高速公路视频监控解决方案 - 图文

监控系统全套方案

深圳英飞拓科技股份有限公司深圳分公司

2014-3-21

长潭西高速公路视频监控解决方案

目 录

1

概述 .......................................................................................................................................................... 3 1.1 1.2 1.3 2 3 4

项目概述 .......................................................................................................................................... 3 视频监控系统概述 .......................................................................................................................... 3 视频监控系统方案选型 .................................................................................................................. 3

设计依据 .................................................................................................................................................. 3 设计原则 .................................................................................................................................................. 3 系统组成 .................................................................................................................................................. 4 4.1

前端部分 .......................................................................................................................................... 4

摄像机类型选择 ...................................................................................................................... 4

4.1.2 摄像机像素选择 ...................................................................................................................... 5 4.1.3 摄像机点位表 .......................................................................................................................... 6 4.1.4 高清摄像机系统优势 .............................................................................................................. 6 4.2 传输部分 .......................................................................................................................................... 7 4.2.1 传输部分基本介绍 .................................................................................................................. 7 4.2.2 传输部分——交换机和环网光端机特点对比 ...................................................................... 8 4.2.3 千兆以太环网光网络——N3788千兆以及网环网光端机.................................................... 8 4.3 管理及控制部分 .............................................................................................................................. 9 4.3.1 网络视频管理服务器 .............................................................................................................. 9 4.3.2 网络视频管理服务器组成 .................................................................................................... 10 4.3.3 客户端 ..................................................................................................................................... 11 4.3.4 学士管理中心设置 ................................................................................................................. 11 4.4 存储部分 ......................................................................................................................................... 11 4.5 显示部分 ........................................................................................................................................ 12 4.5.1 拼接屏介绍 ............................................................................................................................ 12 4.5.2 系统组成 ................................................................................................................................ 12 4.5.3 系统结构示意图 .................................................................................................................... 13 4.5.4 以3*3拼接屏示意各种拼接组合效果 ................................................................................ 13 4.5.5 拼接屏软件功能 .................................................................................................................... 15 4.5.6 总控制中心显示配置 ............................................................................................................ 16

5 6 7 8

系统原理 ................................................................................................................................................ 16 系统优势 ................................................................................................................................................ 17 监控系统设备清单 ................................................................................................................................. 18 系统主要设备参数 ................................................................................................................................. 18

4.1.1

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1 概述

1.1 项目概述

长潭西一共5个收费站和1个服务区，分别为学士收费站，含浦收费站，覃山塘收费站，服务区，白条收费站，湘潭收费站。

1.2 视频监控系统概述

长潭西高速公路视频监控系统目的是将高速公路收费站，车道，收费岗亭通过有效的视频监控技术手段，将实时的图像信息有效显示及记录。通过目前的高科技防范手段，增强安全防范能力，节约人力，提高工作效率，降低保安人员的劳动强度。

通过行业主流解决方案，要实现视频监控系统的有效、高效动作；对于现场情况，远程实时、记录、回放等特点，在高速行业领域得到越来越广泛的应用。 1.3 视频监控系统方案选型

随着技术的发展，模拟视频监控系统对高速公路的响应速度发生了一些改变，其700-800线的分辨率也制约了其显示和存储的图像清晰度。但不可否认的是，模拟视频监控系统有其闭环传输，实时性高的特点，在已经应用的项目中得到了非常良好的应用。

但数字视频监控系统代表了监控行业的未来发展方向，数字视频监控系统除了具有传统闭路电视监视系统的所有功能外，还具有远程视频传输与回放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储等功能。

2 设计依据 3 设计原则

? 长期稳定性原则：整个系统应具有高度的安全性、稳定性和可靠性。所选设

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备应具有长时间不间断运行能力，电视监控系统应能在长期工作中保持图像的清晰度与稳定性。

? 先进性原则：充分考虑电子信息技术的突飞猛进发展趋势，所选设备应紧跟

当今技术发展的步伐，采用当今主流的设备与技术，避免采用已经落伍或趋向淘汰的产品和技术，保证将保安系统建成为先进的智能化程度高、防范严密的综合安全防范系统。

? 经济性、性价比原则：以最低的价格获取最优的性能。系统优化设计，子系

统必须标准化、模块化，在实现先进性和保证可靠性的前提下，达到较优的性能价格比。

? 开放性、集成性 ：采用标准硬件、操作系统及网络和通讯协议，并可提供

开放的通讯协议，支持第三方系统集成。

? 可扩展性：要求系统集中管理、监控，分散控制，总体结构具有较强兼容性

和可扩展性，既便于系统的充实、完善、改进和提高，又便于设备的更新、换代。

4 系统组成

4.1 前端部分 4.1.1 摄像机类型选择

摄像机是闭路电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视现场的某一位置上，使其视角能覆盖整个被监视的各个部位。

