智能高速公路监控系统服务方案

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第一章 概 述

伴随城市化进程的持续深化，高速公路网络日臻完善，不仅极大地提升了交通便利性，同时也对高速公路的运营管理提出了更高要求。尤其在这一领域，视频监控技术发挥着不可或缺的核心作用。

在高速公路行业中，视频监控的部署尤为显著，鉴于其跨长距离及绵延的收费区段，实现全程联网管理至关重要。各种传输与管理系统得以综合运用，其中光纤传输技术尤为普及。站点间信息的汇集，随后需通过网络传输至远程的总控制中心。自早期仅限于收费亭监控以来，视频监控在现代交通领域，特别是在高速公路安全与运营中扮演着不可或缺的角色。

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

高速公路项目的视频信号监控与管理，按照层级划分，可以概要如下：

1)各收费站

该收费监控系统主要负责监控收费站的车道、收费广场及收费亭的运营状况，详细记录车辆（包括各类别）通过收费车道的情况，同时关注收费员的操作流程，并对收费过程中的突发和特殊情况实施严密的监督与管理。

2)各服务区

监控系统集成各服务区的本地视频信号，旨在全面监控区域内的车辆、货物及行人的动态，从而强化服务区域的安全防护。

3)道路监控

该道路监控系统专司监控高速公路主线、互通立交及隧道等关键区域，旨在实时监控道路交通动态，迅速识别出交通拥堵点与违规车辆，从而实施有效引导，确保高速公路的安全且保持顺畅运行。

4)监控分中心

高速公路路段通常配备一个监控分中心，负责该路段的全面监控与管理。收费站的视频信号依据监控分中心的指令选取若干路进行上传，而监控分中心则对所有收费站上传的图像实施统一监控和操控。

5)交通部门管理中心

区域高速公路的统一监管、管理和调度由各地的管理局负责，通过区域间的协作实现。监控体系中，各站点的视频流被各片区监控中心筛选后，传输至市级交通管理中心进行集中监控与管理。在现代项目设计中，部分高速公路收费站已不再设立独立的站级监控，取而代之的是将视频采集点产生的信号直接上传至路段监控分中心，或者经过矩阵处理后再传输至路段中心。所有道路监控信号均接入监控分中心，形成联网的分级控制系统，其中市级交通中心通常具有最高的控制权限。控制指令通过逐级传递的方式，精确地到达各个需要调控的设备上。

第三章 设计依据及原则

3.1基于的设计原则与参考

《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》

《工业电视系统工程设计规范》

《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》(GB50198-1994)

关于中华人民共和国公安部发布的行业标准：《中华人民共和国公安部行业标准》

《通用性应用电视设备可靠性试验方法》：GB2322-1990

《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》

《静电放电抗扰度试验》GB/T 7626.2

《射频电磁场抗扰度试验》：GB/T 17626.3

《电子工程电缆设计规范》：GB50217-1994

《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

IEEE 802.3u标准下的《100BASE-TX》技术详解

技术要求与测试方法：《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

电磁兼容性评估标准：《工业控制测量和控制装置的电磁兼容性》GB/T 13926-29

《脉冲编码调制通信系网络数字接口参数标准》

《MPEG4视音频编解码标准》ISO/IEC14496-2

3．2系统设计原则

本系统方案的设计需遵循以下基本原则：先进并兼顾实用性，追求稳定与可靠性，易于升级和维护，且务必符合相关规范标准。

3.2.1创新且高效的解决方案

在系统构建的全过程中，始终坚持采纳先进且实用的理念。此处的'先进'特指选用的产品与系统应当代表当前计算机科技的前沿成就。这具体表现为：

智能化要求： - 产品与系统的智能化特性：具备自主编程、记忆功能以及防盗防剪性能； - 前端设备与系统的通信效能：确保高效稳定的通讯，并实现故障自动检测与报警功能； - 设备的独立性：前端设备需具备独立运行的能力，内置CPU能独立处理工作流程，无需外部干预。

系统要求：集成计算机多媒体技术的应用，具备友好的人机交互界面，通过图形用户界面（GUI）等工具，以便系统管理员能够轻松学习和操控，实现集装箱残损检验值班工作的高效管理。

随着计算机网络技术的飞速发展与广泛应用，系统设计应优先选择采用网络技术构建的产品及软件系统。非网络技术产品在新世纪的进程中将面临迅速被淘汰的命运，因此，摒弃它们是明智之举。

