资源描述
浙江大华技术股份有限公司
产品中心
-9
大华机车监控系统解决方案
目录
术语定义 1
1 系统概况 2
1.1 概述 2
1.2 设计目的 2
1.3 设计根据 3
1.4 设计原则 4
2 需求分析 5
2.1 业务需求分析 5
2.1.1 司机室监控需求 5
2.1.2 轨道前方路况监控需求 5
2.1.3 电气间设备监控需求 5
2.1.4 机械间设备监控需求 5
2.2 系统需求分析 6
2.2.1 视频压缩编码及监控监视需求 6
2.2.2 视频录像存储需求 6
2.2.3 数据下载分析需求 6
2.2.4 系统报警需求 6
2.2.5 系统网络传播功能需求 6
3 系统设计方案 7
3.1 系统总体功能 7
3.1.1 视频监控功能 7
3.1.2 音频采集功能 7
3.1.3 录像功能 7
3.1.4 机车信息采集和记录功能 7
3.1.5 信息备份、查询管理功能 7
3.1.6 系统布线功能 8
3.1.7 系统报警功能 8
3.1.8 系统数据传播功能 8
3.2 系统构造 8
3.3 系统构成 9
3.3.1 机车监控子系统 9
3.3.2 图像信息地面分析子系统 10
3.3.3 远程视频信息监控子系统 11
3.4 系统技术参数 13
3.4.1 重要设备选型和技术参数 13
4 系统平台管理设计 20
4.1 软件平台特点 20
4.2 车载监控系统核心技术 21
4.2.1 无线视频防火墙穿透技术 21
4.2.2 视频流低带宽无线网传技术 21
4.2.3 流媒体转发技术 21
4.2.4 多服务器负载均衡技术 22
4.2.5 3G视频无线网传制式选取 22
4.3 软件平台构成 22
4.3.1 中心管理服务器(CMS) 23
4.3.2 流媒体转发服务器(MTS) 23
4.3.3 流媒体存储服务器(SS) 24
4.3.4 WEB远程管理服务器 25
4.3.5 电子地图模块(GIS) 25
4.3.6 网络数字矩阵软件(SNVD) 26
4.4 软件平台功能 26
4.4.1 基本业务功能 26
4.4.2 数字矩阵功能 29
4.4.3 车载GIS功能 30
4.4.4 扩展业务功能 32
4.4.5 网管业务功能 32
4.4.6 数据互换与共享功能 35
5 系统安装设计方案 37
5.1 东风型机车系统设施布局 37
5.2 东风型系统设备安装 37
5.2.1 司机室 37
5.2.2 电气间 37
5.2.3 机械间 38
5.3 和谐型机车系统设施布局 38
5.4 和谐型机车系统设施布线 42
5.5 扩展设计(车厢设施布局) 43
5.6 机车设备接口 44
5.6.1 监控主机接口 44
5.6.2 摄像机接口 46
5.6.3 液晶显示屏接口 47
5.6.4 网络接口 48
5.7 机车设备尺寸图 48
5.7.1 监控主机尺寸 48
5.7.2 机车半球摄像机尺寸图 49
5.7.3 机车枪型摄像机尺寸图 50
5.7.4 机车显示屏尺寸 51
5.7.5 烟雾探测器尺寸 52
5.7.6 温度探测器尺寸 52
5.8 系统施工组织 53
5.9 安装工程材料 53
6 系统设备清单 55
7 项目案例 57
7.1. 项目案例 57
7.2. 现场图片 58
术语定义
u DSS:综合监控管理平台软件
u SNVD:软解码服务器
u PAL:视频制式,特点是辨别率 720×576,25帧/秒
u NTSC:视频制式,特点是辨别率 720×480,30帧/秒
u BNC:同轴电缆连接器,一种带固定卡子连接
u LJK:列车机车运营监控记录装置系统,由车载设备、数据转存器和地面微机系统构成,用于记录列车行车状态实时数据
u TX2:列车机车安全信息综合监测装置,由通讯记录单元和电源单元构成。
1 系统概况
1.