为了节省摄像机的数量以及简化传输系统及控制与显示系统，采用部分智能快球摄像机和云台摄像机，使可控摄像机进行水平和垂直方向的转动及预置位快速定位和预设线路巡视扫描，通过镜头变倍来观察远距离的目标，从而扩大了摄像机的覆盖范围和角度，提高了整个系统的智能化等级。

从系统构成上讲，摄像部分是系统的原始信号源，所以摄像机部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量，认真选择和配置摄像机部分至关重要。

收费站岗亭：

网络高清半球摄像机的特点是外形美观、结构紧凑，功能强大，画面自然、

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逼真 ，图像还原细腻，有丰富、绚丽的色彩表现。

本项目岗亭内部较小，使用广角镜头可将岗亭内细物特征完美展现。 车道：

在高速公路全程路段，车道需摄像机数量最多。需要一款摄像机在白天以及足够灯光照明场合，摄像机成彩色图像，助于提高识别监察对象的能力，如人的衣着、外貌特征等。在晚上并且灯光照明减少的地方，摄像机能自动转为黑白图像，形成清晰的黑白图像。

采用专为日夜型转换摄像机配置的手动变焦距镜头固定的安装方式，为高性价比方案，非常适用于路面收费站车道区域监控点。

大范围区域：

高速公路区域有一些比较大范围的区域，如高速公路沿线、服务区、收费站。采用枪式/半球摄像机，不能满足多范围、多角度的摄像要求，对于想在控制室近距离查看图像，需要采用快球摄像机，采用一体化球型设计，内置云台和变倍一体化摄像机，应用操作键盘，以达到监控中心对前端摄像机的操作，即实现云台转动，摄像机变焦调焦的功能，可在1秒内通过后端操作键盘将摄像机旋转至相应位置，调整焦距，达到近距离对现场图像查看的目的。

所以在一些大范围区域，需要采用快球以实现大范围，大角度图像查看需要。 4.1.2 摄像机像素选择

对于数字高清摄像机的定义，我们主要指分辨率为720P与1080P两种格式，其画面宽高比定义为16：9。720P即是1280*720分辨率，而1080P则是1920*1080，其中后缀“P”代表的是逐行扫描。

本项目采用目前主流配置的1080P系统作为摄像机的基本配置，选择4M码流进行实时浏览及存储，以达到更好的实时画质和存储画质。

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4.1.3 摄像机点位表

地点 学士收费站 含浦收费站 覃山塘收费站 服务区 白泉收费站 湘潭收费站 道路监控 小计

车道数 18 5 4 4 15 46 岗亭半球 18 5 4 4 15 46 车道枪机 18 5 4 4 15 46 室外球机 2 2 2 2 2 4 14 系统摄像机共计岗亭半球46台，车道枪机46台，室外快球14台，共计106台摄像机。

根据项目需要，学士收费站作为主控制中心，负责学士、含浦、覃山塘及服务区、道路监控；湘潭收费站作为二级控制中心，负责白泉和湘潭二个收费站。

摄像机分别为学业站64路和湘潭站42路； 4.1.4 高清摄像机系统优势

? 信号处理更高效：编码前置，原始图像到编码压缩距离大大缩短，有效减少

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信号损失;

? 直接采用或间接采用逐行扫描技术：有效增强了对动态图像的还原能力，减

少图像失真;

? 网络供电(PoE)：单根网线即可传输数据，又可用于供电，布线便捷，长期

来看能有效降低维护成本;

? 支持双向音频：可提供高压缩比的音视频复合流，也有集成音频采集和扬声

器的产品，满足多样的音频采、语音对讲需求;

? 多种功能的集成便利：为智能分析、报警联动、WIFI、3G、ISP技术等技术

的集成提供了较为开放的平台;

? 信息安全：网络摄像机可用数据加密、水印技术和认证技术对视频信息进行

安全管理，通过视频检测、报警联动机制防止网络中断、人为破坏等故障发生;

? 标准化：网络摄像机可便捷集成PSIA，ONVIF等国际标准协议，有力推进视

频监控国际标准化进程;

