智能交通视频监控管理平台解决方案

文/秦俊峰

伴随经济增长，我国的城市化水平越来越高，城市交通需求总量开始急剧增长。在经济、科技、政策等各方面的积极努力下，城市交通行业信息化蓬勃发展。但是由于城市交通规模过于庞大且还在继续增长，截至2012年6月底，我国机动车驾驶人数量达2.47亿人，其中汽车驾驶人1.86亿人，全国机动车保有量已达2.33亿辆，其中汽车保有量为1.14亿辆，较2011年底增长7.66%，道路交通机动化程度越来越高，机动车和驾驶人数量呈高速增长。

但是，我国城市道路的建设远远跟不上交通的增长速度，机动车增量与城市容量的矛盾越来越尖锐。而作为城市交通智能管理的重要组成部分，交通监视系统以十分直观的图像信息显示远端的交通状况，为交警部门及时地掌握交通状况，了解道路信息提供最直接的信息来源，并被广泛应用于智能交通建设项目当中。

以杭州为例，截至目前杭城机动车保有量已超过85万辆，这跟10年前相比，整整翻了7倍——这个增长速度远远超过了道路增长和基础设施建设的速度。随着杭州城市道路交通供需矛盾日益突出，道路拥挤程度与日俱增，道路交通安全管理难度日趋加大，这不仅给杭州交管部门带来了严峻的挑战，更影响到当地经济建设的发展及人民群众的日常生活与生存环境。

由此，交管部门越来越迫切需要一种具有布线简便、访问灵活、扩展性强等优越性的监控系统来辅助交通指挥管理，提升交通服务水平、提高交通管控效率。

建设目标

银江综合视频监控平台的建设总体目标是通过利用现有资源，结合各城市管理的具体情况和实际需求，通过应用先进设施与多种管理技术手段，建设高质量、高标准的交通监视系统，具体建设总体目标如：1、建设覆盖城市主要路口、路段、高点的交通监视系统，实时反映、记录交通情况，对交通指挥系统、信号配时系统、非现场执法系统、诱导系统等提供即时信息，为指挥部门、秩序部门、事故部门、宣传部门及一线作战部门提供有效支持，从而改善城市交通规划的科学性、提高信号配时的合理性，优化道路渠化，改善交通秩序，提高交通安全性，从而提高交叉口、路段和路网的管控能力。2、本系统也是大公安监控系统的组成部分，在服务交通的前提下，也为治安、刑侦、反恐、国安等提供必要的信息支持。

平台方案

银江综合视频监控平台设计将遵循“统筹规划、分步实施”的原则，扩大前端设备安装区域，满足交通管理实际需求，保证系统完全兼容，无缝结合适应与其他业务平台的衔接，扩展外延信息发布，保证系统的完整性和灵活性，实现交通管理现代化、管理数字化、信息网络化，有效提升城市的交通管理水平和交通信息服务水平。

平台概述

银江综合视频监控平台采用树型网络结构，结合数字图像联网平台的结构与特点，通过底层互联互通的方式，实现各级监控系统之间的相互联动与无缝集成，不受网络条件限制，不存在单点扩散性故障，单个链路损坏不影响其它系统节点，每一级视频监控系统均可实现局部自治的特性。在结构上不存在系统故障点，当上级平台出现故障，下级单位仍可继续工作，任意局部故障不影响整体系统的正常工作。

系统平台采用目录分布式对象管理技术，将各种图像资源对象（用户、摄像机、监视器、编码器、矩阵、配置等）都存储在目录数据库中，每个对象在全网中都有唯一的名字，实现统一资源和统一编号。

系统平台支持监控前端和用户端的接入、信令转发处理、平台及图像资源信息的管理等功能，支持与多个厂家不同矩阵和编码格式的视频编码器、硬盘录像机、IP-SAN存储设备进行互通。

能够实现全市所有图像资源的整合接入、统一调度，灵活地实现图像资源的上传下达，最大化共享图像资源，为满足各级部门辅助领导宏观研判决策、处置突发事件、开展重大活动和任务等决策指挥调度的需要。

平台设计

银江综合视频监控平台在中心设计一套单节点视频监控管理平台，该平台物理上由多台视频服务器组成，平台承载视频的各项应用包括：视频管理、视频转发、视频存储查询、视各用户对平台资源的访问以及与邻近视频系统的集成。包括：

