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1、高速公路综合监控系统解决方案V1.0杭州海康威视系统技术 交通事业部2011年10月12日版本更新（本标准方案更新周期：两个月）序号修订内容修订时间修订人备注1第一版方案设计2011年10月12日周志星赵玉晓创建V1.0注：定期更新内容包括技术方案与其附件。目 录第一章.综合监控系统需求概论41.1 全国高速公路建设现状41.2 高速公路信息化建设现状41.3 高速公路日常管控业务介绍41.4 高速公路信息化管理业务需求4第二章.综合监控系统整体解决方案52.1 基于实际需求的课题研究与实践52.2 解决方案的核心价值【解决哪些需求】52.3 解决方案的优势介绍5第三章.综合监控系统总体设计6
2、3.1 总体设计原则63.2 总体设计标准63.3 总体技术路线63.4 系统总体架构63.5 系统逻辑结构63.6 系统组成与工作原理63.7 系统功能设计63.8 系统性能设计73.9 系统信息交互设计73.10 系统安全防护设计73.11 系统存储管理设计73.12 系统网络建设7第四章.综合监控系统详细设计84.1 前端采集系统详细设计84.2 路段分控中心设计84.3 路网监控中心设计8第一章. 综合监控系统需求概论1.1 全国高速公路建设现状1.2 高速公路信息化建设现状1.3 高速公路日常管控业务介绍1.4 高速公路信息化管理业务需求第二章. 综合监控系统整体解决方案2.1 基于
3、实际需求的课题研究与实践2.2 整体化的解决方案2.3 解决方案的核心价值【解决哪些需求】2.4 解决方案的优势介绍第三章. 综合监控系统总体设计3.1 总体设计原则3.1.1 统一标准原则高速公路综合监控系统的建设必须统一编码标准、互联标准、数据接入标准、数据通信协议标准、控制协议标准、IP地址规划标准。系统建设在符合国家与行业相关标准与地方标准的建设要求基础上，采用先进的技术手段与系统架构，整合高速公路沿线的传统视频监控资源、车辆信息采集资源、交通信息采集资源、高速公路管控资源与应急处置预案，在同一的标准框架下实现统一部署、资源共享、平台共用，构建高速公路全网各种设备接入、各子系统互联互通
4、、区域视频信息系统互联共享的可扩展规模与升级应用的综合监控管理系统。3.1.2 先进性原则采用主流的、先进的、符合发展方向的技术构建系统平台，满足可视化防控需要，为高速公路信息化建设迈向数字化管理、道路安全监控、日常路政管理、应急联动指挥等提供业务支撑，促进中心管理系统信息综合应用，具有先进的数字化、自动化与智能化技术水平，使高速公路可视化管理、应急指挥与交通事件防控数字化水平得到有效的提高。3.1.3 实用性原则高速公路综合监控系统的建设必须突出应用，在建设中应以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于各个业务部门与信息子系统的工作需要，充
5、分利用前端丰富的信息资源，结合各种应用业务，保障高速路沿线畅通的交通环境与良好的交通秩序，不断提高交通管理的行政执法的水平。3.1.4 可靠性原则高速公路综合监控系统的建设不是各种信息化子系统的简单组合，而是统一标准构架下的有机组成，系统采用的软硬件根据统一的规范、协议与要求选型，根据最新的标准规范，并经过具有相应资格的软件评测中心、产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能够持续有效运行，满足交通管理7*24小时不间断持续运行的需要； 同时系统必须具有高可靠性与高安全性，保证能长期稳定运行，不易受黑客攻击与病毒感染；对于无人值守场所尽可能使用具有远程升级能力且稳定的嵌入式设备，避免采用基于P
6、C机的非可靠设备。 3.1.5 开放性原则系统采用业界主流的硬件平台、操作系统平台、数据库平台以与标准的协议，保证系统的开放性。并且可以全面兼容海康、大华等国内主流厂商IP-Camera、全系列嵌入式与PC架构的DVR、DVS设备，兼容国内主流的矩阵厂商Pelco、AB、Infinova、红苹果等，兼容国内主流的报警主机：Bosch、Honeywell等，而且通过设备厂商提供稳定的SDK，可以兼容几乎所有前端接入设备。3.1.6 经济性原则系统建设以实用、够用为原则，充分评估建设、使用、线路租用、维护费用与升级改造费用，在确保工程建设质量、系统实用性、先进性的前提下，择优选择科学经济的建设方案
