城市道路智慧监控系统整体解决方案

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前言 (2)
第1章系统简介 (3)
1.1 系统概述 (3)
1.2 典型结构 (4)
1.3 信息流向 (4)
1.3.1 实时预览 (4)
1.3.2 录像回放 (5)
1.3.3 录像检索 (5)
1.3.4 图片存储、预览及回放 (6)
1.4 视频检索协助破案示例 (7)
第2章应用环境 (10)
第3章用户体验 (11)
3.1 道路[全断面]高清视频监视/1920×1080pixel (11)
3.2 [全实时]高清录像/25fps@1920×1080pixel (11)
3.3 机动车特征[属性自动提取] (12)
3.4 基于特征属性的[快速检索] (12)
3.4.1 图片检索 (12)
3.4.2 视频检索 (13)
3.5 [套牌车辆]实时分析及布控 (14)
3.6 基于特征属性的[车辆智能研判] (14)
3.7 系统运行[闭环运维保障]体系 (15)
第4章应用功能 (16)
4.1 道路全断面视频监视 (16)
4.2 全天候高清视频录像 (16)
4.3 机动车通行记录抓拍 (16)
4.4 机动车车牌识别 (16)
4.5 视频标签自动叠加 (17)
4.6 录像视频及图片快速检索 (17)
4.7 套牌车辆实时分析及布控 (17)
4.8 图像防篡改功能 (18)
4.9 网络远程维护功能 (18)
第5章应用性能 (19)
第6章方案设计 (20)
6.1 系统结构 (20)
6.2 系统组成 (20)
6.2.1 前端子系统 (20)
6.2.2 网络传输子系统 (21)
6.2.3 后端管理子系统 (21)
6.3 施工安装 (21)
6.4 存储设计 (23)
6.4.1 存储总体架构设计 (23)
6.4.2 派出所存储系统设计 (24)
6.4.3 各区县存储系统设计 (25)
6.4.4 市局存储系统设计 (27)
6.4.5 多级存储方案优势 (28)
6.5 平台简介 (30)
6.5.1 平台概述 (30)
6.5.2 平台运行环境 (32)
6.5.3 平台系统架构 (34)
6.5.4 平台系统功能 (43)
6.6 系统组件 (76)
6.7 主要产品技术规格 (79)
6.7.1 智慧监控单元MCU-230E-ZB (79)
6.7.2 嵌入式NVR DS-8632N-ST (79)
6.7.3 IP-SAN DS-A2048R (80)
第7章关键技术 (82)
7.1 视频触发技术 (82)
7.2 车牌识别技术 (82)
7.3 视频跟踪技术 (83)
7.4 牌照分类技术 (83)
7.5 车型分类技术 (84)
第8章系统优势 (85)
前言
城市道路监控系统作为城市治安防控体系的基本骨架，在治安防控中发挥着重要的作用。

系统为[刑事犯罪侦查警察]、[治安警察]、[交通警察]、[巡逻警察]等诸多警种提供信息及技术支持，通过视频资料查找与案件相关的蛛丝马迹，为刑事、治安、交通肇事逃逸等案件的侦破提供有用的线索，大大的提高了公安机关的执法办案水平和效率。

过去十年，城市道路监控系统的建设在全国范围内如火如荼的展开，取得了可喜的成绩，各地道路监控网格已初步显现，城市治安状况明显改善。

“十三五”期间国家和各地方政府更是将城市治安防控系统的建设做为政府工作的重中之重，出台的规划中往往是上万甚至数万级别的监控点位的新建计划。

海量的监控探头为我们带来大量可用视频资源的同时也带来了严峻的问题，若仍以传统的人工查证的方式想在如此海量的图像数据中去查找某一特定视频对象的话，无疑犹如大海捞针，费时费力。

这就为下一代城市道路监控系统提出了新的要求，[它需要能够在海量视频录像中快速检索、定位到所需要关注的特定对象的视频；它需要能够实时分析、发现假/套牌车辆等高危对象并提示报警；它需要能够实现主动的视频防控；它还需要具备完善的运维保障机制。

]----这就是“智慧监控系统”诞生的初衷！
第1章系统简介
1.1 系统概述
城市道路智慧监控系统（以下简称：智慧监控系统）是一种面向城市治安防控和交通管理的复合型的高清视频监控系统。