1.1 概述
铁路是一种庞大机体,运送安全是铁路各部门工作综合反映,同步受到社会经济和自然环境等诸多因素影响,其中任何一种环节失误都也许对行车安全产生严重后果。发生行车事故,会给人民生命财产导致巨大损失,还会对社会导致不良影响。发生行车事故因素是错综复杂,但重要因素是由人因素引起。国内外重大行车事故分析都表白:人因素,特别是铁路司机所起作用越来越突出。对人因素进一步分析发现,铁路司机生理和心理素质是引起行车事故决定因素。为保证行车安全,铁路司机必要具备良好生理和心理素质,司机责任心、劳动纪律、技术业务素质及先天体质都和生理、心理素质密切有关。
铁路行车安全系统是一种由“人一机一环”构成复杂巨系统,是运送安全工程与安全可靠性工程、安全人机工程交叉、融合边沿领域。行车安全是铁路永恒主题,而机车乘务员在驾驶过程中体现是安全核心所在。铁路机车安全视频监控系统是浙江大华技术股份有限公司自主开发研制机车运用安全辅助系统。
本系统与LKJ列车运营监控记录装置进行实时通讯,结合监控信息全程摄录机车运营和司机原则化作业状况。能提供监视画面及报警信息代替司机巡检;通过移动硬盘或无线传播对文献进行下载;具备完善地面分析解决功能,完美图像、语音、监控信息三合一分析界面,可以结合机车LKJ装置信息和地面数据同步、多画面重现机车运营状态及司机作业状况,对事故防止、事故分析以及监督乘务作业都将起到很大作用。该装置还可支持火灾烟雾报警。
1.2 设计目的
系统设计目的是构建路局级机车运用安全视频监控系统。实现:
1、通过安装在机车司机室、机械间、电器间摄像机采集机车视频图像,运用在操作台上显示设备,向司机提供对机车内部设备实时监看,为铁路行车安全提供有力技术手段。
2、通过监控主机进行本地视频图像记录,为机车设备运营状况及行驶状况分析提供历史图像根据。
3、通过接入列车数据监控设备,有效整合机车TX箱运营数据,为铁路行车数据分析提供了可靠保障。
4、通过铁路内部网络或者覆盖广泛3G网络,实现网络共享,可是使机务系统安全管理有关人员直接调取回放机车实际行车视频状况。
1.3 设计根据
针对铁路监控系统特点,系统设计、施工、产品与设备安装调试、系统验收原则等所涉及技术规定和规范都应根据中华人民共和国和铁道部关于技术原则和规范。
《铁道机车车辆电子装置》 TB/T 3021-
《铁路机务设备设计规范》 TB/T 10004-1998
《轨道交通机车车辆设备冲击和振动实验》 GBT 21563-
《铁路图像通信设计规范》 TB10082-
《铁路综合视频监控系统技术规范》(运基通信【】630号)
《安全防范工程技术规范》 GB 50348-
《社会治安动态视频监控系统技术规范》 DB33/T 502—
《铁路技术管理规程》;
《电业安全工业规程》 DL-408-91
《工业公司通讯设计规范》 GBJ42-81
《工业电视工程工程设计规范》 GBJ115-87
《安全防范工程程序与规定》 GA/T75-94
《民用闭路监控电视系统工程技术规范》 GB02198-94
《计算机软件开发规范》 GB8566-88
《计算机软件质量保证筹划规范》 GB/T 12504-90
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92
《以太网100BASE-T原则》 IEEE802.3U
1.4 设计原则
本次项目设计本着“可靠、先进、经济、实用”和“综合效益第一,统一规划,重点实行,分批进行”原则,充分运用既有资源,结合铁路路局监控管理详细状况和实际需求,建设高质量、高原则铁路监控系统。
(1)可靠性
系统具备在规定条件下和规定期间内完毕规定功能能力。系统具备全天候长期、不间断稳定工作能力。特别是要满足机车电子使用环境对设备稳定性高规定。
(2)实用性
系统具备完毕工程所规定功能能力和水准;系统符合本工程实际需要和国内关于规范规定,并且实现容易,操作以便,维护便捷。
(3)先进性
系统是满足可靠性和实用性规定前提下最先进系统。系统是一种符合集散系统发展趋势,特别是符共计算机技术和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟。
(4)开放性
系统遵循开放系统原则。系统提供符合国际原则和软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸多方面接口和工具,使系统具备良好灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。
(5)经济性
系统满足性能与价格之比同类系统和条件下达到最优。其经济性涉及如下内容:系统自身价格;系统运营、系统升级及维护费用;对系统实行现场特殊规定所需费用。
(6)兼容性
系统设备选型和平台设计应遵循开放设计思路,能保证新建系统各应用系统无缝连接。
2 需求分析
2.
2.1 业务需求分析
1.
2.
3.
4.
4.1.