7、。3.1.7 效能与效力原则高速公路综合监控系统能丰富高速公路交通信息采集、管控与决策的手段，充分发挥常态交通秩序维护与安全预防保障，战时统一指挥、协同作业、快速援助、精确打击、有效取证之效能，起到高效使用警力、节约政府投资、服务社会安全之效力。3.2 总体设计标准【需要查漏补缺】依据国家相关法律规章、国家与行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：高速公路交通建设与管理方面：1) 公路工程技术标准JTG B01-20032) 高速公路交通工程与沿线设施设计通用技术规范JTG D80-2006城市联网监控报警系统设计方面：3) 公安部公安部报警监控方案设计要素4) 公安部城市报警
8、与监控系统建设指导性文件5) 公安部城市报警与监控系统建设“3111”试点工程实施方案6) 城市监控报警联网系统技术标准（GA/T669-2008）7) 入侵报警系统技术要求（GA/T368-2001）8) 防盗报警中心控制台（GB16572-96）9) 报警图像信号有线传输装置（GBJ115-87）10) 公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公安部科技信息化局汇编2009年3月）安防视频监控系统设计方面：11) 中华人民共与国公安部行业标准（GA70-94）12) 视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）13) 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB5019
9、8-94)14) 工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）15) 安全防范系统通用图形符号（GA/T75-2000）16) 建筑与建筑群综合布线工程设计规范 （GB/T50311-2000）17) 公安部警用地理信息系统系列标准规范交通视频监控方面：18) 公安部交通管理信息系统建设框架19) 公安交通指挥系统工程建设通用程序与要求（GA/T651-2006）20) 公安交通管理外场设备基础施工通用要求（GA/T652-2006）21) 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件（GA/T497-2009）22) 道路交通安全违法行为图像取证技术规范（GA/T 8322009） 23) 机动车
10、号牌图像自动识别技术规范（GA/833-2009）24) 闯红灯自动记录系统通用技术条件GA/T496-200925) 机动车测速仪（GBT21255-2007）26) 交通电视监视系统工程验收规范（GA/T 514-2004）视频监控图像质量方面：27) 电视视频通道测试方法（GB3659-83）28) 彩色电视图像质量主观评价方法（GB7401-1987）网络设计方面：29) 信息技术开放系统互连网络层安全协议（GB/T 17963）30) 计算机信息系统安全保护等级划分准则（GB17859-1999）31) 计算机信息系统安全（GA 216.11999）32) 计算机软件开发规范（GB8
11、566-88）视频系统工程建设方面:33) 安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）34) 安全防范工程技术规范(GB 50348-2004)35) 安全防范系统验收规则（GA308-2001）36) 电子计算机机房设计规范(GB50174-93）37) 建筑物防雷设计规范(GB50057-94)38) 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)39) 安全防范系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-2006)40) 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)除上述规范以外的遵循平安城市建设相关地方规范与标准以与国家、省市、相关行业的技术要求与规范。3.3 总体技术路线
12、【*】3.4 系统总体架构【架构图需要修改】高速公路综合监控系统总体构架融合区间测速系统、车辆信息采集与超速抓拍系统、高速公路收费站车牌识别系统、高速公路全程视频监控系统、交通事件视频检测系统，结合车载与单兵移动取证系统，在统一的网络构架与综合应用共享平台上实现各种业务功能，实现与现有视频图像与交通信息系统的整合，表达高速公路综合监控系统的整体性，提高系统的共享度。系统建设路段分控中心应用平台、路段总控中心管控平台、省（市）高速公路管理中心指挥平台。在此基础上形成省（市）高速公路管理中心、路段总控中心、路段分控中心的三级综合信息管理系统。以现有光纤网络与公共通信网络资源为传输通道，以GIS空间