? 高清晰度：网络摄像机是高清监控的基础，从100万像素到500万像素，甚

至将来800万像素、1000万像素的推广将为各行业细节监控提供技术支撑，为高清监控提供基础保障。

? 虽然具备上述优势，但新老系统的技术差异，也使得高清摄像机在应用中还

面临着一些阻碍和难题。例如系统更新时，存在模拟摄像机与高清摄像机混用而难以兼容的情况;另外，高清网络摄像机的高清图像传输需要更大的网络带宽;海量高清图像数据使得存储空间迅速扩张;海量数据的检索也成为焦点，再加上有些方案设计人员对网络摄像机认可度不高等原因，使得高清摄像机在推广过程中遇到很大的障碍。 4.2 传输部分

4.2.1 传输部分基本介绍

对于高速公路项目，视频监控系统传输介质基本为光纤传输。但考虑系统采用IP高清摄像机，采用光交换机传输还是光端机传输为目前需要考虑的解决方案。

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4.2.2 传输部分——交换机和环网光端机特点对比

1、交换机方案特点

1) 网口较多，多应用于数据传输； 2) 组网方便，灵活； 3) 造价相对较高；

4) 交换机网络采用开环传输，易被黑客攻击，有数据泄露风险； 5) 非视频监控级产品，有视频延时可能； 2、环网光端机方案特点

1) 为视频监控产品量身定制的光传输视频交换方案； 2) 千兆以太环网，节约光纤资源； 3) 支持光口摄像机；

4) 工业级设计，适应恶劣场合； 5) 支持远程管理；

6) 与视频监控产品统一品牌，便于维护和统一管理。 4.2.3 千兆以太环网光网络——N3788千兆以及网环网光端机

千兆以太环网光网络：可组成自愈环的千兆环网光端机。即可链型、环型组网，带宽为1000M。

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解码上墙区域管理中心LANNVR网络视频管理平台图例网线：光纤：数据：隧道管理所网络视频管理平台NVR解码上墙高速公路管理所解码上墙NVR网络视频管理平台LANN3788X-4FE-GEN3788X-4FE-GEN3788X-4FE-GELANN3788X-4FE-GE……IP前端N3788XN3788X情报板V1772N-T-FN3788XN3788XN3788XIP前端IP前端N3788X……IP前端N3788X情报板N3788XV1772N-T-F…………………………………………IP前端N3788XN3788XV6202-TFN3788XIP前端N3788X情报板N3788XIP前端情报板V6202-TF

4.3 管理及控制部分 4.3.1 网络视频管理服务器

V2219系列网络视频管理服务器是Infinova推出的一系列高性能、高可靠性的一体式服务器，同时具有全面支持高清的特点、可满足大、中型视频监控系统应用，可广泛应用于公安、司法、教育、园区、楼宇、电力、能源、交通等行业。

V2219系列网络视频管理服务器全面集成V2216网络视频监控系统各模块，具有存储、转发和管理的功能。V2219系列的数字矩阵功能继承了Infinova矩阵的主要功能特点，具有系统巡视、成组切换、报警管理等功能。并且可通过实物键盘对整个视频管理系统进行控制，操作简单方便。兼容Infinova所有数字视频产品，集成了Infinova全系列矩阵和Pelco矩阵，实现了对数字系统与模拟系统的统一管理和控制。

V2219系列支持电视墙模式，用户可将客户端显示器上的视频浏览窗口当成电视墙，通过实物键盘或客户端的虚拟键盘将IP 摄像机的图像切换于电视墙

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中。既可为用户节省后端解码成本，同时又不失去数字矩阵切换的便利，为用户提供智能、灵活、快捷、方便的服务。 4.3.2 网络视频管理服务器组成

V2219系列由软件部分及硬件服务器组成。

软件部分包含CMS、APS、IVS、SMT、NVR、NCT、LMC和MCP模块： CMS（Central Management Server）：中心管理服务器，完成系统所有用户访问的权限认证，控制信令处理的功能。

APS（Access Proxy Server）：接入代理服务器，实现对第三方前端设备和管理平台软件的接入。

IVS（Intelligent Video Server）：智能分析服务，实现视频智能分析。 SMT（Stream Media Transmission）：流媒体服务器，完成环境实时图像分发和录像存储视频流转发。

NVR（Network Video Recorder）：网络视频录像机，完成整个监控系统的集中存储及回放VOD点播。

NCT（Network Configuration Tool）：网络配置工具，配置系统中的设备。 LMC（Live Monitor Client）：实时监控客户端，实现对视频的实时浏览和视频回放功能。