2.1.1 司机室监控需求
机车司机室分单司室和双司机室两种。双司机室分主副司机驾驶作业,两个司机可以互相监测,在其中一种司机也许浮现人为失误时,此外一种司机可以及时纠正;对单司机驾驶作业,缺少第三方监测机制。为保障行车安全,减少人为业务作业失误,迫切需要增长视频监控报警装置,同过“人防”+“技防”办法,提高机车运用安全。建设监控点目的监视远程监视和本地记录乘务人员值乘作业活动状态,重要监控区域为司机正面为主,及时发现解决疲劳驾驶以及驾驶过程中浮现问题。
2.1.2 轨道前方路况监控需求
在机车行进过程中,司机值乘期间重要靠人员视觉观测前方路况;建设监控点,对双司机室机车值乘人员可同步兼看路轨、信号机、道岔、道口及其她先后路况,当发现道路异物或异常状况,及时作出应急办法。监控范畴重要观测迈进方式路轨状况为主,兼看后方状况为辅,进行全天候持续图像监视记录,覆盖范畴机车运营前方0~100m内。
2.1.3 电气间设备监控需求
观测电气间设备全貌和重点设备运营状况。建设监控点位监控记录机车供电、电气设备以及非操纵设备运转状况,防止设备运转不良等危险状况。
2.1.4 机械间设备监控需求
观测机械间设备全貌和重点设备运营状况。建设监控点位监控记录机车各重要机械设备以及非操纵设备运转状况,防止设备运转异常等危险状况。
2.2 系统需求分析
4.2.
2.2.1 视频压缩编码及监控监视需求
视频数据采用H.264/MPEG4国际编码原则进行高质量数据编码压缩,支持各种辨别率以及日期、时间等数据叠加,为历史分析提供视频和机车数据根据。
2.2.2 视频录像存储需求
支持覆盖方式硬盘数据循环存储,视频录像文献和机车TX2箱无缝融合。提供两路D1标清图像及多路CIF图像视频数据。为机车地面视频分析人员提供直观可靠历史数据进行分析。
2.2.3 数据下载分析需求
需要支持各种数据下载方式,可涉及SATA硬盘下载、USB设备下载或网络接口下载。便于铁路机务管理人员定期采集存储数据。
2.2.4 系统报警需求
系统设备提供外部报警功能,接入温度传感器、烟感探测器设备,对机车车内当前环境温度进行监测,达到一定值(人工预先设定)实现报警,防止控制区域内设备温度过高导致事故发生。同步,监测发生火灾或即将发生火灾状况下实现报警,防止火灾发生及蔓延。提供声光报警装置,减轻机车乘务人员劳动强度。
2.2.5 系统网络传播功能需求
支持tcp/ip合同,窄带传播(ppoe)网络实时预览及控制命令。通过网络设立参数、查看视频设备状态,支持网络报警联动及网络控制云台和镜头。支持3G、GPS或WIFI无线传播,以便列车沿线附近车站可以进行无线动态监控和数据传播,以便指挥调度。
3 系统设计方案
3.
3.1 系统总体功能
5.
5.1.
3.1.1 视频监控功能
全程摄录机车运营前方路况、机车重要区域、司机原则化作业状况。通过八路视频采集,可实现对机车电器间、动力间、机械间、弓网装置等重要区域及非操纵端状况进行监视。
彩色枪型摄像机辨别率在540TVL以上。彩色红外半球摄像机辨别率在480TVL以上,内置拾音器。
系统在驾驶室布置2台10英寸彩色液晶显示屏(先后司机室各一台),驾驶员可切换显示车内视频监控状况。
3.1.2 音频采集功能
彩色红外半球内置高敏捷度拾音器,对车内驾驶员与工作人员间对话以及其她重要语音信息进行录音。
3.1.3 录像功能
车载硬盘录像机编码采用H.264方式,保证2路D1和6路CIF以上录像不少于7天(每天约24小时工作时间)。
3.1.4 机车信息采集和记录功能
通过RS485接口能和列车TAX箱通信,并将TAX数据记录到录象数据中,保存在硬盘里。
3.1.5 信息备份、查询管理功能
提供机车视频分析专用播放软件,实现机车音视频查询、播放、管理、备份等功能。实现机车TAX信息数据分析、图表显示、管理等功能。
3.1.6 系统布线功能
列车上敷设所有线缆必要采用阻燃线,符合列车车辆安全规定,所有设备在安装过程中,应考虑列车车辆特点,设备精简、安装美观、拆卸以便,应仅也许与列车车辆有关设备充分兼容和共享,减少投资,保证列车车辆安全行驶与运营。所有线缆接头都应采用航空接插件,保证在列车行驶环境中数据传播可靠性。