实用性体现在所选用的产品和技术已历经市场验证，能够满足当前系统的实际需求，摒弃了浮夸不实的特质。

系统设计的实效性：所采纳的产品与系统需历经市场验证的成熟阶段，尤其在中国市场尤为关键

应有成功的应用案例。

系统设计时的合理性关键在于对所需功能进行周密配置，确保其稳定性，且该配置应具有持久性，即使在工程竣工后，亦可轻松进行调整，体现出其灵活性与便捷性。

前端产品与系统软件的易用性：两者均具备高度的学习与操作便利性。特别强调的是，系统的操作性应确保即使是对电脑基础有一定了解的管理阶层，经过适当的培训也能迅速掌握核心操作技能，从而胜任值班任务所需的操控水准。

3.2.2强化稳定性与可靠性保障

在设计系统的过程中，首要的强制性原则是确保系统的稳定可靠。这一原则需涵盖三个关键要素：

系统可靠性保障：设计需全面严谨，涵盖计算机、系统、前端设备以及通讯联线、接地等各环节，确保系统运行的稳定与无虞。

设备选型需注重可靠性：为了确保系统的稳定运行，务必选择具备优良可靠性的设备。

系统在日常运行中，尽管故障率极低，但仍可能因不可预见的因素导致问题的出现，尤其在便捷的设置保存与恢复功能上尤为突出。

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

系统设计的第三项核心原则是注重系统的可升级与可维护性。鉴于任何先进系统均有可能因时间流逝而面临技术过时的风险，因此在设计过程中，务必充分审视系统的升级与维护需求，具体体现在以下几个关键环节：

系统软件的智能化升级：优先考虑具备厂家免费升级承诺的管理软件。升级过程应简洁高效，仅需系统管理员操作，无需复杂的步骤或专业技能要求。

在设计过程中，我们注重采用模块化设备，旨在提升硬件维护和升级的便捷性。由此构建的系统亦遵循模块化原则，以便于各个部分的灵活拆卸与更换。

便于系统的维护和升级。

在线持续维护：鉴于监控系统的特性，其运行中断将可能导致潜在的安全风险。虽然短时间内可能不会立即引发问题，但无法排除问题发生的可能性。因此，理想的维护模式应为在线式，即在系统不间断运行的状态下，允许更换组件配件以确保系统的稳定运行。

3.2.4全面满足质量标准

在系统设计的过程中，务必严格遵照国家、部委及地方的相关规范与标准要求。

第四章 系统具体设计

近年来，我国高速公路通车里程屡创新高，伴随着这一快速增长，高速公路运营部门与路政部门面临着如何有效遏制交通事故扩散、提升经济动脉效能以及优化服务与管理质量的重要议题。

在传统的高速公路机电体系中，监控系统的核心目标是监控关键路段的动态，然而其覆盖范围受限，特别是在夜间，如沿线的快球摄像头几乎失效，难以提供全面的车辆视野。即便借助远程红外光源的高清摄像机，其监控范围亦显狭窄。据统计，夜间交通事故的发生率显著高于白天，且超速事故尤为突出。此外，对沿线设备的意外撞击和逃逸车辆的追踪判断，现有监控系统力有未逮，给高速公路运营和路政管理带来了重大的经济损失。为了提升效率，我们计划对现有监控系统进行智能化升级，引入智能分析功能，实现实时全天候路况监控，自动识别异常并即时警示操作人员，同时记录特殊事件，便于后续查阅与追踪。

随着高速公路管理需求的日益复杂，传统的监控系统已显得力有未逮。为实现高效管理和提升整体品质，包括应急响应能力，我们南京晟爱数码科技有限公司积极引入创新科技，致力于研发一套专门针对高速公路通信与监控环境的智能化全方位解决方案。这套系统不仅提供强大的软硬件支持，而且能整合各个子系统的特性和功能，构建一个智能化的综合管理平台。通过该平台，我们可以有效汇总、管理和发布智能前端设备收集的信息，从而弥补现有监控系统的不足，构建起立体的管理、控制与防护体系。

我们的设计策略将整个系统细分为六个关键子系统进行构建：

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

在收费站前及后方50至80米的广场出入口各配备一款智能球型监控摄像头。其核心功能在于全方位监控收费区域的实时状况，包括车辆流量监控，以便收费站管理部门能迅速调度收费岗亭，有效防止拥堵或其他突发情况的发生。

4.1.2收费亭监控设计

每个收费站收费窗口配备了一台彩色半球摄像机，专司监控收费亭内部的全面收费操作。同时，亭内设有高清晰度麦克风，对全过程进行录音记录，以此有效防止收费争议，确保车辆顺畅通过。

4.1.3车辆详细监控方案

该系统为独立的车辆抓拍装置，与常规监控系统有所区别。每个收费站入口车道区域，特别是在岗亭前方5米处，配置有一台专用的彩色固定摄像机。其核心功能在于监控车辆是否进入收费区以及清晰记录车辆的车牌信息。

