智能交通視頻監(jiān)控管理平臺解決方案

文/秦俊峰

伴隨經(jīng)濟增長，我國的城市化水平越來越高，城市交通需求總量開始急劇增長。在經(jīng)濟、科技、政策等各方面的積極努力下，城市交通行業(yè)信息化蓬勃發(fā)展。但是由于城市交通規(guī)模過于龐大且還在繼續(xù)增長，截至2012年6月底，我國機動車駕駛人數(shù)量達2.47億人，其中汽車駕駛人1.86億人，全國機動車保有量已達2.33億輛，其中汽車保有量為1.14億輛，較2011年底增長7.66%，道路交通機動化程度越來越高，機動車和駕駛人數(shù)量呈高速增長。

但是，我國城市道路的建設遠遠跟不上交通的增長速度，機動車增量與城市容量的矛盾越來越尖銳。而作為城市交通智能管理的重要組成部分，交通監(jiān)視系統(tǒng)以十分直觀的圖像信息顯示遠端的交通狀況，為交警部門及時地掌握交通狀況，了解道路信息提供最直接的信息來源，并被廣泛應用于智能交通建設項目當中。

以杭州為例，截至目前杭城機動車保有量已超過85萬輛，這跟10年前相比，整整翻了7倍——這個增長速度遠遠超過了道路增長和基礎設施建設的速度。隨著杭州城市道路交通供需矛盾日益突出，道路擁擠程度與日俱增，道路交通安全管理難度日趨加大，這不僅給杭州交管部門帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，更影響到當?shù)亟?jīng)濟建設的發(fā)展及人民群眾的日常生活與生存環(huán)境。

由此，交管部門越來越迫切需要一種具有布線簡便、訪問靈活、擴展性強等優(yōu)越性的監(jiān)控系統(tǒng)來輔助交通指揮管理，提升交通服務水平、提高交通管控效率。

建設目標

銀江綜合視頻監(jiān)控平臺的建設總體目標是通過利用現(xiàn)有資源，結合各城市管理的具體情況和實際需求，通過應用先進設施與多種管理技術手段，建設高質量、高標準的交通監(jiān)視系統(tǒng)，具體建設總體目標如：1、建設覆蓋城市主要路口、路段、高點的交通監(jiān)視系統(tǒng)，實時反映、記錄交通情況，對交通指揮系統(tǒng)、信號配時系統(tǒng)、非現(xiàn)場執(zhí)法系統(tǒng)、誘導系統(tǒng)等提供即時信息，為指揮部門、秩序部門、事故部門、宣傳部門及一線作戰(zhàn)部門提供有效支持，從而改善城市交通規(guī)劃的科學性、提高信號配時的合理性，優(yōu)化道路渠化，改善交通秩序，提高交通安全性，從而提高交叉口、路段和路網(wǎng)的管控能力。2、本系統(tǒng)也是大公安監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分，在服務交通的前提下，也為治安、刑偵、反恐、國安等提供必要的信息支持。

平臺方案

銀江綜合視頻監(jiān)控平臺設計將遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施”的原則，擴大前端設備安裝區(qū)域，滿足交通管理實際需求，保證系統(tǒng)完全兼容，無縫結合適應與其他業(yè)務平臺的銜接，擴展外延信息發(fā)布，保證系統(tǒng)的完整性和靈活性，實現(xiàn)交通管理現(xiàn)代化、管理數(shù)字化、信息網(wǎng)絡化，有效提升城市的交通管理水平和交通信息服務水平。

平臺概述

銀江綜合視頻監(jiān)控平臺采用樹型網(wǎng)絡結構，結合數(shù)字圖像聯(lián)網(wǎng)平臺的結構與特點，通過底層互聯(lián)互通的方式，實現(xiàn)各級監(jiān)控系統(tǒng)之間的相互聯(lián)動與無縫集成，不受網(wǎng)絡條件限制，不存在單點擴散性故障，單個鏈路損壞不影響其它系統(tǒng)節(jié)點，每一級視頻監(jiān)控系統(tǒng)均可實現(xiàn)局部自治的特性。在結構上不存在系統(tǒng)故障點，當上級平臺出現(xiàn)故障，下級單位仍可繼續(xù)工作，任意局部故障不影響整體系統(tǒng)的正常工作。

系統(tǒng)平臺采用目錄分布式對象管理技術，將各種圖像資源對象（用戶、攝像機、監(jiān)視器、編碼器、矩陣、配置等）都存儲在目錄數(shù)據(jù)庫中，每個對象在全網(wǎng)中都有唯一的名字，實現(xiàn)統(tǒng)一資源和統(tǒng)一編號。