3.1.7 系统报警功能
在司机室,机械间及电气室安装有温度报警器和烟雾报警器,可实时监测车内温度及烟雾状况,一旦发生报警,司机室显示屏可提示司机注意。
3.1.8 系统数据传播功能
车辆安装无线传播设备,把前端采集到视频、音频信号通过3G网络传送到后端监控平台。
3.2 系统构造
依照路局当前机车运营状况和对视频监控规定,建设机车监控系统,该系统可以通过建立机车监控业务系统、局段数据分析业务系统、路局监控管理平台进行前端音视频信息、机车报警信息、机车运营信息采集,通过铁路基本网络系统完毕此类数据传递路局监控中心。
图-1系统构造示意图
3.3 系统构成
依照系统建设需要,为实现机车监控业务、局段数据分析业务和监控管理业务,系统由如下某些构成:机车监控子系统、图像信息地面分析子系统和远程视频信息监控子系统。
3.3.1 机车监控子系统
系统构造如下:
图-2 机车监控子系统示意图(DF4B为例)
3.3.2 图像信息地面分析子系统
子系统功能如下图:
图-3 图像信息地面分析子系统功能图
地面分析子系统重要由分析工作站、数据转换装置、分析软件等构成,其重要功能是回放显示车载监控子系统所记录录像数据和TAX箱数据,让地面分析人员不需要外加其他数据源就可更加形象直观地分析司机操纵状况及机车运营状况。
地面分析子系统软件支持录像与TAX箱监控数据同步显示,可以实时显示机车限制速度、实际运营速度、制动缸压力、均衡风缸压力、公里标、车站、车次、车辆数、计长、司机操作等信息;软件操作依照需要,直接跳转到相应时间、公里标所相应视频位置进行播放,以便地面分析人员分析。
3.3.3 远程视频信息监控子系统
数据基本流程:
前端机车载视频监控主机作为主控设备,所有监控数据以及TAX箱信息等先写入车载视频监控主机,并通过3G(EVDO/WCMDA)等网络将数据发回监控中心,并在远程监控系统上显示有关机车运营轨迹及车内视频信息(CIF画质,基本保持在10帧/秒左右,视网络状况而定)。
3.3.3.1 系统功能
功能构造示意图
3.3.3.2 系统重要功能特点
机车运用视频安全监控系统,是针对列车独有环境,开发了具备如下七大特点视频监控系统。
1、嵌入式专业车载设计,稳定性高、不死机、不丢失数据、经久耐用维护以便、抗机车震动及抗电磁干扰性能优越,是工业级专用产品。主机录像某些采用专业嵌入式八路数字监控录像机,具备启动快、可靠性高、压缩比高、清晰度高、抗高温、抗震等特点。
2、与LKJ监控装置通讯。采用RS485合同通讯,共享TAX2综合监测装置平台监控装置速度、时间、公里标、车次、司机号、工况等信息,地面解析文献与监控记录数据完全同步一致
3、无线传播数据,使用当前覆盖广泛,传播迅速3G网络,可以把机车视频图像通过无线网络传播到机务段视频管理服务器内。加强了司机作业监管力度,提高视频分析人员工作效率。
4、主机对外接口均采用机车专业航空接插件,稳定性好,使用以便。
5、项点事件记录。本装置记录项点涉及:开车、停车、人为紧急、侧线运营、进入调车、调车开行、退出调车、红黄信号、开关视频、继乘交接等项点。项点记录重要针对机车运用安全管理薄弱环节,密切结合LKJ装置实时提供各类数据信息,分时段和地点形成一系列音视频文献。项点形成紧密关联安全隐患,为运用安全分析管理提供了智能化手段,进一步完善机车安全监控系统“防”、“控”功能。
6、程序升级更新以便。可以通过USB接口直接升级更新装置控制程序和修改软件。
7、完善地面分析界面。完美图像、语音、监控信息三合一分析界面,同步、多画面重现机车运营状态及司机作业状况。
3.4 系统技术参数
3.4.1 重要设备选型和技术参数
监控主机设备参数:
主解决器
高性能工业级嵌入式微控制器
操作系统
嵌入式LINUX
系统资源
多工操作,可同步多路录像、同步录像回放、同步网络操作
操作界面
人性图形化菜单会话界面
图像压缩
H.264
音频压缩
G711A
视频输入
8路复合视频(NTSC/PAL) 航空接口(1.0VP-P,75Ω)
视频输出
2路TV/VGA视频切换输出
画面分割
1、4、9画面
图像辨别率