4.2服务区监控系统设计

为了确保高速公路服务区的全面监控，满足其安全防护需求，我们的方案是在每个进出口部署红外摄像机，实现实时监控进出车辆的全天候活动；在广场区域设置一台室外中速球机，关注车辆动态及休闲区域的情况；而在餐厅和商店内部，我们将安装红外夜视摄像机，对客流量实时监控。凭借这些监控设备的综合效能，我们能够达成对服务区的全方位覆盖，有力保障了进出人员的生命财产安全。

我们的方案是将每个服务区作为独立的监控区域，每个服务区内部会配备一台网络硬盘录像机。监控点直接连接至本地硬盘录像机，通过显示器接收硬盘录像机的VGA输出，实现区域内实时监控与操作。同时，为了数据存储，我们在硬盘录像机内安装了硬盘用于录像资料的长期保存。

4.3高效智能的道路监控方案

4.3.1实时交通监控与安全预警系统

传统监控中心主要依靠监视器展示有限的道路及收费站广场实时画面。监控员需通过观察图像来识别异常并手动触发警报，进而提出应急处置和救援建议，其决策过程基本上属于事后的应对策略。这种方式对于突发性强的交通异常事件预测能力较弱，易导致二次事故风险，例如大规模的追尾事故隐患。

旨在提升高速公路服务品质，最大限度减少事故带来的生命财产损失，实时有效识别交通异常情况，缩短系统响应时间，从而为突发事件应对与紧急救援争取宝贵时刻，平台整合了交通事件自动检测系统。该系统在网路视频编码设备中嵌入了视频分析为基础的事件处理算法，利用沿途监控摄像头的影像资料进行智能分析。

该系统通过图像处理算法进行实时事件预警，对图像的对比度和色彩饱和度需求较低，适用于昼夜变化及恶劣天气条件，如晴天、雨雪、雾霾等，专注于高效识别高速公路上的各种交通事件，并通过声光告警机制即时通知监控人员。智能分析子系统的架构主要包括前端摄像机、传输链路以及监控室内的控制与显示设备三个核心组件。

监控摄像子系统：

实施公路沿线摄像设备部署，旨在监控高速公路的车辆动态及路面状态。

传输子系统：

监控中心子系统接收到来自摄像机采集的原始模拟图像，这些图像未经压缩直接由传输系统传送至中心监控设施。

配置监控中心的显示与控制设备，旨在实现对前端摄像机的便捷操控，同时实现所需图像在显示设备上的直观切换。

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。

物体滞留监控功能：专注于检测在指定位置停留超出用户预设时限的车辆或其他目标，特别适用于识别遗忘物、违停情况的实时监控。

实时监控功能：系统能即时检测并关注用户预设区域内的任何目标动态，特别适用于高速公路关键路段的监控任务。

路径跟踪监控：专注于监控物体在区域间的移动，特别针对车辆的违规行为，如不按规定转弯、掉头或超越边界。

车辆行驶路径监控：识别并纠正行驶方向偏差的机动车，以及监控接近禁区边界的潜在入侵者。

速度监控功能：专注于检测场景中目标物体的动态速度，特别适用于诸如车辆超速等违规行为的实时监控。

物体滞留监控：此功能旨在测定在监控场景中物体停留的时长，特别适用于侦查潜在的可疑活动于高风险区域。

车辆监控与计数：通过对视频图像的实时分析，实现对道路交通流量、停车场内车辆数量的精确统计。

目标进入视野后，系统具备PTZ自动追踪功能，实时响应目标运动。

4.3.2 高效车辆监控与识别解决方案

我们的高速公路车辆智能检测记录系统，由三个主要组成部分构成：卡口车辆记录子系统、中心管理子系统以及网络通讯子系统。详细的功能描述如下：

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；

中心管理子系统的主要功能包括远程操控卡口设备、网络监控、图像和数据处理，对疑似黑名单车辆实施布控，支持预收费车辆数据的下载，以及违章车辆的处理。在设计时，我们充分考虑了与其他交通管理系统接口的兼容性。该系统配备有一台数据库服务器，用于安装并集中存储来自各数据服务器的数据。用户通过网络访问，即可全面查阅并汇总各服务器的数据，从而全面掌握所有卡口车辆的相关信息。