MCP（MultCast Player）：组播播放器，播放成组播音视频流。 服务器简介：

V2219-CMS中心管理服务器： CPU采用Intel Xeon E3处理器，安装中心管理和报警管理模块，基于Windows操作系统。安装CMS/ACS模块，具有系统的权限管理和报警处理。完成系统所有用户访问的权限认证，控制信令处理的功能；支持配置数据和运行数据同步冗余。

V2219-STR 媒体存储服务器：CPU采用Intel Xeon E3处理器，基于Windows操作系统，内置License，带128路视频接入授权，安装流媒体和录像存储模块；支持8M码流60路，6M码流80路，4M码流100路，2M码流128路的流媒体转发和视频存储；流媒体服务最大支持512Mbps的转发。安装SMT/NVR模块，具有系统的存储和转发功能。可选Windows OS和 linux OS

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4.3.3 客户端

监控中心安装有LMC（Live Monitor Client）客户端软件的电脑，操作员通过客户端软件或IE方式登录到V2219-CMS中心管理服务器上，通过中心管理服务器软件来管理系统运行，实现V2219-STR 媒体存储服务器把前端摄像机视频转发给客户端，通过客户端电脑实现对前端视频切换显示、摄像机云镜控制及查看和回放网络磁盘阵列录像资料。

操作员优先级别由V2219-CMS中心管理服务器管理，可设置64个优先级别，权限高的操作员具有优先控制权。 4.3.4 学士管理中心设置

本项目由学士管理中心和湘潭管理中心组成，学士收费站管理中心作为总控中心，可实现除白泉和湘潭摄像机的本地存储和调用。

湘潭负责白泉和湘潭本地图像和存储。

学士管理中心总控中心可以调用湘潭分控中心图像。

故从硬件划分为V2219服务器，学士和湘潭二个中心；学士和湘潭收费站管理中心分别配置CMS服务器一套和STR媒体服务器一套。 4.4 存储部分

网络磁盘阵列用 TCP/IP 以太网替代光纤通道网络。使用以太网络，保护了用户现有的投资；以太网系统造价低；以太网是成熟的技术，具有良好的兼容性；以太网络可以扩展到远端，便于系统做远程的容灾备份等。总之，采用网络磁盘阵列集中存储，可以达到好兼容性和最高的性能价格比。

视频存储容量计算方法 1080P分辨率：

1路1天存储容量= 1800（MB/H）*24（H）/1024≈42GB 1路30天存储容量=42（GB/D）*20（D）=840GB

现按24小时录像，图像质量标准为1080P高清图像清晰度，同时信息保存时间20天来设计。根据视频存储容量计算综合考虑，按满足20天的视频录像存储计算，在考虑备用磁盘的基础上网络磁盘阵列所需要的容量为:

摄像机分别为学业站64路和湘潭站42路；

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学位站64路≈53TB 湘潭站42路≈35TB，

考虑到网络磁盘阵列要实现长期24小时稳定录像，需要做RAID5冗余备份，故需要20%的预留， 64T硬盘和42T硬盘；

用24盘位磁盘阵列均一套，采用3T硬盘可实现存储功能，学位站22块硬盘；湘潭站14块硬盘。 4.5 显示部分 4.5.1 拼接屏介绍

采用一套4行×4列总共16台46寸最新超窄边DID液晶显示单元拼接成大屏幕来共同实现其显示功能。

LED显示技术是一个新兴的技术，具有高亮度、高对比度、高色彩饱和度、高色彩均匀度、长寿命、平均无故障时间短等特点，目前在许多场合都有应用，具有非常好的视觉效果。还具有显示清晰、可视面积较大、显示比例可调、色彩艳丽明亮并且机体很薄，使用寿命长。以前的LED显示屏大多都为单机使用方式，随着科技的发展和进步，到目前LCD显示屏已经可窄缝拼接使用（≤5.5mm），而且能够得到很好的显示效果。DID-LCD拼接的应用因为较薄的机体，可以为用户节约更大使用空间，拼接组合也简单快捷，使用DID-LCD拼接墙可以说是较少的投资得到极好的显示效果，性价比极高。 4.5.2 系统组成

整套组合显示屏，由16台46寸最新超窄边SDID液晶显示单元（专业取代DLP、PDP的DID-LCD）组成，，配置了1台多屏拼接控制器对整个电视墙进行控制：

机柜（立柜式机柜）

46＂DID LCD拼接显示单元（包含LCD显示单元，开关电源）

通过视频矩阵的切换和大屏拼接控制器的控制，显示通道可以任意编程，也可以设置分组显示，主屏能跟副屏联动，如出现警情时，把主事发通道切换到主屏上做大画面显示，另外相关连的视频通道也要及时分布在相对应的副屏上，掌