PAL:实时监视 D1 704×576
录像回放 D1 704×576 、CIF 352×288 、QCIF 176×144
支持双码流功能,辅码流辨别率 CIF 352×288/ 352×240 、QCIF 176×144/176×120
画面信息
通道信息、时间信息、GPS信息、车牌信息、保密遮盖区域
音频输入
8路航空接口200-mV 10KΩ
硬 盘
内置1个SATA接口,可挂接1个硬盘
占用硬盘空间
音频: PCM 28.8M字节/小时
视频: 56~900M字节/小时
录像模式
手动录像、动态检测录像、定期录像、报警录像
支持录像优先级:手动录像>报警录像>动态检测>定期录像
录像查询
依照时间、类型、通道号查询录像
回放模式
各种慢放速率,各种快放速率,手动单帧播放、倒放等模式
多路回放
支持4路同步回放
备份方式
支持普通硬盘保存备份
支持外接USB存储设备(如普通U盘、移动硬盘)
支持网络下载保存
网络控制
远程访问前端通道监控画面
通过网络客户端软件或浏览器访问、设立系统参数
通过客户端或浏览器网络升级程序,实现远程维护
可以通过网络查看外部报警、动态检测、视频丢失等报警信息
支持录像文献下载存储及录像回放
与有关软件(多机版客户端)配套可实现多台设备联网共享信息
双工透明串口
网络方式报警输入、输出
无线网络
支持短信发送功能
支持短信激活和电话激活
支持自动选取网络
可配备网络类型和参数
支持网络信号强度显示
动态检测
区域设立:每画面可设立396(PAL 22×18 NTSC 22×15);检测敏捷度设立:区域可设立多级敏捷度;可联动录像或外部报警或弹出屏幕提示
报警响应时间≤5s
视频丢失
可联动外部报警输出或弹出屏幕提示
报警响应时间≤5s
报警预录
报警联动录像预录时间为5-30S
外部报警
可联动录像,或在设立时间段内联动外部报警或弹出屏幕提示
手动报警控制
可以使能或禁止某个报警输入通道
可以模仿产生报警信号输出到某个报警输出通道
报警输入
3路报警输入(通过设立常开或常闭开关,可选取报警产生类型)
USB接口
1个USB 2.0接口
网络接口
RJ45 10M/100M自适应以太网口
RS485
支持TAX信息箱
RS232
1个RS232串口,用于普通串口(调试)、键盘接口及透明串口(通过网络转发串口输入输出)用于连接外部低速设备,串口设立有硬件握手
日记查找
显示系统日记,可达1024条,并支持准时间和类型查找日记信息
顾客管理
多级顾客管理,各种管理模式,本地、串口、网络顾客统一管理,特殊顾客权限可设立,支持顾客和组添加和权限修改,顾客和组数量不限制
密码安全性保护
支持密码修改,有顾客管理权限顾客还可设立其他顾客密码
帐号锁定方略:每30分钟内仅可试密码5次,否则锁定
电源
DC +44V~+140V自适应
功耗
12W(不含硬盘)
使用温度
-20℃-+70℃
使用湿度
10%-90%
大气压
86kpa-106kpa
尺 寸
长×宽×高=340mm×255mm×144mm
安装方式
台式安装
机车枪型摄像机设备参数:
名称
参数
视频制式
PAL
有效像素
PAL:752(H)×582(V)
辨别率
540TVL
电子快门
1/50s~1/100,000s
镜头类型
25mm标配(16mm可选)
视频输出
1Vp-p Composite Output(75欧姆/BNC)
信噪比
不不大于50dB(AGC OFF)
白平衡
自动
增益控制
自动
背光补偿
自动
红外线照射距离
100米
防护级别
IP66
工作温度
-10°C~+60°C
电源
AC12V±10%
功耗
13W Max
尺寸(mm)
288.3×118.3×101
重量
2500g
机车半球摄像机参数:
名称
参数
视频制式
PAL
辨别率
480TVL
电子快门
1/50(1/60)s~1/100,000s
镜头类型
标配3.6mm(2.8mm可选)
同步方式
内同步
视频输出
1Vpp Composite Output(75欧姆/BNC)
音频输出
2.0Vp-p 50欧姆
信噪比
不不大于48 dB(AGC OFF)
白平衡
自动