该网络通讯子系统的核心功能在于确保卡口车辆监控与指挥中心管理环节间的数据与图像信息的高效传输。

系统的工作流程如下：  - 车辆接近时，其金属底盘引发地感线圈的频率变化，车辆检测器借此辨识车辆的到来。 - 一旦检测到车辆，车辆检测器会发送一个开关信号激活高清摄像机，随即开启高速闪光灯补光，进行即时抓拍。 - 摄像机拍摄的图片生成后，通过传输线路送至控制主机的内存中，主机的软件系统对图像进行处理和识别，识别出车牌信息，并将图像与车辆详情存储于主机硬盘。 - 当主机与中心服务器网络连接畅通，车辆信息及抓拍的车辆图像将实时上传至中心服务器，用于存储并支持进一步的管理操作。

4.4高效线路传输方案

高速公路监控系统的信号传输，鉴于其覆盖长距离且环境条件严苛，对信号的抗干扰能力和远程传输性能提出了极高的标准。在这样的背景下，光纤作为传输载体的选择尤为关键，而视频光端机因其卓越的特性脱颖而出。其凭借其显著的传输优势——传输距离远、传输质量稳定，尤其在实现无损数据传输时，发挥了不可或缺的作用。

1.适应远距离，不受恶劣环境影响。

传输需求涵盖了话音通信等多种业务，尤其对于高速公路的管理体系，包括管理总中心、各级中心与分中心以及收费站，对业务电话通信的实时连通性和部分网络信息的即时交互具有严格的要求。

分级联接架构：高速公路监控体系通常划分为收费站监控、监控分中心管理和监控中心三级。数据从各路段收费点、亭位以及道路监控设备开始，向上一级监控中心汇集的同时，也需向下一级进行递进式传输。

稳定性：针对高速道路交通环境的复杂性，本方案着重于防雷措施的实施以及确保监控点视觉功能的稳定运行。

频的稳定传输是应当特别强调的。

通过上图揭示的体系结构，高速公路的监控系统将收费亭、车道、广场及沿途站点的监控信息统一向上级监控中心进行上传，进而递交给省级分控中心，最终可能汇总至全国高速公路管理核心。在这样的层级联网传输模式中，光端机作为一级监控中的关键传输介质，其性能优劣与多级联网的成效息息相关。光端机的稳定运行和高效性能至关重要。

在高速公路监控系统中，定性的性能及其对多模式传输的兼容性具有核心重要性。通常，监控数据会通过网络传输至监控分中心并汇总到总控中心，这主要依赖于电信或网通提供的E1/2M通信通道，通过数字视频编解码技术来确保音频、视频和控制信号的传输。在监控总中心，所有的视频内容可通过视频服务器实现远程浏览、控制以及集中化的管理系统。

鉴于上述所述的严格需求，对光端机的基本性能参数提出了极高的标准。因此，天地

伟业公司推出的高速公路专用光端机凭借其卓越性能，展现出一系列优势如下：

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。

光端机具备出色的20分贝动态范围，可实现高达40公里的传输距离，充分满足高速公路远程通信的需要。传输距离的扩展直接受动态范围的影响，设备的性能在长距离传输中更为显著。根据工程实践，当每公里传输损耗保持在0.5分贝以下时，性能表现较为理想。因此，20分贝的动态范围确保了40公里的稳定传输。相比之下，市场上大多数产品的动态范围仅为12至15分贝，我们的产品在传输效果上具有明显优势。

该系统支持多元化的业务接口，兼容视频和数据传输的同时，亦可接入语音及以太网等信号，确保在特殊情况下对各类信号的高效传输需求得以满足。

为了确保光端机的长期稳定运行，高速公路环境下的全面电路防护显得尤为关键。鉴于其通常位于城市边缘的开阔区域，对包括防雷在内的各类保护措施有极高要求。

在设计光端机数据传输过程中，确保与市、省交通厅监控中心建立专用通信线路的集成方案，是一项必不可少的考量。

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

技术概述：构建于网络服务供应商如电信、网通等提供的公共网络基础设施之上的虚拟专用网络(VPN)技术，其本质是通过动态利用公众网络资源，在不依赖实体端到端连接的情况下，实现两个节点间私有且安全的数据通信通道。根据IETF的定义，基于IP的VPNs可被解读为：通过私有隧道技术在公共互联网上模拟创建一个独立的、广域的专用网络，赋予用户仿佛直接连接般的体验，而无需实际部署传统的长途数据专线，完全依赖于互联网的共享数据网络资源来实现通信需求的满足。

经济优势：作为互联网上临时构建的加密专用虚拟网络，用户无需承担租用专用线路的费用，主要的财务投入仅限于购买VPN设备以及向互联网服务提供商支付基础网络费用，从而显著节省了高额的长途专线成本。通过运用二层或三层隧道及加密技术，我们确保了互联网传输数据的全面安全性。