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握事态发展的轨迹。 4.5.3 系统结构示意图

4.5.4 以3*3拼接屏示意各种拼接组合效果

46寸3X3液晶拼接墙----全屏模式

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46寸3X3液晶拼接墙----分屏模式

46寸3X3液晶拼接墙----任意组合显示模式

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任意一个画面可以以一个屏为单元，在整个屏幕上移动。

4.5.5 拼接屏软件功能

采用新一代可视化、所见即所得拼接器操控软件

操控软件整合拼接器产品的应用特性结合工程安装上的特点开发完成。软件采用目前软件设计的前沿理念,摒弃传统拼接器控制软件复杂的调试要求， 对拼接过程实现自动运算,对窗口控制过程采用所见即所得的操作界面，避免传统的拼接器软件繁琐复杂的预设过程；经过简单的培训, 就可以完成对该套软件的使用。

软件整合墙体拼接控制和窗口控制为一体, 运行该软件可以方便完成对场景的预设、调用、窗口的控制、信号通道选择等功能，具体功能见软件操作说明

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操作软件界面(与订货产品略有差异)

4.5.6 总控制中心显示配置

根据项目总控中心大小，学士收费站控制中心配置5*3，共计15台大屏；即同时配置15台单路视频解码器实现视频高清解码接入。

湘潭收费站控制中心配置3*3，共计9台大屏，同时配置9台单路视频解码器实现视频高清解码接入。

5 系统原理

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系统原理说明：

所有高速公路沿线摄像机均接入N3788节点机，可通过网口接入，也可光纤接入（配置型号稍有不同）；由环型光端机组网，实现系统传输及管理。

在学士收费站和湘潭收费站各设备不同管理中心实现对各自管辖范围内的摄像机进行管理，即IP地址添加，NVR存储配置管理，流媒体服务管理以及解码显示管理。

除各自控制中心管理各自图像外，学士站作为总中心实现对湘潭站二级中心图像调用。

注意事项：N3788为千兆环网光端机，为视频监控系统专用设备，摄像机的链路接入能力为600M带宽。考虑到106路实时存储的主码流为4M，实时显示约为30路估算，总带宽约为106*4+30*4 544M，与600M比较接近。故在实际使用中需考虑如实时浏览设备数量过多，是否要增加链路及相关设备。

备选方案：

如在项目使用中，超过600M总带宽，建议增加二台N3788X-4FE-GE-22光端机。设置二条链路，第一条链路用于学士收费站独立运行，带64个高清摄像机，第二条链路用于湘潭站收费站独立运行带42个摄像机，再接入学士收费站用于互相调用。

6 系统优势

? 高性能硬件平台，性能稳定，配置简单，方便用户使用 ? 支持多系统级联，构成大型网络视频系统的中心管理平台

? 无缝集成模拟监控系统，实现数字系统与模拟系统相互调用实时视频 ? 支持数字矩阵功能，支持配置TOUR（巡视）、SALVO（成组切换）和

定时事件等功能

? 主副码流自适应，根据画面大小自动切换主码流和副码流，从而降低客

户端CPU资源消耗，提高效率

? 支持设备视频丢失报警和NVR硬盘错误／硬盘满报警

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? 支持对报警信息进行检索，可根据预设条件检索，并且支持检索的时间

段，支持通过检索结果调用报警时的录像 ? 支持音频广播，可同时给多路视频发送广播音频 ? 支持模拟键盘

? 支持多层电子地图，可记忆电子地图中弹出视频窗口的大小和位置 ? 支持电子地图中的图层链接功能，支持电子地图鹰眼功能 ? 支持实时视频浏览画中画功能

? 优化解码性能，配置独立双通道显卡，可以浏览8路高清1080P视频 ? 支持画面矢量PTZ变速控制，支持框选放大、点击居中等智能操作 ? 支持灯光、雨刷控制，自定义控制功能

? 提供虚拟电视墙操作，可通过鼠标拖动来切换电视墙的显示 ? 可选支持智能分析服务

? 支持对系统中设备和服务器进行远程重启 ? 提供客户功能定制

7 监控系统设备清单

参见EXCEL

8 系统主要设备参数

详见产品彩页。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5f9r.html