增益控制
自动
背光补偿
自动
工作温度
-10℃~60℃
防护级别
IP66
红外线照射距离
5~10米(3.6mm/2.8mm镜头)
电源
DC12V±10%
功耗
3.5W MAX
尺寸(mm)
φ94×80
重量
510g
机车显示屏参数:
显示模式
4:3
色彩制式
AUTO(PAL/NTSC)
液晶屏像数
800(H)XRGBX600(V)
可视区域
211.20X158.40
亮度
350流明
对比度
500:1
可视角度
L/R:75/75,U/D:60/70
工作电流
Max350mA
电流电压
DC12V ±10%
运营温度
-10℃~+50℃ RH95% Max
存储温度
-20℃~+60℃ RH95% Max
烟雾探测器参数:
实现功能
当烟雾浓度超过限量时,传感器发生声光告警,并向采集器输出告警信号。
电源
9V电池 / DC12V
工作电流
静电电流不大于10uA,报警工作电流在10-30mA之间
输出形式
干接点,警戒时输出开路,报警时输出短路,阻抗不大于50欧
工作环境
-5℃ -50℃,10-90%无冷凝
蜂鸣器音量强度
10英吋处为85分贝
温度探测器参数:
功能特点
SMT工艺制造、待机电流低、抗电磁干扰和射频干扰
电源
DC12V-24V
工作电流
待机电流50uA,报警工作电流在25mA
输出形式
继电器输出
报警温度
57℃
报警批示
红色LED常亮,批示灯360度可见
工作环境
-10℃ -50℃
安装方式
吸顶安装
4 系统平台管理设计
4.
4.1 软件平台特点
Ø 多业务融合
通过统一顾客操作界面,单屏多屏组合显示,以便指挥中心和各站段管理人员工作。更可提供路局全线机车巡逻、可疑信息采集、事故监测、机车车辆追踪、人员协查、案例分析、业务记录分析等特色业务,发挥全网统筹资源优势。
Ø 录像追踪
准时间或事件检索案件发生现场录像, 相应系统功能需求:输出视频,截图,视频备份存储,基于事件视频存储,录像文献检索和回放等。
Ø 设备兼容
兼容130万、200万、500万像素等辨别率高清设别,兼容主流设备厂商设备。
Ø 多级联网
超大系统规模,灵活布置。系统提供分级、分权、分域布置模式,更可平滑扩容,进一步提高系统容量,满足业务长期迅速发展需要。增援多级级联布置。
Ø 无线应用
支持中华人民共和国电信CDMA EVDO、中华人民共和国移动TD-SCDMA、中华人民共和国联通WCDMA 等当前主流3G无线车载终端和单兵巡检终端。另一方面,实现了Mobile手机终端接入,具备移动抓拍、视频监控,云台控制,录像回放等功能。
4.2 车载监控系统核心技术
4.2.1 无线视频防火墙穿透技术
为了突破在运营商对无线网络限制,系统应支持防火墙穿透功能,防火墙穿透技术与VPN技术类似,车载终端采用积极连接模式进行网络连接,即在车载终端与中心服务器间建立一条常连接通路,平时传播心跳包和GPS定位等信息;需要传送视频时,客户端通过转发服务器向车载终端提取视频流。
4.2.2 视频流低带宽无线网传技术
视频无线低带宽无线传播技术涉及如下几点:
1) 采用压缩效率高编码算法,当前重要采用H.264压缩算法;
2) 视频流传播能适应无线网络带宽变化,及时调节视频发送帧率和码流,可以在主辅码流之间依照网络带宽自适应切换;
3) 为保障视频信息安全,可采用运营商专网进行数据网传,如中华人民共和国电信VPDN网络,中华人民共和国移动和中华人民共和国联通APN网络。
4.2.3 流媒体转发技术
由于无线网络上行带宽限制,为了满足各级监控中心同步对车载终端进行视频访问,监控中心应配备流媒体转发服务器。对车载终端视频访问所有通过流媒体转发服务器来进行转发,使得车载终端视频服务只占一种通道。流媒体转发技术可缓和网络带宽紧张,提高响应访问效率,以至少时间代价换取更高带宽运用率。
流媒体转发技术示意图
4.2.4 多服务器负载均衡技术
监控中心和车载终端存在大量数据交互,其中GPS定位信息等需要占用大量数据库存储空间,在车辆超过一定数量时候,一台服务器不能满足系统管理规定,系统应支持多服务器平衡负载。系统负载均衡是指多台服务器以对称方式并行解决,每台服务器都具备等价地位,都可以单独对外提供服务而不必其她服务器辅助;多服务器负载均衡技术也为系统无缝扩容提供完善解决方案。