13、地理信息平台为载体，建设视频传输专网，实现各级各部门互联互通。三级综合信息管理系统的构架思路：1) 路段分控中心一般是指由各路段分管部门下设的控制中心。作为基层单位，管理辖区内设备与客户端，基于前端系统的基础应用，并接受上级路段总控中心管理。2) 路段总控中心一般是指由各路段管理部门设立的总体控制中心。管理辖区内的设备与客户端，并接受上级省（市）高速公路管理中心管理的同时也接收下级路段分控中心上传的信息资源。 3) 省（市）高速公路管理中心一般是指由省（市）级公安局设立的统一指挥调度中心 。所有路段分控中心、路段总控中心的信息资源都受其统一管理与调度。三级综合信息管理系统架构如下图所示：系统总
14、体架构图架构图说明：1) 按照监控点位部署原则在高速公路沿线、桥梁、隧道、收费站等区域设置外场监控点，根据不同监控场景的特点选用合适的模拟枪机、模拟高速球、高清网络枪机或高清网络球机作为外场前端的图像采集设备；2) 系统将新建外场监控点的模拟标清视频以与网络高清视频、监控中心周边监控点的模拟视频、车载移动监控视频、原有系统的模拟监控视频等多类型监控资源接入统一平台； 3) 系统采用区间测速系统对高速公路不同限速路段进行区间测速；4) 系统采用车辆信息采集与超速抓拍系统对高速公路上行驶的车辆进行完整的信息采集、单点测速与超速纠违。5) 系统采用高清牌照识别系统对通过收费站的车辆进行车牌抓拍与牌照
15、识别；6) 系统采用混合型网络硬盘录像机（路段分控中心）与网络磁盘阵列（路段总控中心）实现录像数据的分布式存储与录像取证保存；7) 系统采用视频综合平台实现模拟视频信号、数字视频信号、IP视频信号的统一切换、控制、输出显示、级联共享；8) 系统采用海康威视视频监控软件平台（高速公路版）实现系统集中管理与可视化应用。3.5 系统组成与应用3.5.1 前端采集系统高速公路综合监控系统的前端采集系统主要由区间测速系统、车辆信息采集与超速抓拍系统、高速公路收费站车牌识别系统、高速公路全程视频监控系统、交通事件视频检测系统这5个子系统组成。1) 区间测速系统主要实现了对高速公路不同限速路段通行车辆进行区
16、间测速；2) 车辆信息采集与超速抓拍系统主要实现了对高速公路上行驶的车辆进行完整的信息采集、单点测速与超速纠违。3) 高速公路收费站车牌识别系统主要实现了对通过收费站的车辆进行车牌抓拍与牌照识别；同时，收费站作为高速公路的出入口，车牌识别系统能够采集到车辆进出高速公路的通行记录；4) 高速公路全程视频监控系统主要实现了高速公路沿线交通状况与基础设施状况的可视化采集与指挥；5) 交通事件视频检测系统运用智能分析技术，主要实现了对重点部位的24小时全天候监控覆盖；与时发现高速公路上出现的车辆违章停车、拥堵、逆行、行人出现、遗落物等各类交通异常事件交通事件，并发出报警提示，有效缩短交通事件发现与反应
17、时间，减轻道路巡查与监控人员的劳动强度；进行交通数据的检测采集，为交通指挥调度提供数据支持。3.5.2 三级综合信息管理系统平台三级综合信息管理系统由路段分控中心应用平台、路段总控中心管控平台、省（市）高速公路管理中心指挥平台组成。1) 路段分控中心一般是指由各路段分管部门下设的控制中心。作为基层单位，管理辖区内设备与客户端，基于前端系统的基础应用，并接受上级路段总控中心管理。2) 路段总控中心一般是指由各路段管理部门设立的总体控制中心。管理辖区内的设备与客户端，并接受上级省（市）高速公路管理中心管理的同时也接收下级路段分控中心上传的信息资源。 3) 省（市）高速公路管理中心一般是指由省（市）
18、级公安局设立的统一指挥调度中心 。所有路段分控中心、路段总控中心的信息资源都受其统一管理与调度。3.5.2.1 路段分控中心应用平台【*】3.5.2.2 路段总控中心管控平台【*】3.5.2.3 省（市）高速公路管理中心指挥平台【*】3.6 系统功能设计3.6.1 前端子系统功能设计前端子系统功能设计参见综合监控系统详细设计之各个子系统【系统功能】部分。3.6.2 中心多级应用管控平台功能设计3.6.2.1 车辆信息检索服务基于对卡口实时采集的海量车辆基础信息智能化的筛选、关联与研判，准确的分析出违法车辆，关联黑车布控、报警与取证，有效的支撑公安的日常交通纠违与案事件车辆查缉业务。3.6.2.