视频控制综合管理子系统：该系统为整个平台的核心管理服务器，通过该服务器，实现了监控中心用户对各个前端视频的视频监控、摄像头PTZ控制。提供了全网授权用户针对监控视频的高质量实时访问，实现了完善的权限策略，在本系统，为保证核心平台的稳定性，服务器采用嵌入式系统架构设计。管理控制服务器支持采用双机热备份模式进行运行，可最大限度的提升了系统稳定性。

数字视频实时并发子系统：在物理上由一台高性能服务器组成。该系统提供了全网授权用户针对监控视频的高质量实时访问。该系统在容量上可无限扩容。

数字视频存储点播子系统：此系统通过网络与系统中IPSAN存储盘阵进行数据通信，用户通过该系统实现对已存储视频数据的高速查询及调看。

时钟综合校正子系统：提供统一的校时接口，由视频管理服务器根据校时接口协议向GPS校时单元提出校时请求。GPS校时单元返回时间后，视频管理服务器向各下属设备提供网络校时。

平台软件功能

视频联网管理功能

·EMW单机自成系统，若干个EMW系统之间通过模拟或数字干线（视频编码器和网络）互联形成更大规模的视频监控系统，授权用户可以从任何一个视频控制中心操作控制其它控制中心的摄像机、存储设备等资源；

·节点之间可以设定上下级关系，即多个节点可以分层级，全网中的层级数没有限制；

·用户可以远程控制其它节点的模拟矩阵，将模拟图像资源通过模拟干线传送至本地的监视器上，并能使用模拟键盘进行PTZ控制，实现和模拟矩阵系统的互联；

·用户可以把其它节点经过编码后的数字图像资源切换到本地的任意解码器上，并能使用模拟键盘进行PTZ云台控制，实现与数字系统的联网；

·用户可以远程控制其它节点的模拟矩阵，将模拟图像资源输出至编码器，通过视频转发服务器转发至本地PC电脑上，通过客户端软件进行实时视频浏览、录像和回放，并能进行PTZ控制，实现模拟系统的数字化。

实时图像浏览功能

·网络客户端可实时监视多路实时图像信息并实现一机同屏同时监视；多个网络客户端可以同时监控任一前端图像；

·在电视墙上可以实时显示前端任意一个监控点的图像，可以在1、4、6、8、9、10、13、16、全屏等多种画面分割模式中切换显示；

·支持按照监控区域、管理权限和实际使用情况（如行进路线）对摄像机分组；

·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。分为组内轮巡和组间轮巡；

·可在图像的任意位置叠加名称、时间、场地等字符信息；可在图像的任意位置叠加图片和黑屏框以屏蔽需隐藏的图像区域。

视频录像存储功能

·支持手动、自动定时录像、动态感知录像、报警联动录像、视频丢失报警录像、循环录像和报警预录像；支持服务器录像和本地录像；

·分布式存储结构：录像内容可存储在PC客户端、服务器、专用存储设备或带硬盘的视频编码器上，用户可通过客户端软件对全网的录像文件进行统一管理；

·支持存储服务器、磁盘阵列、NAS、SAN等多种存储方案。

视频录像回放功能

·多画面同时回放：支持同时回放多个服务器或本地的多个存储通道的同一时间的录像文件，多达16画面同时同步回放，支持1/4/6/9/16画面显示；

·支持多种回放操作：回放时可以进行暂停、播放、停止、快放、慢放、单帧步进、单帧后退、循环播放、精确定位到某帧、打印、缩放、备份、调节音量、调节亮度／色度／对比度／色调等操作；

·画面抓拍：将任意一副回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像；

·支持节假日设定、预录像设置、录像文件最大长度设定、存储容量设置和状态显示；

·支持文件生存期设定和录像状态（自动、手动、报警、运动检测）显示；

·录像文件检索：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。

视频码流分发功能

·数字码流支持一个源分发给一个或多个用户，其网络连接方式可以为单播、组播和TCP方式；

·视频转发服务器支持从一个网络地址转发到另一个网段的网络地址（即网络地址转换NAT）；

·视频转发服务器具备数字干线管理功能。

权限及安全控制功能

·系统采用多级权限控制管理，按实际的管理架构对每个用户赋予不同的权限和级别，系统登录、操作都需要进行权限验证，多个用户具备同样权限时，高级别的用户可以抢占低级别用户的资源；