挑战与局限：在隧道构建与数据加密过程中，对网络设备资源的需求庞大，这使得VPNs的核心性能聚焦于保障安全上。然而，在大规模应用中，特别是处理实时音频视频流时，可能会出现性能瓶颈，难以满足教育部的严苛标准。同时，经济型产品往往牺牲部分性能以降低成本。

二、MPLS-VPN网络

技术概述：多协议标记交换(MPLS)的核心是其高效的数据传输机制，而MPLS-VPN则是在这一基础上构建的企业级虚拟专用网络解决方案。它实现了在公共互联网上创建私有IP网络，支持数据、语音和图像等多种业务的宽带融合，并集成差异化服务与流量工程等手段，确保专网用户获得优质服务体验。  MPLS-VPN的主要优势在于其不仅延续了传统VPN的功能，而且还强化了服务质量(QoS)保障，能满足专网用户对性能的严格要求。其特性包括但不限于高度的可靠性、卓越的安全性、强大的可扩展性和高效的网络管理能力，这些都是其核心竞争力所在。

为了确保视频传输的高效稳定，我们提议借助专业的网络服务提供商（如电信、网通等）构建MPLS-VPN专用网络，从而实现在各高速公路路段的视频图像向市级及省级交通厅的中心机房无缝传输。

4.5 智能交通分控中心规划

高速公路系统的前端监控节点中，收费站分控中心扮演着关键角色。摄像机捕获的视频流，涵盖广场、收费亭及车辆特写镜头，经由光端机传输至分控中心。中心内，视频信号由视频分配器处理，进而分配至硬盘录像机进行持久录像，录像的存储时间依据用户需求配置相应容量的硬盘。实时监控画面在电视墙上通过模拟矩阵清晰呈现，支持轮巡切换功能以全面查看系统状态。为了同时控制前端球机，矩阵与硬盘录像机间需配备码转换器以确保通信。抓拍主机专门负责接入车道车辆的特写图像，利用其内置识别技术，将车牌信息及其他关键数据上传至中心数据库，从而支持省级交通管理部门对车辆的查询和统计分析，为决策提供详实信息。

鉴于高速公路路线众多且覆盖地域广阔，显然难以由上级监管中心全面监控。因此，各区域的分控中心分别负责其管辖路段的实时监控画面。为了确保能即时应对突发事件并防止延误，系统的构建倾向于采用模拟技术。基于此考量，我们选择非压缩设备及模拟矩阵作为关键组件。

4.6交通管理机构中心规划

作为系统的中枢，交通管理部门中心集成了所有视频资料，统辖前端硬盘录像机和客户端，发挥着全局调度的关键作用。首要职责在于监控各路段的视频画面，配置视频转发服务器，为远程用户接入系统提供了统一的访问接口。然而，随着接入用户的增加，系统的管理需求日益复杂。为此，必须实施用户统一管理，分配差异化权限，这就需要构建一台专门的管理服务器主机以确保秩序井然。

我们的公司针对交通管理部门中心对图像展示的需求，自主研发了数字矩阵系统。凭借其特性，仅需一根网络线即可接入前端众多的视频源，显著优于传统模拟矩阵所需的数百乃至上千根视频线。以下，我们将详细剖析各服务器的功能特性。

4.6.1 管理中心服务器设计

针对服务区广泛分布且监控点位分散的特点，我们在系统管理框架中引入了"系统管理服务"的理念。通过该软件，我们实现了对系统内部设备与用户的统一集中管理和权限分配控制，其主要优势体现在以下几个方面：

作为系统的核心控制中心，服务器的管理扮演着至关重要的角色，它统筹全局，负责前端设备、内部用户以及所有操作日志的高效管理。随着系统功能升级、规模扩大和用户数量剧增，若缺乏有效管控，系统的安全性和稳定性将面临严峻挑战。管理主机构建于数据库之上，作为后台管理系统的核心组件，其主要职责包括用户权限的分配与验证、全面的权限管理和控制指令的转发与日志记录，具体功能如下：

区域管理职能：监控系统中的各个监控区域可能包含多级子区域，以及分布在各区域内的多台DVR。此功能的核心在于管理各个区域的增删操作，精细调整各级别的隶属关系，并对区域内DVR设备进行配置更新。在大型监控系统中，面对多路视频流的转发，'区域管理'功能同样承担着对流媒体服务器的集中配置与管理任务。

用户权限与管理：涵盖系统各工作模块下的用户全方位管理，具体涉及服务器用户、报警管理用户、监控中心用户、客户端用户以及前端DVR/DVS用户的管理。此外，系统对每位用户会进行权限分配，确保在执行任何操作前，他们均需在管理中心获取相应的操作许可。