19、1.1 通行车辆实时监测1) 实时过车监测实时显示卡口经过车辆的车牌特征图片，经过时间，路口名称，车牌号码，车速，限速，行车状态，车道号，车身长度，车身颜色，车辆类型，车牌类型，方向等信息。对用户选定呈现的卡口进行全天候实时过车信息显示与违法车辆监测。2) 实时路况掌控卡口点位每个方向配置一个全景机，实现全天候对来车方向25米左右视场范围内路段整体断面车辆状况的全方位摄录与监控。支持多画面多场景分割预览与回放。3.6.2.1.2 通行车辆信息后检索通行车辆信息后检索提供精确/模糊检索特定时间、空间范围内满足特定条件的车辆信息。常规查询服务可根据路口名称，车道，车型，车牌类型，车牌号码，车身颜色
20、， 车速范围，车长范围，号码段范围，可以限定准确的车色，车牌颜色，查询所有过车信息。系统也提供个性化的按轨迹查询机动车过车信息服务。3.6.2.1.3 违法车辆实时监测通过对系统前端所有实时上传的车辆信息的关键字段进行高效比对，发现违法车辆进行实时报警与警情联动。例如：车辆实测速度与该路段的限速进行比对判别超速车辆；车牌号码与黑名单库与部分全国机动车盗抢库进行比对判别黑车。3.6.2.1.4 违法车辆实时取证类型1. 实时视频抓拍用户在实时预览过程中，通过云台控制，对发现的可疑行为、重要线索、违章车辆等进行实时抓拍，并填写相关信息说明建立相关案件，供公安案件侦破等业务功能使用。类型2. 回放视
21、频录像抓拍用户在实时预览界面，对交通违章行为进行短时录像，并将录像文件上传中心的服务器进行存储。在录像回放或回放暂停时进行抓图，并选择其中的多张图片进行合成，并将录像与图片进行关联，录入违章信息。可对违章信息进行审核并上传到非现场执法系统。3.6.2.1.5 违法车辆信息后检索通过高效的智能检索，对特定时间与空间范围内车辆基础数据采集中产生的违法车辆进行快速的筛选与结果呈现。围绕检索结果，能够为交巡警的车辆违法处罚与固化取证提供有效的数据信息。违章过车信息查询可以根据路口名称，车道，车型，车牌类型，车牌号码，车身颜色，违章类型， 车速范围，车长范围，号码段范围，可以限定准确的车色，车牌颜色。3
22、.6.2.2 车辆信息研判服务基于对车辆基础信息的关键特征节点进行关联，对数据进行深入挖掘，分析出潜在行为趋势，为车辆查缉与公安刑侦研判提供有价值的数据支撑。3.6.2.2.1 车辆轨迹智能研判能够对某一特定车辆在一定时间与空间范围内的行为进行智能检索与排序，同时借助基础地理信息，在GIS地图上呈现出该车辆在特定时间、特定空间范围内的行车轨迹。辅助研判车辆驾驶人员的行车习惯，例如：行车路线、车辆习惯活动区间、车辆逃逸趋势、多个车辆之间的活动区域交集等。3.6.2.2.2 高危时段车辆智能研判对案发时段、事故时段等特定时间段，可以对单个或多个卡口进行通过车辆查询，并提供相关照片与视频。平台提供高
23、危时段的配置。3.6.2.2.3 频繁出入车辆智能研判可以对单个高清卡口某一段时间内频繁通过的车辆进行查询，并提供相关照片与视频。3.6.2.2.4 短时通过车辆智能研判可以对二个以上卡口短时通过的同一号牌车辆进行查询，并提供相关照片与视频，以分析出套牌车辆或超速车辆。3.6.2.2.5 套牌车辆智能研判可对选定时间段、选定监控设备范围内的所有过车信息进行自动比对，若检索出符合指定套牌规则的车辆信息，则在列表中显示，并可经人工处理后加入布控车辆信息库。系统套牌分析过程中，应当对车牌号码、车身颜色、车辆类型、出现时间等进行检测比对。套牌分析规则包括：a同一车牌号码的车辆不应有两种车身颜色；b同一
24、车牌号码的车辆不应有两种车辆类型；c同一车牌号码的车辆不应在不合常理的短时间内出现在两个不同的监控点；d用户根据自身的业务需要增添的套牌分析规则。3.6.2.2.6 区域碰撞车辆智能研判提供车辆信息智能碰撞比对功能，即对于指定的两个或两个以上监控设备，或者两个或两个以上区域范围内的所有监控设备，在指定的时间范围内，通过遍历搜索的方式，碰撞搜索并精确定位具备相同特征要素的机动车，特征要素主要指车辆号牌，也可包括车身颜色、号牌颜色等外观信息，车辆信息碰撞研判功能将对跨区反复作案的嫌疑车辆查询带来极大便利。3.6.2.3 嫌疑车辆查缉服务车辆查缉包含车辆布控、查缉报警、警情联动。已知的违法车辆来源主