·用户权限漫游，用户在全系统中只需要通过一个帐号和密码就可以漫游全网访问任何有权限的资源；

·级别高的用户可以抢占级别低的用户对某资源的控制权，反之则不行。低级别用户的控制权被抢占时会得到明显的通知。

干线管理

·网络视频管理平台具备模拟干线和数字干线管理能力，干线管理的方式有：路由选择、复用、锁定和抢占、抢占后处理和预留；

·干线的路由选择是指每一次需要干线的时候能找到全网中最优（经过的节点数最少、尽可能复用原来干线、抢占的代价最小等）的一系列干线；

·干线复用是指多个节点上的用户查看同一个摄像机的时候要尽可能复用原来干线，避免占用新的干线；

·在干线被占满，且有高级别用户需要调用图像资源的时候，就会发生抢占，抢占时总是抢占路径最短、抢占的代价最小的干线；同时，在高级别的用户锁定干线时，要保证低级别的用户不能抢占这些干线；

·在高级别的用户抢占了干线时，原来占用干线的用户能够得到友好的通知。

报警联动功能

·报警接入：通过I/O报警输入或RS232串口，系统能接入各种标准的报警探测器，包括：红外对射、双鉴探测、烟感、玻璃破碎等；支持多种型号报警盒和报警主机的连接；

·远程报警及联动控制：检测多路报警信号，当发生报警时，自动启动各种对应的联动设备，将视频切换到相对应的摄相机，触发自动录像，触发自定义宏，通过网络向监控中心报警，客户端弹出报警信息提示；

·报警联动工作表：为每个报警输入指定报警联动工作表。工作表可按周一至周日以及节假日的不同时间段分别指定联动哪些报警输出；

·报警参数设置：设定报警盒型号、串口等物理参数；客户端显示报警输入输出、运动检测、视频丢失的细节信息列表；设定报警显示次序。

系统维护功能

·系统所有重要操作，如登录、控制、退出、报警确认等，均有日志记录，系统可对日志记录进行查询和统计；

·局部配置调整后，自动更新全网系统配置，方便维护管理；

·更换设备（例如摄像机、编码器和键盘等设备）无须停止系统运行；

·通过组播协议自动发现网络上的主要设备和它们的IP地址；

·主要设备可以方便地远程查看版本号、可以远程修改IP地址、支持软件远程在线升级。

负载均衡功能

·由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过负载分担技术，将外部发送来的请求均匀 分配到对称结构中的某一台服务器上，而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。

网页浏览功能

·支持WEB浏览，服务器内置Web Server，用户可通过IE浏览器随时登录和退出；

·在Web浏览方式下，支持客户端软件的所有常见功能，包括摄像机参数设置、云镜控制、本地录像、录像回放和检索等。

GIS应用服务功能

·提供良好的电子地图功能：提供接口软件与第三方GIS系统集成；

·平台将面向全网用户提供摄像机点位的GIS电子地图服务，用户可及时获取并更新地图信息，方便直观地定位和查看前端监控点图像。

平台特点

银江综合视频监控平台通过先进的信息技术、通信技术、控制技术传感技术、计算机技术和系统综合技术有效的集成及应用，实现了人、车、路之间的相互作用以全新的方式呈现，从而实现城市交通事前预测、事中指挥、事后分析一体化管理，结合多渠道的信息服务手段，有效提高道路交通智能化管控能力、交通管制监视能力，改善城市交通状态。

通过监控、分析和预测手段，达到事前预防

增加主动管理能力，整合集成各个子系统，集视频监控、事件检测、数据分析等手段进行深入挖掘，并通过传回的交通视频信息进行智能化提取和行为分析，获得最新路况信息。可实现网络化管理、智能化控制，变被动管理为主动管理、从而有效实现事前预防。

通过报警、预案、指挥功能，实现事中应急联动

交通事故、突发警情等社会应急发生时，最重要的要求是及时响应和有序的处理，因此，前端设备的实时报警和相关路段的监控、信号、交通诱导可控，警力资源的及时定位和跟踪都是突发事件应急指挥中必不可少的因素，通过对每次警情处理任务的不断总结，形成处理预案，实现事件应急联动机制，可从容应对突发事件，提升对突发事件的防御能力。

通过黑名单布控、决策分析，达到事后分析布控

本系统中通过GIS地图的引入，使监控布局更加合理，更加直观，能最大限度地避免疏漏。当交通事件发生之后，通过对检测数据进行分析获得车辆轨迹和事件趋势，作为下一步处理的参考依据，并可对预案流程进行优化。通过黑名单布控可将违法车辆信息布控到指定卡口，当车辆经过时会实时报警，以便现场拦截。有效打击了违法犯罪行为，保证了民众的安全。