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

权限分级管理：系统依据用户的职务特性设置差异化权限，当各级别用户执行相同操作时，系统会智能赋予高级用户优先处理的权利。

一、前端设备参数配置管理： 1. 获取并管理DVR/DVS的配置参数，支持参数调整； 2. 实现远程监控与控制功能，如远程设备重启、关机、升级、DVR格式化以及时间同步操作； 3. 对前端所有解码器的参数设置与修改功能亦在其中。

日志体系：系统集成详尽的操作记录、警报信息以及系统运行历程。操作记录明细涵盖了所有用户在系统中的活动；警报日志详细记载了系统发生的每一条报警，包括报警区域、触发时间及具体事件；系统运行日志则完整追踪了系统一段时间内的运行状态，例如启动时间、配置生成时刻以及操作员标识。管理者可根据需求查询并获取相应的日志进行查看或打印。

4.6.2高效视频传输方案

鉴于系统后端将服务于众多的分控用户，他们在并发操作同一图像时可能导致前端设备资源的瓶颈。为确保系统需求得以满足，我们的解决方案是在监控中心部署一套流媒体转发服务器，并配合我们自主研发的流媒体软件执行图像的多路分发。以下是相关性能详情：

流媒体服务器模块担当视频转发的核心职责。在系统后端应用平台的操作流程中，一旦用户权限通过管理服务器的权威验证，管理服务器便会将图像调用指令传递给流媒体服务器。随后，流媒体服务器接收指令后，会从前端编码设备获取所需的图像数据。最终，它按照用户的个性化需求，以多播的形式将图像数据传输至用户终端。以下是流媒体服务器模块的详细功能阐述：

开发转发功能：支持以多路复用的方式在网络内部将前端视频流传输给授权用户。

优化前端编码设备负载：在日常操作中，前端编码设备需执行包括图像压缩、录像存储与网络传输在内的多重任务。每当接收到用户获取前端图像的指令，设备会迅速响应并执行相关操作。在大型监控系统中，多用户并发访问一台设备的情况频繁出现，这导致需要对多用户请求进行高效管理和处理。鉴于前端编码设备的运算速度和能耗资源有限，难以满足众多并发用户的访问需求。  然而，引入流媒体服务器后，所有用户在获得管理服务器的权限认证后，管理服务器将统一向流媒体服务器发送指令。随后，流媒体服务器负责从前端编码设备获取图像数据，并通过多播技术向授权用户推送。这样，始终由流媒体服务器向前端设备发起请求，有效缓解了前端设备的压力。这一策略既保护了前端设备，又满足了用户的需求，实现了负载均衡和高效服务。

优化网络资源分配：当用户并发访问多路图像时，会逐路消耗系统网络带宽，尤其在资源有限（如仅1-2M）的系统中，难以满足大规模监控需求。引入流媒体服务器后，系统通信模式转变为单用户与前端设备，仅需单用户带宽，既确保了监控需求的实现，又有效节省了网络资源。

处理跨网络区段挑战：当客户端用户与前端编码设备间的网络连接不可直通，导致无法实时从设备获取图像数据时，经由流媒体服务器的中继可以有效缓解这一问题。

4.6.3大屏设计方案

该设备能够高效连接并处理上万路视音频分布式输入，适用于广泛的大型监控项目。通过一台数字矩阵主机，您能够轻松实现对众多视音频信号（1-32路）的灵活组合与切换，同时保证每一路视频图像（1-32路）能精确映射到电视墙上，操作简便，管理直观。

利用LAN、DDN、ADSL以及IP切换技术，能够实现在监控中心无缝切换来自众多终端设备，包括数百台乃至上千台DVR、DVS及网络摄像机的实时视频图像，操作灵活高效。