25、要有两种：系统本身研判出的经审核的违法车辆、机动车盗抢库中的车辆。3.6.2.3.1 车辆布控对于已知的违法车辆，可以按照时间与空间两个角度进行车辆布控，布控车辆的基本信息按照一定的有效期被固定到车辆黑名单库中。对布控范围内的所有车辆信息与黑名单库进行实时比对。各级用户对其所在区域具有布控管理权限，可进行嫌疑车辆、违法车辆、涉案车辆的布控比对。可在本区域范围内布控，也可向上级单位申请跨区域布控。允许进行模糊布控与精确布控，模糊布控就是对车辆号牌信息不全的车辆也可以实现布控。3.6.2.3.2 查缉报警当系统检测到与黑名单库完全相匹配的车辆时，会产生报警，报警信息实时呈现给订阅该报警事件的管理系
26、统与终端用户。3.6.2.3.3 警情联动报警信息产生后，每条报警信息会按照预定的报警等级与报警联动类型触发联动行为，例如：订阅系统的声光报警、订阅用户的短信报警。3.6.2.4 高清视频图像信息服务3.6.2.4.1 实时监控1) 全天候监视：系统选用具有强光抑制功能的超低照度彩色摄像机作为主要的前端图像采集设备，并在重要的监控点辅以LED补光设备以实现对监控区域的全天候监视；2) 高清监视：支持显示1280720、1280960、16001200、19201080等多种分辨率的高清图像，并向下兼容4CIF/DCIF/CIF/QCIF等标清格式；3) 多级监控：高/标清视频资源统一规划、统一
27、编码，能够在统一的监控操作界面上对其进行切换与控制。支持路段分控中心、路段总控中心、省（市）高速公路管理中心多级视频监控，并可实现与其他社会相关职能部门的视频资源共享；4) PTZ控制：支持无延时切换显示模拟视频信号与高清数字视频信号，支持低延时（200ms以内）切换显示IP视频信号；5) 摄像机分组：支持按照监控区域、管理权限与实际使用情况分组；6) 轮巡：系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对全网的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，轮巡间隔时间可设置；3.6.2.4.2 存储回放1) 视频录像：同时保存标清视频录像与高清视频录像，支持NAS/IPSAN/SDK等多种
28、存储技术，支持定时录像、手动录像、报警录像等多种存储方式；2) 检索回放：支持手动检索、智能检索等；按日期、时间、类型、服务器、通道检索客户端本地或远程服务器端录像文件，检索后还可以按日期时间、通道、服务器、类型来过滤。3) 录像帧标记：支持录像帧标记，即系统可以在录像时自动或手动为每一个图像帧添加标记，从而实现类似于搜索引擎的方式进行录像文件的查询。支持手动、事件关联、识别处理三种帧标记方式。4) 取证迁移：支持将人工浏览确认的录像文件截取保存，保存周期一般为1-3年；3.6.2.4.3 电子地图1) 为各级权限终端用户提供摄像机点位的电子地图服务（GIS），用户可与时获取并更新地图信息，方
29、便直观地定位与查看前端监控点图像。2) 电子地图上呈现当前系统中的视频资源，用户可直接在电子地图上点击访问视频资源，包括实时预览、录像回放等。3) 电子地图上呈现当前系统中的报警资源，用户可在电子地图上查看报警点的状态，通过闪烁的方式标示前端产生了报警信号。3.6.2.4.4 报警联动1) 支持环境检测子系统与视频监控系统互联互动；2) 支持气象检测子系统与视频监控系统互联互动；3) 支持交通流量检测子系统与视频监控系统互联互动；4) 支持超载/超速报警子系统与视频监控系统互联互动；5) 支持火灾检测子系统等与视频监控系统互联互动；6) 支持智能视频分析与视频监控系统互联互动；3.6.2.4.
