城市道路智慧监控系统建设设计方案.doc
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1、城市道路智慧监控系统建设设计方案1.1 系统结构图:道路智慧监控系统系统结构图1.2 系统组成道路智慧监控系统由前端子系统、网络传输子系统和后端管理子系统组成。实现对监控点道路全断面的视频监视、图像传输、图像预览、录像存储、录像检索回放及管理,同时实现对机动车进行图片抓拍、识别、传输、处理、分析与集中管理。1.2.1 前端子系统负责完成道路断面的高清视频图像采集、编码、压缩及图像上传,同时负责完成对机动车的信息采集和分类。包括车辆特征照片、车牌号码与车牌颜色等。并完成图片信息识别、数据缓存以及压缩上传等功能,主要由智慧监控单元、光纤收发器组成。1.2.2 网络传输子系统负责系统组网,完成数据、
2、图片的传输与交换。一般通过租用运营商光纤链路组建专网(裸光纤或带宽租用),对于市区较密集的点位可通过EPON方式组网,对于偏远地区也可采用无线方式组网。1.2.3 后端管理子系统负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享,由中心管理平台和存储系统(嵌入式NVR)组成。中心管理平台由搭载平台软件模块的服务器组成,包括:管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器和数据库服务器等。1.3 施工安装图:外场设备安装布局图图:外场设备安装效果图1.4 存储设计1.4.1 存储总体架构设计图:存储系统总体架构本方案采用四级存储架构保障策略:前端缓存、日常录像/图片存储、重要监控点录
3、像/图片备份以及重要事件/案件录像存储,保证视频录像存储的安全性与可靠性。1)本设计采用的前端智慧监控单元/监控摄像机配置1张32G SDHC内存卡,当视频监控网络出现故障无法回传监控视频图像时,可实现3.5小时以上监控视频图像的缓存。2)各个派出所部署相应数量的NVR网络视频存储设备,对前端所有监控点的日常监控视频数据进行实时存储,存储周期设置为30天;对机动车的通行抓拍图片进行存储,存储周期设置为30天。3)在各县(市、区)公安局分别部署IP-SAN存储设备对所辖范围重点监控区域的监控视频(取所有监控点数量的10%)进行实时备份存储,存储周期设置为30天,由前智慧监控单元/监控摄像机直接出
4、两路流,一路给派出所NVR存储设备,一路给县级IPSAN存储设备。对智慧监控点前端捕获的机动车抓拍图片进行备份存储,存储周期设置为2年。4)市公安局部署IP-SAN存储设备对全网范围内的重要事件、案件调查取证的监控录像及管理图片和数据记录(50000起)进行集中存储和永久保存。市级案事件监控录像来源分为三类:一、市局公安干警实时视频巡逻过程中发现的可疑信息,该类案件相关视频直接从前端设备取流;二、对于派出所报案、三台合一报案等案件来源,需要事后查找相关视频录像,该类案件相关视频可从前端派出所NVR存储设备中查找相关视频;三、对于前端直接接入县(区)级的前端监控点,需要事后查找相关视频录像,该类
5、案件相关视频从县(区)级IPSAN存储设备中取流。1.4.2 派出所存储系统设计各个派出所监控中心用NVR网络存储录像机根据所需接入视频监控录像的数量,直接对前端监控系统传输回来的视频画面进行24小时实时存储录像,存储周期设置为30天;对机动车的通行抓拍图片进行存储,存储周期设置为30天。各派出所监控中心设置对应数量的NVR网络存储录像机,并分别通过千兆以太网线路接入到派出所节点主干交换机上。采用就近存储、快速存储、分散存储的策略,保证数据尽可能早的存储,有效规避网络异常等问题,把单点故障的风险降到最低。存储系统架构如下图所示:图:派出所存储架构示意图1.4.3 各区县存储系统设计在各县(区)