操控远程云台实现角度调整与镜头聚焦，同时支持灯光控制与雨刷功能。

RCISMCTMS2000矩阵系统支持根据用户的个性化需求，提供以下三种上墙展示方式。

图像的切换浏览功能可以通过电脑键盘操作实现。

图像的切换浏览功能可以通过鼠标拖动操作来轻松实现。

图像的切换浏览功能可以通过模拟键盘操作来实现。

我公司自主研发的数字矩阵特色：

我们的研发团队已成功设计出一款兼容的数字矩阵主机，它能够无缝对接我们自主研发的模拟键盘。

实现用模拟

键盘控制数字矩阵上墙和图像切换的新模式。

成功实现了对数字矩阵的优化，使其在显示器或大型等离子屏幕上呈现出的预览图像与实际显示画面保持一致无误。

通过分离设计，提升了用户的灵活性与实用性，这一举措带来了显著的优势。

中心大屏具备实时响应功能，当远程警报触发时，会立即显示弹出式报警图像及详细的文字信息。其主要功能包括：

操作系统支持Windows环境，配备全面的中文用户界面，注重用户体验与操作便利性。

采用MPEG-4/H.264编解码算法

图像分辨率出众，支持独立调校，并能迅速无损复制至各类应用场景。

支持多路视频输入，每一路的显示与记录速率均为25帧/秒（PAL制式）

·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

兼容多种型号的高速球型摄像机，并支持云台控制解码器协议

网络传输性能卓越，支持实时接入局域网，实现监控、查询、录像回放、远程操控以及远程接收警报，并同步显示平面图功能。

值班操作日志详细记载了所有的操作步骤，旨在支持系统的维护与核查任务的执行

计算机系统全面负责交接班、值班状况以及操作流程的自动化管理，实现便捷的查询功能。

系统具备自动故障恢复功能，当硬件出现异常导致系统非正常关闭时，将自动启动以维持稳定运行。

具备灵活的循环播放选项，支持单路连续播放与多路并发循环切换功能。

该设备配备键盘操控功能，支持专用键盘对视频进行便捷切换，无论是对本机还是远程的任何一台DVR主机，均可实现高效控制。

网络架构灵活多样，兼容诸如 PSTN、ISDN、局域网（LAN）、广域网（WAN）、帧中继（DDN）以及虚拟专用网络（VPN）等多种传输途径。针对单一数字矩阵主机的性能限制，其最大支持16路模拟音频和视频输出。对于需求更高的32路及以上模拟图像输出，系统设计采用分布式解决方案，通过集成数字矩阵管理服务器模块，将多台数字矩阵主机的音频和视频输出及切换功能整合。此模块使得管理员能够通过单一配备数字矩阵管理服务器模块的设备，作为矩阵管理核心，实现对所有矩阵节点的集中和高效管理。

4.6.4实时监控点预览与回放功能详解

监控中心模块名副其实地具备全面的可视化性能，它集成了实时预览前端所有视频影像以及对解码器的精准操控功能。以下是其特色及其详细功效：

兼容Windows 2000及Windows 2003 Server操作系统，界面采用全中文菜单设计

●人性化界面，方便用户操作

·图像清晰度高，每个图像通道可独立调节

每路显示与记录的速率皆为25帧/秒(PAL)标准。

·音频与视频同步实时记录及回放

支持在监控录像及实时画面查看时，对单一帧画面进行抓取，亦可同步获取所有画面的截图功能。

实现多功能人工智能操作，包括监控、记录、回放、控制及备份任务的同步执行。

电子地图管理具备创新特性：一目了然的界面设计使得报警响应直观明显，一旦接收到警报，平面图会自动弹出并闪烁，同时能自动切换至报警图像，实现即时画面转换。此外，管理员能够便捷地在电子地图上进行编辑和修改操作。

支持连接多种网络环境，包括广域网(WAN)、局域网(LAN)、ADSL和数字数据网(DDN专线)，实现前端图像的实时监控、信息检索、视频回放、远程操控功能，同时具备远程接收报警并触发平面图弹出的高效管理能力。

支持通过日期、时间、地理位置、报警类别以及抓拍影像的多元维度进行高效图像文件检索。

具备抽帧录像功能

系统支持全自动操作，能够针对每台摄像机定制详细的周录像计划，严格遵循预先设定的录制策略执行录像任务。

能够为每个报警探头设定详尽的周度部署/撤防时间表

系统支持为每台摄像机设定详细的周内移动目标监控录像策略，按照预设方案实施移动对象侦测布防措施。

支持预录制与延迟录像功能，用户可自主设定报警预录制的时间范围，同时亦能选择报警后延迟录像的具体时长。

具备灵活的循环播放选项，支持单路连续播放与多路并发循环切换功能。

该系统具备卓越的视频重播性能，支持多路并发，可同时回放1至16路视频。集成数字矩阵功能，确保图像回放能清晰显示在监视器屏幕上。

通过远程操控实现前端AD的智能化管理，同步支持远程客户端与本地模拟矩阵对球机和图像切换的无缝控制，这正是模拟图像清晰度与数字图像远程传输优势紧密结合的典范之作。

图像预览方式：本地操作，通过个人计算机的显示器或监视器实现

支持多种画面比例划分，包括1/4、1/8、1/9和1/16的灵活切换选项。

当通道数量众多且用户倾向于观赏大范围画面时，系统支持用户自定义选择单画面或多画面轮巡模式。在轮巡操作中，屏幕切换的时间间隔可以根据用户的个性化需求进行设定。

安全防护：系统配备完善的锁屏功能，当用户暂时离开并进入非活动状态时，能自动转为锁屏模式。此设计旨在防止未经授权的用户进行不正当操作或对系统造成破坏，从而确保系统的稳定与安全性运行。