30、5 运行维护1) 设备检测：系统支持网管功能，可全面监测节点设备工作状态；2) 远程升级：系统支持网管中心集中维护与远程升级；3) 配置管理：系统支持远程修改与配置设备参数。3.6.2.5 交通信息统计分析服务道路信息映射利用道路与车辆信息采集系统，如：卡口、车载GPS 等采集的道路信息经过统计、关联与分析，将用户关注的区域的实时交通状况映射在GIS电子地图上做全方位动态呈现。包括：道路车流量统计、道路通行状况三色图展示、选定具有GPS的车辆实时追踪等。3.6.2.5.1 车辆信息统计类型1. 道路车流量统计道路车流量统计主要实现对具有卡口点位的路段进行区间车流量采集与统计。统计以报表的形式将
31、用户关注的车流量数据通过多个维度展现出来。基于特定空间，对不同时间段进行流量对比；基于特定时间，对不同空间范围进行流量对比；基于特定空间，对不同类型的车辆进行流量对比；基于特定的时间，对不同类型的车辆进行流量对比等。支持由单位、路口、车辆类型、车道号、报表类型（日报表，周，月与年报表)等条件查询并生成相关的柱状车流报表图；同时显示平均车道流量与平均速度。类型2. 报警处理统计根据路口名称，开始与结束时间统计：报警过车信息未处理条数，已处理条数与总条数，支持对查询结果的导出。 类型3. 车辆违章统计根据路口名称，开始与结束时间，统计路口的过车总数，违章数，违章率 。支持对查询结果的导出到exce
32、l表格保存。类型4. 车辆识别率统计根据路口名称，开始与结束时间，统计路口的过车总数，识别数，识别率 。支持对查询结果的导出到excel表格保存。3.6.2.5.2 道路通行状况三色图展示结合基础信息感知元采集数据、交通事件分析数据、全景摄像机实时路况信息、GPS车辆样本聚集与移动情况做综合研判，将城市道路通行状况通过三色图生动的映射到GIS电子地图上，为交通信息发布与诱导、市民出行提供实时道路路况数据。3.6.2.5.3 选定具有GPS的车辆实时追踪对选定具有GPS的车辆进行实时行车轨迹的动态追踪与呈现。尤其是特殊保卫任务出勤的时候，能够辅助指挥人员根据重点保卫车辆的实时行车位置进行交通调度
33、与疏导。3.7 系统性能设计3.7.1 前端子系统功能设计前端子系统性能设计参见综合监控系统详细设计之各个子系统【系统性能】部分。3.7.2 中心多级应用管控平台功能设计序号项目技术规格1设备接入数量每台设备网关可接入2000路视频2用户接入数量每台用户网关可接入2000个用户3流媒体转发数量每台流媒体可转发200路4CIF视频流4存储管理数量2000路5存储容量混合型网络硬盘录像机：8个SATA接口, 每个接口支持容量大于2TB的硬盘IP-SAN:每台存储设备提供16TB、24TB或48TB存储空间6端到端控制延时250ms7图像显示分辨率704*576/704*480/1024*768/1
34、280*720/1920*10808报警转发路数每台报警服务器可并发处理1000条报警信息3.8 系统信息交互设计【*】3.9 系统安全防护设计【*】3.10 系统存储管理设计3.10.1 视频监控存储系统存储与回放3.10.1.1 存储系统建设1) 网络摄像机直接编码输出视频码流，写入路段分控中心的混合网络硬盘录像机；2) 接入至路段分控中心的模拟摄像机经混合网络硬盘录像机编码后进行本地存储；3) 接入至路段总控中心的模拟摄像机经视频综合平台编码输出视频码流，写入IPSAN；4) 报警关联录像、监控员核实的特征录像在路段总控中心的IPSAN中进行23年长时间备份存储；5) 软件平台服务器与网
35、络摄像机、混合网络硬盘录像机、视频综合平台、IPSAN、图像工作站之间信令交互，管理与控制录像存储过程、录像数据、录像检索过程等等；6) 图像工作站从混合网络硬盘录像机或IPSAN获取录像数据进行回放。3.10.1.2 存储系统特点1) 采用混合型网络硬盘录像机做为路段分控中心的存储设备，它既可作为DVR、混合DVR或NVR进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。2) 标清录像码率为2Mbps，130万高清录像码率为4Mbps，200万高清录像码率为8Mbps；3) 实现标清模拟视频、标清网络视频、高清网络视频在设备中的存储与统一管理；4) 单台混合型网络硬盘录像机最大支持24路