4.2.5 3G视频无线网传制式选取
不同3G运营商网络带宽对比
由于各运营商采用制式差别,3G视频监控终端所获得网络带宽差别也很大,其中以中华人民共和国联通WCDMA网络速率最高,传播图像质量也是最佳;EVDO网络速率略低于WCDMA, EVDO网络覆盖率较高,是当前使用比例较高制式。3G视频监控重要占用运营商上行带宽,下面对不同制式网络上行速率进行对比。
不同3G网络制式速率对比 传播制式
理论上行速率
实测上行速率
中华人民共和国移动TDS-CDMA
384Kbps
60~150Kbps
中华人民共和国联通WCDMA
5.76Mbps
300~1500Kbps
中华人民共和国电信EVDO
3.1Mbps
200~600Kbps
中华人民共和国电信CDMA 1X(2G)
230.4Kbps
50~120Kbps
阐明:选用无线网络制式时还应充分考虑本地网络覆盖状况,也可依照条件切换WiFi无线网络。
4.3 软件平台构成
DSS-M平台构成及功能如下:
n 中心管理服务器(CMS);
n 流媒体转发服务器(MTS*);
n 流媒体存储服务器(SS*);
n 设备管理服务器(DMS*);
n WEB远程管理服务器;
n 客户端软件(Client含GIS)
n 代理服务器(ProxyServer)
注:*表达可分布式布置
4.3.1 中心管理服务器(CMS)
作为一种规模庞大,运营相对独立车载行业专业数字监控系统,中心管理服务器是一种基于数据库后台管理信息软件,是系统核心业务服务器。负责解决监控业务逻辑,进行权限等控制。依照业务逻辑需要,会发送命令给MTS、SS等服务器进行解决。
4.3.2 流媒体转发服务器(MTS)
MTS实现对音视频流和其她数据转发,分发和流控制。各种MTS模块可按照网络构造进行级联和支持,该服务器模块是整个系统核心。MTS 获取车载设备视频数据并将其转发或者分发到客户端,因而其承担了网络吞吐绝大某些工作。
视频流媒体转发服务软件可以对多客户端复用相似现场图像流媒体转发管理和现场流媒体带宽限制管理,保证有限带宽下多路同步访问和减少现场存储设备网络负荷。
视频流媒体转发服务器支持视音频流转发,支持网内多顾客对一种音视频流访问,实既有各种网络客户端同步访问同一远程画面时,可以通过视频流媒体转发服务器进行转发,从而在网络上只占用一种通道资源。
上级单位需要查看下级单位图像时,宜访问视频流媒体转发服务器,不适当直接访问网络带宽资源有限下级单位,从而解决多级浏览级联问题。详细功能规定如下:
1、流媒体转发管理和现场流媒体带宽限制管理,管理路数不限,单机支持并发转发≥200路D1图像,流媒体服务器应支持音视频流转发;
2、支持分布式布置流媒体转发设备,可以对客户端IP段和流媒体带宽进行有效管理;
3、可以解决多级浏览级联问题,需要查看越级机构图像时,可以直接访问流媒体服务器,而不用都去直接访问网络带宽资源有限下级机构,从而解决多级浏览级联问题;
4、支持动态IP变更自动捕获、修正有关设立参数;
5、流媒体服务支持CLUSTER技术,并且具备网络自适应能力,能适应大并发量视频流传播与存储;
4.3.3 流媒体存储服务器(SS)
视频流媒体集中存储服务软件可以实当前监控中心集中录像功能,涉及中心存储管理、录像备份管理和删除管理等,应可以合用不同厂商产品,用于解决动态视频监控系统中前端设备远程数字监控中心数据存储问题。
存储服务系统支持:中心存储、分中心本地存储(派出所存储)等各种存储方式;支持自动存储、周期存储、筹划存储、手动存储等各种存储方略和存储方略配备功能;支持ASF流媒体文献格式存储和RTSP实时流媒体国际合同回放。详细功能规定如下:
1、软件可以对全网设备进行筹划存储、报警存储配备;
2、应集中存储(备份)管理前端设备实时图像和历史录像,并提供集中检索服务,管理路数不限,单机支持并发存储≥200路图像(D1格式);
3、中心集中录像库设立,可设立需要备份录像时间段和备份盘符,同步可以查看某路图像指定日期录像内容;