6、采用IPSAN存储,它使用iSCSI协议代替光纤通道(FC)协议来传输数据。IP-SAN可以将存储设备分成一个或多个卷,并导出给前端应用客户端,客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问,块级访问的特性决定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟,本方案采用的IPSAN存储采用独特算法和优化资源分配,保障高清监控存储系统能长时间运行在大并发量、大码流的工作环境下,在写性能、高并发度和高可靠度方面均达到工业级水平。各县(区)公安局分别部署IP-SAN存储设备应实现对所辖范围重点监控区域的监控视频(取所有监控点数量的10%)的备份存储,存储周期设置为30天;对直接接入县(区)公安局的监控
7、点日常监控录像进行实时存储,存储周期设置为30天,对监控点数量不超过10个的派出所,进行日常监控录像实时存储,存储周期设置为30天。通过设置对应数量的IP-SAN存储磁盘阵列设备,并分别通过千兆/万兆以太网线路接入到县(区)公安局节点主干交换机上。1) 重点区域视频监控图像备份存储(取所有监控点数量的10%):在前端重点区域的监控摄像机上做设置,摄像机直接出两路流,一路传给派出所NVR存储设备,另一路传给县(市、区)局监控中心IPSAN设备。2) 对需要直接接入县(市、区)公安局的高清视频监控点以及对于派出所监控点数量小于等于10个的,监控点录像直接接入县(市、市、区)公安局进行集中存储。3)
8、 对智慧监控点前端捕获的机动车抓拍图片进行备份存储,存储周期设置为2年。存储系统架构如下图所示:图:区县存储系统架构1.4.4 市局存储系统设计市公安局监控管理中心的存储系统,主要存储的视频录像是对全网范围内的重要事件、案件调查取证的监控视频录像进行集中存储和永久保存。通过在市公安局监控管理中心配置IP-SAN存储磁盘阵列设备,通过千兆/万兆以太网线路接入到市局节点主干交换机上。市级案事件监控录像来源分为三类:一、市局公安干警实时视频巡逻过程中发现的可疑信息,该类案件相关视频直接从前端设备取流;二、对于派出所报案、三台合一报案等案件来源,需要事后查找相关视频录像,该类案件相关视频可从前端派出所
9、NVR存储设备中查找相关视频;三、对于前端直接接入县(区)级的前端监控点,需要事后查找相关视频录像,该类案件相关视频从县(区)级IPSAN存储设备中取流。1.4.5 多级存储方案优势1) 前端缓存的优势分析前端缓存存储介质采用高清网络摄像机内置的高速SDHC存储卡,同时采用自动循环覆盖的数据存储机制,当存储达到最大储存容量时,自动进行循环覆盖当前最早的数据信息。当前端摄像机至后端公安机房数据中心之间的专线网络故障导致数据传输中断后或派出所NVR存储出现异常,前端视频流在存储硬件(SDHC存储卡)中临时存储数据,并在网络恢复后或NVR恢复正常后自动断点续传回后端管理平台,以防止数据丢失,保证前端
10、采集数据的完整性。2) 分布式与集中存储相机合存储方案优势在派出所选用嵌入式NVR分布式存储实现对前端监控视频图像的日常存储,在县(市、区)公安局、市局选用IPSAN存储设备分别对所辖范围重点监控区域的监控视频及抓拍图片进行备份存储,对案事件相关视频进行集中永久存储。优势分析如下:缓解网络压力、降低故障率:平安城市的建设和改造,监控点数量庞大,如果全部采用IP SAN集中存储的模式,每个高清监控点需要6M到8M左右的带宽(以1080P高清为例),在IP汇聚网络(城域网)中要24小时一直传输几十G的IP数据,对于网络的压力以及对带宽的占用是非常巨大的,同时因为所有存储数据集中到网络少数几点,可靠
11、性难以得到保证,因网络故障引起大面积监控点存储瘫痪的风险较高。采用嵌入式NVR并采用分布式存储的模式,因为图像资源都分布存储在前端,汇聚到中心的只有极少量实时图像中心调用或者是录像调用产生的流量,对汇聚网络压力小。有效降低成本:在存储介质的选择上,IP SAN要求企业级硬盘,而嵌入式NVR,多写少读的特性,决定了监控硬盘已经可以满足需求。两者都是专业级硬盘,但从目前存储成本上来看,企业级硬盘的成本是监控级硬盘的两倍多。另外,采用嵌入式NVR存储较IPSAN存储而言,也大大节省了电费及UPS等相关投资成本、机房建设投资成本以及运行维护投入成本升级和改造方便:目前城市监控(模拟摄像机)基本采用的是