36、混合视频的同时录入，具有8个SATA接口，每个接口支持最大2TB的硬盘；5) IPSAN与交换机之间通过双千兆链路连接，可达2000Mbps数据带宽，支持负载均衡；6) IPSAN支持平滑扩展，实现存储容量的无缝扩容；7) 多台存储服务器支持N+1热备方式，某台存储服务器损坏时，热备服务器自动启动并接替工作；8) 单台IPSAN最大可支持48个盘位的海量存储；9) 单台IPSAN支持150路4CIF码流并发写入，70路130万高清码流并发写入，35路200万高清码流并发写入；10) 存储系统支持200个客户端并发访问。3.10.1.3 网络存储容量计算单个通道24小时存储1天的计算公式(GB)
37、码流大小（Mbps）83600秒24小时1天1024。1) 标清D1（704*576）格式按2Mbps码流计算，存放1天的数据总容量 2Mbps8 X 3600秒 X 24小时 X（1天）102421.1GB。 2) 高清130万像素(1280*960)按4Mbps码流计算，存放1天的数据总量4Mbps8 X 3600秒 X 24小时 X（1天）102442.2GB3) 高清200万像素(1600*1200)按8Mbps码流计算，存放1天的数据总量8Mbps8 X 3600秒 X 24小时 X（1天）102484.4GB3.10.1.4 网络磁盘阵列配置存储总量为XTB，格式化后的总容量X0.
38、9（格式化损失容量比例）Y。根据网络存储设备，单价裸容量支持48TB计算(除去热备与RAID5，单机裸容量为46TB)，总共需要Y46N台。3.10.1.5 产品选型介绍 混合网络硬盘录像机推荐产品：DS-9000HF-S 海康威视。n 主要技术规格：1) 视频压缩标准：H.2642) 模拟视频输入：4/8/16路，BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75），PAL/NTSC自适应3) 网络视频输入：4路设备最多支持4路普通或2路高清720P IP Camera/Dome（Hikvision IPC/Dome）；8路设备最多支持8路普通或4路高清720P IP Camera/Dome（Hikv
39、ision IPC/Dome）；16路设备最多支持16路普通或8路高清720P IP Camera/Dome（Hikvision IPC/Dome）4) 混合视频最大输入：4路设备为8路（模拟视频+网络视频）；8路设备为16路（模拟视频+网络视频）；16路设备为24路（模拟视频+网络视频）5) 音频压缩标准：OggVorbis6) 音频输入：4/8/16路，BNC接口（电平：2Vp-p，阻抗：1k）7) 语音对讲输入：2个，BNC接口（电平：2Vp-p，阻抗：1k）8) 图像监视分辨率PAL：704*576 NTSC：704*4809) VGA输出：1个，分辨率：1024*768/60Hz，1
40、024*768/70Hz，1280*1024/60Hz10) 回放分辨率：720P/4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF11) 视频输出：2路，BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75）12) 视频帧率：PAL：1/16-25帧/秒，NTSC：1/16-30帧/秒13) 压缩输出码率：32Kbps-2048Kbps，可自定义，最大6144Kbps14) 音频输出：2路，BNC接口（线性电平，阻抗：600）15) 音频输出码率：16kbps16) 同步回放路数：4/8/16路17) 硬盘驱动器：8个SATA接口；每个接口支持容量大于2TB的硬盘18) 网络接口：1个，RJ45 10M/