系統(tǒng)平臺支持監(jiān)控前端和用戶端的接入、信令轉發(fā)處理、平臺及圖像資源信息的管理等功能，支持與多個廠家不同矩陣和編碼格式的視頻編碼器、硬盤錄像機、IP-SAN存儲設備進行互通。

能夠實現(xiàn)全市所有圖像資源的整合接入、統(tǒng)一調度，靈活地實現(xiàn)圖像資源的上傳下達，最大化共享圖像資源，為滿足各級部門輔助領導宏觀研判決策、處置突發(fā)事件、開展重大活動和任務等決策指揮調度的需要。

平臺設計

銀江綜合視頻監(jiān)控平臺在中心設計一套單節(jié)點視頻監(jiān)控管理平臺，該平臺物理上由多臺視頻服務器組成，平臺承載視頻的各項應用包括：視頻管理、視頻轉發(fā)、視頻存儲查詢、視各用戶對平臺資源的訪問以及與鄰近視頻系統(tǒng)的集成。包括：

視頻控制綜合管理子系統(tǒng)：該系統(tǒng)為整個平臺的核心管理服務器，通過該服務器，實現(xiàn)了監(jiān)控中心用戶對各個前端視頻的視頻監(jiān)控、攝像頭PTZ控制。提供了全網(wǎng)授權用戶針對監(jiān)控視頻的高質量實時訪問，實現(xiàn)了完善的權限策略，在本系統(tǒng)，為保證核心平臺的穩(wěn)定性，服務器采用嵌入式系統(tǒng)架構設計。管理控制服務器支持采用雙機熱備份模式進行運行，可最大限度的提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

數(shù)字視頻實時并發(fā)子系統(tǒng)：在物理上由一臺高性能服務器組成。該系統(tǒng)提供了全網(wǎng)授權用戶針對監(jiān)控視頻的高質量實時訪問。該系統(tǒng)在容量上可無限擴容。

數(shù)字視頻存儲點播子系統(tǒng)：此系統(tǒng)通過網(wǎng)絡與系統(tǒng)中IPSAN存儲盤陣進行數(shù)據(jù)通信，用戶通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對已存儲視頻數(shù)據(jù)的高速查詢及調看。

時鐘綜合校正子系統(tǒng)：提供統(tǒng)一的校時接口，由視頻管理服務器根據(jù)校時接口協(xié)議向GPS校時單元提出校時請求。GPS校時單元返回時間后，視頻管理服務器向各下屬設備提供網(wǎng)絡校時。

平臺軟件功能

視頻聯(lián)網(wǎng)管理功能

·EMW單機自成系統(tǒng)，若干個EMW系統(tǒng)之間通過模擬或數(shù)字干線（視頻編碼器和網(wǎng)絡）互聯(lián)形成更大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，授權用戶可以從任何一個視頻控制中心操作控制其它控制中心的攝像機、存儲設備等資源；

·節(jié)點之間可以設定上下級關系，即多個節(jié)點可以分層級，全網(wǎng)中的層級數(shù)沒有限制；

·用戶可以遠程控制其它節(jié)點的模擬矩陣，將模擬圖像資源通過模擬干線傳送至本地的監(jiān)視器上，并能使用模擬鍵盤進行PTZ控制，實現(xiàn)和模擬矩陣系統(tǒng)的互聯(lián)；

·用戶可以把其它節(jié)點經(jīng)過編碼后的數(shù)字圖像資源切換到本地的任意解碼器上，并能使用模擬鍵盤進行PTZ云臺控制，實現(xiàn)與數(shù)字系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)；

·用戶可以遠程控制其它節(jié)點的模擬矩陣，將模擬圖像資源輸出至編碼器，通過視頻轉發(fā)服務器轉發(fā)至本地PC電腦上，通過客戶端軟件進行實時視頻瀏覽、錄像和回放，并能進行PTZ控制，實現(xiàn)模擬系統(tǒng)的數(shù)字化。

實時圖像瀏覽功能

·網(wǎng)絡客戶端可實時監(jiān)視多路實時圖像信息并實現(xiàn)一機同屏同時監(jiān)視；多個網(wǎng)絡客戶端可以同時監(jiān)控任一前端圖像；