实时监控与录像回溯功能：支持用户在查看或回放通道图像时进行即时抓拍，以便后续的取证需求。保存位置可根据用户自定义设置。

权限内快速球机操作：在用户权限范围内，对前端球机的方位、变焦、聚焦及光圈进行精细调整，激活球机的自动化功能。此外，允许设定预置点和巡航路径（前提是球机型号具备此类功能）

报警响应机制：每当系统检测到报警事件，不论是传感器信号异常或是硬件设备故障，监控中心会立即执行相应的应对措施。这些措施包括警报笛响起、快速球型摄像机联动、电子地图或实时画面在监视器上弹出，以及灯光与语音提示。同时，系统会通过语音拨号或短信形式将警情信息传达给相关人员，并在本地生成详细的报警录像记录。

功能概述：支持远程录像文件的下载与回放操作，提供灵活的播放选项。其中包括：  - 单通道回放：用户可根据文件名或时间戳选择性地播放指定通道的录像记录。

功能特性：支持多路并发回放，用户可选择特定时间段内高达四路的录像进行回顾，这有助于全方位、大规模的证据采集。此外，还提供特殊文件重放功能，针对已剪辑或下载的录像文件进行播放操作。

实时语音通信功能：监控中心支持与前端或分控端的双向即时语音交流

在完成报警管理服务器的相关配置后，监控中心方可执行对前端所有摄像机和探测器的布防与撤防操作。

4.6.5 高效的心率监控方案

为了确保系统的稳定运行，我们特别设计了硬件设备监控模块，以便在设备发生故障时能迅速恢复系统的正常功能。

监控系统的视觉传感器：前端摄像机扮演着至关重要的角色，它通过实时监测视频线路（如断裂）、电源供应异常或遭受非法遮挡的情况，中心控制系统会即时响应，发出语音或视觉警报，直至摄像机功能恢复正常运作。

实时监控功能：前端报警探头犹如系统的听觉传感器，持续对前端环境进行监视。一旦遭遇电源中断或恶意损坏，中心系统将通过语音或视觉警报响应，直至探头恢复正常运作状态。

硬盘监控模块：作为系统的核心组件，硬盘持续记录前端服务点的运作状态。一旦硬盘出现故障，系统会立即触发语音或视觉警报，直至硬盘恢复正常运行。

网络连接监控：网络线犹如系统的生命线，承载着各组件间信息的实时传输。其一旦受损，往往难以察觉，给维护工作带来挑战，严重干扰系统的正常运作。针对此问题，网线监测功能发挥了关键作用。一旦系统某部分通信中断或线路不通，中心系统会立即通过语音或视觉警报进行实时反馈，直至网络恢复畅通无阻。

硬盘是否已满

DVR/DVS的IP地址是否冲突

.视频输入输出制式是否相符

是否有客户非法访问DVR/DVS

硬盘活动是否正常、硬盘容量的大小

监控与管理：各中心模块对主机的CPU和内存资源占用情况

视频流量监测

在线访问客户的数量

第五章 系统防雷设计

5.1项目背景与整体描述

监控系统主要构成包括前端摄像机设备、监控室内的录像显示设备及传输线路。该系统广泛采用集成组件，然而在雷电袭击中，传输线路由于能感应雷电磁场，可能引发数千伏的过电压，这对集成元件构成显著威胁。值得注意的是，监控系统的传输线路多处于LPZOA非防护雷区。在布线设计阶段，系统线路并未充分考虑与防雷引下线保持必要的安全间距，这无疑为系统的稳定运行埋下了潜在风险。

雷电防范策略主要包括隔离、等电位连接、钳位、均压、滤波、屏蔽以及过压过流保护和接地等手段，旨在于设备外部消减雷电过电压、过电流及电磁脉冲冲击，从而确保各类设备的安全。目前，针对不同的频率特性、功率需求、数据传输速率、阻抗匹配、驻波比、插入损耗、带宽限制、电压和电流参数，选用诸如气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管以及高低通滤波器等元器件，组合构成适用于电源线、天馈线和信号线的系列电涌保护装置(SPD)，这些SPD应部署在微电子设备的外部连线路径中。地线则需遵循共用接地原则，接入系统地网，以防止电位反击的发生。唯有设计得当且安装合规，电涌保护器方能有效抵御雷击威胁。

在系统综合防雷的设计过程中，主要依据以下标准进行参考。

(1)IEC61024 《建筑物防雷》

《雷电电磁脉冲的防护》

(3)ITUK25 《光缆的防雷》

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343)

《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)

《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)

《有线电视系统工程技术规范》（GB50200-94）

《民用闭路监视电视系统工程技术规