：在正常使用过程中，前端编码设备要同时进行多项处

理工作，如：图像编码压缩、录像存储、网络传输等，当用户进行前端图像获取

等要求时，前端编码设备每收到一个指令便立即进行一项相关处理，在一个大型

监控平台当中多人同时访问一台编码设备的情况时有发生，多用户访问便要进行

多用户响应及处理工作，由于前端编码设备理处芯片运算速度及功耗等资源有

限，根本无法满足多人同时访问的需求；而采用流媒体服务器后，所有用户请求

得到管理服务器权限认证后均由管理服务器向流媒体发送相关指令，然后通过流

媒体服务器向前端编码设备调取图像数据，并以多播方式向有权用户发送，也就

是说无论何时都只有流媒体服务器向前端编码设备发送请求，从而大大减轻了前

端编码设备的压力，既保护了前端编码设备，又满了用户需求。

3）解决网络资源不足：每当一个用户进和进一路图像获取时便占用系统网络

一路带宽，而多有同时访中多路图像时便要占用系统多路带宽，而一些系统中网

络资源往往是非常有限的，有的甚至只有1-2M,在这种条件下根本满足不了系

统监控的需求，而采用流媒体服务器后，系统相当于只有单用户在与前端设备进

行通讯，也就只占用单用户访问带宽，这样既达到了系统监控的需求，又节省了

资源.

4）解决跨网段问题：在有些情况下，客户端用户与前端编码设备之间的网络

并不是可以直接连通的，也就无法直接从前端编码设备中获取图像数据，而通过

流媒体服务器后侧可以轻松解决这一难题.

4.6.3中心大屏显示设计

视频输出视频输出

主控数字矩阵辅控数字矩阵

模拟键盘

交换机

嵌入式硬盘录像机工控式硬盘录像机视频服务器

数字矩阵管理控制系统

叁年拒底在第

D■VRTIH

南京MM

由BH

中南京金库□中南京数字矩阵i

由

cflDVR_PCa输出通道।

》输出通道2

G＞轮出通道3

&■输出遇道4

0箱出通道5

O给出通道6

懒输出通道7

»喻出逋道8

□0南京数字炬也

懒输出通迤】

G＞给出通道2

8痂出通道3

》谿出通道4

◎输出通道S

◎输出通道6

输出通道7

部给出通迤8

矩隆操作

模拟键盘

清空该输惧

舞像机设置相拉键盘

潘空该分期

迫降控制-

清空所有分坦

|上二||停止上墙］

更麻矩阵设置

条件设置轮巡停止轮巡

最多的分组数|6_______I组

一班讹|限出

轮巡时间间隔EI秒

俣存取洎

一、可连接上万路视音频分布式输入，可以满足一切大型监控项目，视频

线无需联到监控中心，一台数字矩阵主机便可实现对上万路视音频信号中的1-

32路任意组合分组切换，并同时把1-32路视频图像—对应显示到电视墙

二、通过LAN,DDN,ADSL,经IP切换技术，可同时把连接上百台、上千台

DVR、DVS、网络摄像机的视频图像任意在监控中心切换上墙。

三、远程控制云台转动，镜头变焦，灯光，雨刷。

四、RCISMCTMS2000矩阵系统可以按用户需求实现以下3种上墙方式:

A、可通过电脑键盘方式实现对图像的切换调看功能。

B、可通过鼠标托动方式实现对图像的切换调看功能。

C、可通过模拟键盘方式实现对图像的切换调看功能。

我公司自主研发的数字矩阵特色:

1、我们开发的数字矩阵主机，可以与我们开发的模拟键盘相连接，实现用

模拟

键盘控制数字矩阵上墙和图像切换的新模式。

2、实现了一台数字矩阵在它的显示器或等离子大屏上预览图像与上墙图像

完全

分离，这样做的好处是：大大增强了用户在使用上的灵活度和实用性。

3、当远程发生报警时，可在中心大屏上弹出报警图像和报警信息。

主要功能如下：

Windows运行环境，全中文菜单,人性化界面，方便用户操作

采用MPEG-4/H.264编解码算法

图像清晰度高，可独立调节，并能快速复制到所有各路

多路视频输入，显示、记录的速率均为每路25帧侬(PAL)

多路音频输入，与视频同步记录及回放

多画面预览，预览模式任意调节

实时监控图像抓拍

支持多种型号的高速球型摄像机、云台控制解码器协议

杰出的网络传输功能，可接入局域网实时监控、查询、回放、远程控制、

远程接收报警并弹出平面图等

所有操作动作均记录在值班操作日志里，便于系统维护和检查工作

交接班、值班情况、值班操作过程全部由计算机直接进行管理，方便查询

硬件防死机功能，系统出故障时系统自动重新启动

循环切换功能，设置单路循环切换和多路循环切换功能

具有键盘控制功能。能够通过专用键盘可以控制视频切换，通过专用键盘

既可以控制本机也可以控制网络上任何一台DVR主机

支持多种网络传输方式，包括PSTN/ISDN/LAN/WAN/DDN/VPN等。

单数字矩阵主机目前最大只能限制到16路模拟音频、视频输出，当遇到有

32路以上模拟图像要输出到终端设备时，就要由N台数字矩阵主机来实现，为

了方便管理员管理，我们开发了数字矩阵管理服务器模块，通