4、软件具备可执行录像筹划和任务调度引擎,(当前一二类监控点建设只录像一次,不具备补录条件,三类监控点建设时再考虑补录,建议删除);
5、系统维护服务器将定期检查磁盘状况,进行清盘任务、自动导出等功能;
6、提供分散集中相结合存储方式,但采用统一检索服务,实现对全局范畴所有信息集中检索,检索条件可以自行定义。
4.3.4 WEB远程管理服务器
Web远程管理软件重要涉及顾客管理、日记管理、报警管理、系统对时、设备管理等方面管理及应用,各功能如下:
顾客管理:系统管理员通过此功能,完毕对顾客进行名称、密码、权限管理、可以对顾客做增删改查功能。并可完毕顾客名称、密码、权限及计算机IP绑定功能。
日记管理:该模块对系统运营所有状态,涉及操作、调用、控制、调试等等均进行运营日记记录,其记录由系统管理员进行操作和管理。日记记录大小由配备模块设定,先进先出。
报警管理:对中心应用系统应用软件、接入及互换解决系统设备故障和检测器故障进行监测,故障发生时通过异常信息显示进行报警并生成故障记录;故障记录保存在日记文献中,可以以便进行查询。操作员确认后取消报警。
系统校时:支持NTP校时功能,保证整个系统具备一种原则一致时间,保证所有业务子系统精确时间同步,保证系统联动实时性、精确。
设备管理:对系统设备进行管理,依照需要可以增长、删除、编辑设备。
设备状态监视:可以提供直观设备列表界面,对综合接入及互换解决系统设备状态进行监视。
4.3.5 电子地图模块(GIS)
实现对电子地图各种操作,涉及放大、缩小、全图、移动、打印、点选、框选、不规则选取、距离测量、面积测量、框选放大等操作。
地图显示模式切换操作,可以以便切换GoogleMap显示方式为地图/卫星/混合模式/地形图等;
地图切换操作,可通过下拉框选取全国大某些盛省会都市地图,达到默认显示某都市地图效果。
车辆搜索查找与定位:可以通过输入车辆信息,迅速查找车辆信息,并在地图上显示,地图自动移动以查找车辆为中心显示;
框选视频功能操作,可以在地图上用鼠标框选一种区域,GIS功能模块会自动缩放到适当屏幕大小并居中显示框选范畴内所有车辆,在视频窗口界面可以播放框选得到车辆实时视频。
GIS电子围栏功能操作,选定某些车辆后,在地图上不规则选取并设定该区域为电子围栏区后,只要车辆行驶路线超过该设定不规则围栏区域,GIS界面会提示该车辆业界报警,车辆列表信息显示提示该车辆行驶区域越界。
GIS轨迹回放功能操作,可以搜索车辆历史行驶轨迹,在GIS地图上播放车辆历史行走路线得到历史轨迹回放功能。
报警提示:设备发生报警时(视频丢失、遮挡、外部报警等),电子地图设备所在区域将浮现红灯闪烁报警提示功能;
4.3.6 网络数字矩阵软件(SNVD)
网络数字矩阵软件规定达到监控中心网络数字矩阵软件专用客户端软件,支持更加灵活解码卡与矩阵卡输出控制。
支持对其她原则客户端软解码VGA输出协同控制,支持管理最大多台客户端软解码输出上电视墙。提供本机显示控制,提供电子地图、分组、轮巡、联动等各种控制方式。
提供矩阵卡输出模仿视频信号复合方式控制(单画面、多画面、画中画)。
4.4 软件平台功能
4.4.1 基本业务功能
实时监控功能
l 车载设备列表可按照组织构造、IP地址、设备名称、报警输出等分类列出。
l 支持语音对讲功能;
l 设备图片在线状态显示等功能;
l 实时视频参数设立;
l 可以查看车载实时视频,关闭摄像头、关闭(所有)窗口、模仿鼠标等;
l 支持画面分割功能,可1/4/6/8/9/13/16/20/15/36/全频等画面分割;
l 支持视频模式切换、本地录像、视频抓图、矩阵输出等功能;
预案巡检功能
视频预案提供监控图像预案库,可依照不同需要设计不同监控预案,可以直接控制到各个监控点预置位和监控时间。并提供比较直观功能显示和屏幕操作。视频预案重要描述哪些摄像头在哪些窗口显示,及轮循方略等。
常规巡检:
常规预案支持顾客自定义配备监控点位与窗口关系,顾客可以设立预案停留时间,每个监控任务中可以包括各种监控筹划,各监控筹划按设定期
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