12、派所DVR的存储模式,后续高清监控项目很大一部分将会是原有系统的改造而非全部新建。使用派出所嵌入式NVR存储的模式,完全符合原有嵌入式DVR的网络结构和使用习惯,升级和改造非常便利,系统中较多设备(包括网络传输设备)可以利旧不需新建。多级备份,确保数据存储安全:派出所NVR存储实现对前端监控点的日常存储,区县级对重要区域视频录像采用IPSAN存储进行备份存储,IPSAN 存储特点是高共享性、高吞吐量和RAID冗余能力,对重要区域视频备份保存,充分保证重要视频录像存储的可靠性与安全性。1.5 平台简介1.5.1 平台概述iVMS-8600交综合管控平台,是一个基于服务器、操作系统、依托于数据库、
13、架构于网络的服务系统,是支撑起交通监控系统产品的中央管理平台,一个能够实现设备接入与用户服务的综合软硬件体系。综合管控平台利用统一的数据库、软件及服务,接入分散的设备并建立用户、业务接口,以完成分散设备的统一管理并提供用户业务需要的服务。软件平台包括数据库服务器、CMS管理平台、交通应用服务器、图片服务器、区间测速/套牌分析服务器、设备接入服务器、网络存储服务器、存储管理服务器、网管服务器、流媒体服务器、电视墙服务器、CS控制客户端、WEB配置客户端、WEB控制客户端以及路口前端进行数据采集、处理、发送的道口管理主机,可实现对通行路口车辆的牌照识别、测速及超速报警、闯红灯检测、布控车辆检测报警
14、、查询统计、智能研判等功能。系统拓扑图如下所示:1.5.2 平台运行环境iVMS-8600交通综合管控平台架设在完整的服务器体系之上,并通过其操作系统、应用程序等组成的软件架构体系与直接面向用户的浏览器、客户端实现人机交互。就平台需要实现的不同的业务功能以及需要承受的数据以及通信的负荷而言,其对应的服务器体系以及软件体系架构会有所不同。完整的综合管控平台,需要依托于高速、稳定的网络环境,才能够实现高效、安全、可靠的运行。1.5.2.1 硬件环境硬件服务器承担了平台软件的架设、数据的存储与转发等重要任务,因此要求服务器高效、稳定,具备能够承担高吞吐率的大容量硬盘作为存储单元,具备高速处理器,实现
15、平台内外数据的高效、高速、稳定地传输与处理。建议的服务器技术参数: 1*Xeon E56202.4G(四核12M/5.86GT/s) 2*2GB DDR3 ECC/2*146G(SAS/15Krpm/3.5英寸) 2*1000M NIC 冗余电源1.5.2.2 软件环境 服务端环境u Windows Server 2003 R2 Edition sp2 32位系统u Windows Server 2008 64位系统u Oracle 10.2.0.1.0及以上版本数据库 客户端环境u Windows Server 2003 R2 Edition sp2 32位系统u Windows XP Pr
16、ofessional Edition 32位系统u Windows 7 Professional Edition 32位系统u Oracle 10.2.0.1.0及以上版本数据库客户端u IE6.0及以上版本浏览器(推荐使用IE8.0)1.5.2.3 网络环境 具有足够的带宽,支持各种多媒体业务和确保实时处理; 可靠的网络结构,支持系统不间断运行; 网络具有开放性,采用标准的接口方式; 网络具有较好的可扩性,方便将来各系统扩展; 具有很强的网络管理能力,便于网络维护、运行管理和网络安全。1.5.3 平台系统架构1.5.3.1 平台层次结构1.5.3.2 平台工作流程1.5.3.3 平台主要设备
17、、模块1.5.3.3.1 HikServer为了进一步提高服务器对系统资源的整合及平台对资源管理控制的效率,也为了进一步简化用户操作,将平台能够实现的基本功能所涉及的服务器(软件)整合到海康服务器(HikServer)中,以满足用户的基本管理需要和业务需要,如用户及设备管理、报警、存储、转发等。在HikServer的操作界面中,用户能够直观地了解各功能服务器的运行情况,并可以根据需要开启或关闭服务器,也能够对服务器进行在线配置。1、报警处理服务器(ALARM) 接收报警信息,并对报警信息做相应处理。2、网络存储服务器(PCNVR) 实时视频的网络存储功能; 视频的集中存储管理。3、存储管理服务