·在電視墻上可以實時顯示前端任意一個監(jiān)控點的圖像，可以在1、4、6、8、9、10、13、16、全屏等多種畫面分割模式中切換顯示；

·支持按照監(jiān)控區(qū)域、管理權限和實際使用情況（如行進路線）對攝像機分組；

·系統(tǒng)具備視頻自動巡視功能，在可設定的間隔時間內對全網(wǎng)的監(jiān)控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定，輪巡間隔時間可設置。分為組內輪巡和組間輪巡；

·可在圖像的任意位置疊加名稱、時間、場地等字符信息；可在圖像的任意位置疊加圖片和黑屏框以屏蔽需隱藏的圖像區(qū)域。

視頻錄像存儲功能

·支持手動、自動定時錄像、動態(tài)感知錄像、報警聯(lián)動錄像、視頻丟失報警錄像、循環(huán)錄像和報警預錄像；支持服務器錄像和本地錄像；

·分布式存儲結構：錄像內容可存儲在PC客戶端、服務器、專用存儲設備或帶硬盤的視頻編碼器上，用戶可通過客戶端軟件對全網(wǎng)的錄像文件進行統(tǒng)一管理；

·支持存儲服務器、磁盤陣列、NAS、SAN等多種存儲方案。

視頻錄像回放功能

·多畫面同時回放：支持同時回放多個服務器或本地的多個存儲通道的同一時間的錄像文件，多達16畫面同時同步回放，支持1/4/6/9/16畫面顯示；

·支持多種回放操作：回放時可以進行暫停、播放、停止、快放、慢放、單幀步進、單幀后退、循環(huán)播放、精確定位到某幀、打印、縮放、備份、調節(jié)音量、調節(jié)亮度／色度／對比度／色調等操作；

·畫面抓拍：將任意一副回放圖像存放成JPEG或BMP格式的圖像；

·支持節(jié)假日設定、預錄像設置、錄像文件最大長度設定、存儲容量設置和狀態(tài)顯示；

·支持文件生存期設定和錄像狀態(tài)（自動、手動、報警、運動檢測）顯示；

·錄像文件檢索：按日期、時間、類型、服務器、通道檢索客戶端本地或遠程服務器端錄像文件，檢索后還可以按日期時間、通道、服務器、類型來過濾。

視頻碼流分發(fā)功能

·數(shù)字碼流支持一個源分發(fā)給一個或多個用戶，其網(wǎng)絡連接方式可以為單播、組播和TCP方式；

·視頻轉發(fā)服務器支持從一個網(wǎng)絡地址轉發(fā)到另一個網(wǎng)段的網(wǎng)絡地址（即網(wǎng)絡地址轉換NAT）；

·視頻轉發(fā)服務器具備數(shù)字干線管理功能。

權限及安全控制功能

·系統(tǒng)采用多級權限控制管理，按實際的管理架構對每個用戶賦予不同的權限和級別，系統(tǒng)登錄、操作都需要進行權限驗證，多個用戶具備同樣權限時，高級別的用戶可以搶占低級別用戶的資源；

·用戶權限漫游，用戶在全系統(tǒng)中只需要通過一個帳號和密碼就可以漫游全網(wǎng)訪問任何有權限的資源；

·級別高的用戶可以搶占級別低的用戶對某資源的控制權，反之則不行。低級別用戶的控制權被搶占時會得到明顯的通知。

干線管理

·網(wǎng)絡視頻管理平臺具備模擬干線和數(shù)字干線管理能力，干線管理的方式有：路由選擇、復用、鎖定和搶占、搶占后處理和預留；

·干線的路由選擇是指每一次需要干線的時候能找到全網(wǎng)中最優(yōu)（經(jīng)過的節(jié)點數(shù)最少、盡可能復用原來干線、搶占的代價最小等）的一系列干線；

·干線復用是指多個節(jié)點上的用戶查看同一個攝像機的時候要盡可能復用原來干線，避免占用新的干線；

·在干線被占滿，且有高級別用戶需要調用圖像資源的時候，就會發(fā)生搶占，搶占時總是搶占路徑最短、搶占的代價最小的干線；同時，在高級別的用戶鎖定干線時，要保證低級別的用戶不能搶占這些干線；

·在高級別的用戶搶占了干線時，原來占用干線的用戶能夠得到友好的通知。

報警聯(lián)動功能

·報警接入：通過I/O報警輸入或RS232串口，系統(tǒng)能接入各種標準的報警探測器，包括：紅外對射、雙鑒探測、煙感、玻璃破碎等；支持多種型號報警盒和報警主機的連接；