41、100M/1000M自适应以太网口19) 串行接口：1个RS-232接口（用于参数配置、设备维护、透明通道）；1个RS-485控制接口（用于云台控制）；1个RS-485键盘接口（用于专用控制键盘）20) USB接口：3个，USB2.021) 报警输入：16路开关量22) 报警输出：4路开关量23) 电源：AC220V，47-63 HZ24) 功耗（不含硬盘）：70W25) 工作温度：-10-5526) 工作湿度：10-9027) 机箱：19英寸标准2U机箱28) 尺寸（mm）90mm(高)441mm(宽)470mm(深) IPSAN推荐产品：DS-A1024R 海康威视。n 主要技术规格1)
42、处理器：64位双核处理器（标配，可扩展）2) 高速缓存：2GB（标配，可扩展）3) 阵列通道：484) 磁盘接口：SATA I，SATA II5) 热插拔磁盘：支持6) RAID级别：支持RAID0、1、5、6、10、50，JBOD，Hot-Spare7) 网络接口：4-8个，10/100/1000M自适应以太网口8) 电源：冗余电源9) 操作系统：Windows，Linux，Solaris，HP-UX，AIX，MacOS10) 协议支持：iSCSI / NFS / CIFS / FTP / HTTP / AFP11) 实时录像视频路数：4CIF格式（PAL：704*576，NTSC：704*
43、480，1.5Mbps）：120路；CIF格式（PAL：352*288，NTSC：352*240，512Kbps）：300路12) 管理方式：基于Web的GUI，串口CLI，支持多设备统一管理13) 管理软件：海康存储StorOS ，RAID管理，存储虚拟化，网络虚拟化，监视工具，系统日志，报错处理14) 尺寸 (mm，宽x高x深)：430 x 397 x 69015) 功率（W）：162016) 工作温度：10-4017) 工作湿度：5%-95%3.10.2 存储管理策略3.10.2.1 存储管理服务器在路段分控中心与路段总控中心部署存储管理服务器，内嵌平台软件的网络存储管理服务软件，是针对
44、大型网络监控系统环境的专用存储管理软件模块，实现远程所有图像的实时录像、报警录像、中心集中备份与事后检索查询服务，计划录像下支持补录。支持DAS、NAS、SAN等多种存储方式，方便后期存储方式的灵活选择与变通。对于视频文件存储建议在条件允许的情况下采用IPSAN存储方式。网络存储管理服务器根据需求可以分布式部署，要求一台存储管理服务器可以管理的视频路数不限，但是同时并发存储处理的视频路数受到服务器性能限制，可以并发响应1000路CIF格式的视频流（相当于500路2CIF或250路D1格式视频）。网络存储服务器软件通过网络获取系统中所有视频源的信息，存储到大容量的存储设备中。系统可以支持N台计算
45、机组成的分布式集群存储结构。在这些计算机的通讯底层是高性能通讯平台技术。在正常运作的情况下，每一台存储计算机负责存储整个系统中的某些录像信息。存储管理服务器管理的对象可以是PC服务器存储设备、DVR、NVR设备、IP网络摄像机，也可以是磁盘阵列或磁带库。3.10.2.2 三层容错技术系统提供三个层次上的容错：首先系统体系结构上的容错技术。系统支持分布式的集群技术，简单地讲，每台服务器正常执行当前的存储任务，但是同时又作为其他服务器的后备集群节点。当集群系统某一节点出现故障，那么底层通讯协议能够准确地监测到这台机器的问题，这就是所谓的成员离开事件，成员离开事件将被可信协议递交到集群中的每一个节点
46、，它的备份服务器将立刻承担起失败节点的责任，进行录像。这就是容错功能。而当失败的节点修复后重新启动并开始录像，底层通讯协议能够把这个重新加入的时间递交给每一个节点，这是所谓的成员加入事件。备份服务器接收到这个时间以后就停止录像。这就是错误恢复功能。第二个层次上的容错是在整个集群都与图像源断开，不能进行实时录像。这个时候，通过计划与实际的录像执行情况进行补录，请参见后面的录像计划与补录。第三个层次的容错是在录像分包时，每一个录像文件结束与一个新的录像文件开始，系统都被冗余一部分数据，以保证没有任何图像帧丢失。3.10.2.3 录像计划与补录每一个录像组可以具有自己的录像计划，录像的执行底层是专业的计划与任务调度引擎。每次录像过程中，系统都会纪录录像的执行时间，系统的维护服务器，根据预定计划与实际的执行情况的差异性，可以计算出需要补录的时间段。补录系统将自动从合适的存储设备上下载缺少的录像信息。当录