18、器(VRM) 管理所有录像的计划配置、录像类型、存储方式; 提供远程和集中存储录像查询、点播、下载等功能。4、流媒体服务器(VTDU) 负责转分发实时码流。5、电视墙服务器(TVW) 管理解码器和解码服务器; 提供预览、轮循上墙功能。6、设备接入服务器(PAG) 提供设备接入功能; 用于设备管理。7、云台代理服务器(PTZ) 通过云台代理服务,去控制云台,能够实现网闸穿透等功能; 通过云台代理服务,可以去控制各种型号的矩阵,实现模数互控; 可以实现不用用户拥有不同的控制级别,按优先级对云台进行控制。8、图片服务器(VRB) 提供图片存储、下载功能。9、解码服务器(DCS) 提供针对视频的解码功
19、能。10、网管服务器(NMS) 统计和管理系统内各服务器的状态信息; 统计和管理系统内各设备的状态信息; 生成异常信息报表。11、区间测速服务器(SectionMeter) 实时分析区间超速信息; 实时分析嫌疑套牌行为。1.5.3.3.2 交通应用服务器交通应用服务器是连接前端和后端平台业务的桥梁。它主要负责实时过车数据的解析、接收、存储、转发,以及报警功能。具体功能如下: 接收前端终端服务器的过车信息和高清图片。 识别超速车辆,生成违章信息。 通过比对布控车辆库,实现对布控车辆包括黑名单、白名单及各类违章车辆的识别,生成报警信息上传中心。 在数据库服务器中写入正常过车及布控、违章车辆信息。
20、在磁盘阵列中存储车辆图片。 给CS客户端和WEB客户端发送正常过车、超速过车、布控过车的车辆信息,及指定的实时过车图片。 实现第三方平台的联动。1.5.3.3.3 CMS管理平台CMS管理平台,是利用统一的数据库、软件以及服务,在分散的设备与用户之间建立的接口服务平台,用户能够通过这个平台完成对系统中所有设备(前端摄像机、终端服务器、存储等)进行统一的管理与集中控制。CMS管理平台的主要功能在于设备管理、视频操作、报警管理、系统运维以及用户权限管理,对于用户使用平台的过程而言,以下功能则更具有针对性和实用性: 加密狗验证; 对终端服务器的周期性校时; 客户端连接时认证连接; 提供WEB服务;
21、数据信息维护; 自动撤控。1.5.3.3.4 WEB配置客户端拥有配置系统资源权限的用户,能够通过CMS界面中的配置客户端窗口,对系统参数进行配置,如对系统所辖区域监控点的配置、对录像时间、存储位置的配置以及对用户权限的配置等等。 配置单位、监控区域、路口、车道、用户、服务器等资源信息; 配置监控点、录像计划、布控信息等; 日常信息维护。1.5.3.3.5 WEB控制客户端拥有控制权限的用户,能够通过CMS界面中的控制客户端窗口,实现对平台资源的控制、应用等操作。控制客户端能够实现的应用包括数据查询、智能研判、前端设备控制以及交通数据统计等等: 显示前端设备的运行状态; 接收实时过车图片; 接
22、收所有路口的正常过车、违章过车、布控过车等信息; 实现机动车、非机动车、违章过车、异常牌照等信息的查询和图片校对下载功能; 实现多模式的统计功能、各种车辆信息的分析功能、电子地图功能等。1.5.3.3.6 CS客户端CS客户端拥有与WEB客户端基本相同的业务单元和功能模块,用户直接通过客户端计算机桌面上的客户端图标,输入用户名和密码后就能登录综合管控平台。通过CS客户端,用户能够完成以下操作: 显示前端设备的运行状态; 接收实时过车图片; 接收所有路口的正常过车、违章过车、布控过车等信息; 实现机动车、非机动车、违章过车、异常牌照等信息的查询和图片校对下载功能; 实现多模式的统计功能、各种车辆
23、信息的分析功能、电子地图功能等。1.5.3.4 平台服务器参考配置方案根据不同项目的实际需求,在综合衡量数据吞吐量、业务功能模块接入以及网络环境等因素后,不同规模和应用需求下的平台服务器体系的配置要求是不同的,参考配置方案如下:8600平台服务器配置实例编号项目规模类型推荐配置台数计算总台数1120车道以下不需要存储录像中心管理服务器(CMS)1台至少:4台oracle数据库服务器1台交通应用服务器1台设备接入服务器(PAG)1台网管服务器(NMS)可和PAG安装在同一台服务器上。图片服务器(VRB)可以和交通应用服务器安装在同一台服务器上。需要存储录像中心管理服务器(CMS)1台至少:4+B
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