·遠程報警及聯(lián)動控制：檢測多路報警信號，當發(fā)生報警時，自動啟動各種對應的聯(lián)動設備，將視頻切換到相對應的攝相機，觸發(fā)自動錄像，觸發(fā)自定義宏，通過網(wǎng)絡向監(jiān)控中心報警，客戶端彈出報警信息提示；

·報警聯(lián)動工作表：為每個報警輸入指定報警聯(lián)動工作表。工作表可按周一至周日以及節(jié)假日的不同時間段分別指定聯(lián)動哪些報警輸出；

·報警參數(shù)設置：設定報警盒型號、串口等物理參數(shù)；客戶端顯示報警輸入輸出、運動檢測、視頻丟失的細節(jié)信息列表；設定報警顯示次序。

系統(tǒng)維護功能

·系統(tǒng)所有重要操作，如登錄、控制、退出、報警確認等，均有日志記錄，系統(tǒng)可對日志記錄進行查詢和統(tǒng)計；

·局部配置調整后，自動更新全網(wǎng)系統(tǒng)配置，方便維護管理；

·更換設備（例如攝像機、編碼器和鍵盤等設備）無須停止系統(tǒng)運行；

·通過組播協(xié)議自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡上的主要設備和它們的IP地址；

·主要設備可以方便地遠程查看版本號、可以遠程修改IP地址、支持軟件遠程在線升級。

負載均衡功能

·由多臺服務器以對稱的方式組成一個服務器集合，每臺服務器都具有等價的地位，都可以單獨對外提供服務而無須其他服務器的輔助。通過負載分擔技術，將外部發(fā)送來的請求均勻 分配到對稱結構中的某一臺服務器上，而接收到請求的服務器獨立地回應客戶的請求。

網(wǎng)頁瀏覽功能

·支持WEB瀏覽，服務器內置Web Server，用戶可通過IE瀏覽器隨時登錄和退出；

·在Web瀏覽方式下，支持客戶端軟件的所有常見功能，包括攝像機參數(shù)設置、云鏡控制、本地錄像、錄像回放和檢索等。

GIS應用服務功能

·提供良好的電子地圖功能：提供接口軟件與第三方GIS系統(tǒng)集成；

·平臺將面向全網(wǎng)用戶提供攝像機點位的GIS電子地圖服務，用戶可及時獲取并更新地圖信息，方便直觀地定位和查看前端監(jiān)控點圖像。

平臺特點

銀江綜合視頻監(jiān)控平臺通過先進的信息技術、通信技術、控制技術傳感技術、計算機技術和系統(tǒng)綜合技術有效的集成及應用，實現(xiàn)了人、車、路之間的相互作用以全新的方式呈現(xiàn)，從而實現(xiàn)城市交通事前預測、事中指揮、事后分析一體化管理，結合多渠道的信息服務手段，有效提高道路交通智能化管控能力、交通管制監(jiān)視能力，改善城市交通狀態(tài)。

通過監(jiān)控、分析和預測手段，達到事前預防

增加主動管理能力，整合集成各個子系統(tǒng)，集視頻監(jiān)控、事件檢測、數(shù)據(jù)分析等手段進行深入挖掘，并通過傳回的交通視頻信息進行智能化提取和行為分析，獲得最新路況信息。可實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理、智能化控制，變被動管理為主動管理、從而有效實現(xiàn)事前預防。

通過報警、預案、指揮功能，實現(xiàn)事中應急聯(lián)動

交通事故、突發(fā)警情等社會應急發(fā)生時，最重要的要求是及時響應和有序的處理，因此，前端設備的實時報警和相關路段的監(jiān)控、信號、交通誘導可控，警力資源的及時定位和跟蹤都是突發(fā)事件應急指揮中必不可少的因素，通過對每次警情處理任務的不斷總結，形成處理預案，實現(xiàn)事件應急聯(lián)動機制，可從容應對突發(fā)事件，提升對突發(fā)事件的防御能力。

通過黑名單布控、決策分析，達到事后分析布控

本系統(tǒng)中通過GIS地圖的引入，使監(jiān)控布局更加合理，更加直觀，能最大限度地避免疏漏。當交通事件發(fā)生之后，通過對檢測數(shù)據(jù)進行分析獲得車輛軌跡和事件趨勢，作為下一步處理的參考依據(jù)，并可對預案流程進行優(yōu)化。通過黑名單布控可將違法車輛信息布控到指定卡口，當車輛經(jīng)過時會實時報警，以便現(xiàn)場攔截。有效打擊了違法犯罪行為，保證了民眾的安全。