在[满足常规道路监控系统对道路断面全覆盖的视频监控需求以及全天候的高清录像需求]的同时，智慧监控系统引入全画面视频检测、视频跟踪、车牌识别等多种业内领先的视频智能技术，使得传统的道路监控系统具备了以下[新的能力]：
1、机动车通行记录、抓拍1张图片；
2、机动车特征属性（车牌号码、车牌颜色）自动提取；
3、特征属性视频标签自动叠加；
结合中心智慧平台的研判分析模块可实现以下[新的业务应用]：
4、基于特征属性的视频录像及图片快速检索；
5、假/套牌车辆实时分析及报警；
6、基于特征属性的车辆智能研判；
智慧监控系统解决了传统的视频监控模式海量视频录像堆砌在中心，需要大量人力投入进行[人工查证]的问题；同时促成监控业务模式从事后查证到[主动视频防控]的质的飞跃！
1.2 典型结构
图：典型系统结构图示1.3 信息流向
1.3.1实时预览
图：实时预览流图示
1.3.2录像回放
图：录像回放流图示1.3.3录像检索
图：录像检索流图示
1.3.4图片存储、预览及回放
图：图片存储、预览及回放图示
1.4 视频检索协助破案示例
1.2012年10月12日17:30左右，XX路段发生一起交通事故、肇
事车主驾车逃逸；
2.具现场目击者反映，肇事车辆为一辆红色轿车车牌为浙A J26?V；
3.因事故现场没有安装监控系统，故扩大搜索范围，选定距离事故
地点20分钟车程范围内的所有智慧监控点；
4.进行条件为：车牌为浙A J26?V 的条件搜索；
5.发现下午2012年10月12日17:19:25在附近的江晖路的智慧监
控点出现过一辆牌照为蓝浙A 的深红色轿车与目击者反映的车辆十分相近；
检索到的录像视频如下：
播放位置：从嫌疑车辆出现时前10秒（可根据需要调整）处开始播放视频。

检索到的对应的抓拍图片如下：
6.在智慧监控系统全网范围内搜索该车辆，通过比对事故时间点前
后车辆外观的差异，最终锁定该车辆为肇事逃逸车辆，
7.通过在全网范围内对该车辆进行布控，终抓获肇事逃逸车主。

第2章应用环境
本系统适用于城市快速路、主干道、次干道、支路等城市道路环境，主要用于[次干道]及[支路]的道路路面监控。

建议单台智慧监控单元监控覆盖视场不大于双向6车道。

[最优应用环境]：双向4车道道路断面/单台智慧监控单元
[常规应用环境]：双向6车道道路断面/单台智慧监控单元
单台智慧监控单元可实现对6车道及以下道路断面的高清视频监控的全覆盖；同时对临近智慧监控单元的2条车道的机动车进行自动抓拍，并完成对机动车特征属性的自动提取以及视频标签的自动叠加。

第3章用户体验
3.1 道路[全断面]高清视频监视/1920×1080pixel
3.2 [全实时]高清录像/25fps@1920×1080pixel
3.3 机动车特征[属性自动提取]
●车牌号码识别
●车牌颜色识别
黑、白、蓝、黄、绿五种车牌颜色。

3.4 基于特征属性的[快速检索]
3.4.1图片检索
3.4.2视频检索
（1）按车牌号码、车牌颜色等条件，查询过车信息。

（2）点击回放按钮，回放与该过车时间点关联前后的录像。

3.5 [套牌车辆]实时分析及布控
3.6 基于特征属性的[车辆智能研判]
系统能够提供的车辆智能研判包括行车轨迹分析、关联性分析、频繁过车分析、初次入城分析、区域碰撞分析。

详见本方案“6.5平台简介”
3.7 系统运行[闭环运维保障]体系
系统平台运维管理模块包括网络管理和资产管理两大部分，具有软硬件运行状态监测、运行异常报警、维修需求通报、维修反馈登记、日常运维监督等五大运维管理机制，共同构成系统运行的闭环运维保障体系，确保系统长期有效的为用户提供服务。

详见本方案“6.5平台简介”
第4章应用功能
4.1 道路全断面视频监视
在满足系统应用环境要求的条件下（见本方案第2章），单台智慧监控单元能够在保证视频检测分析区域对像素点要求的同时实现对整个道路断面的监控视场全覆盖，监控中心可实时调看智慧监控单元的高清视频图像。

4.2 全天候高清视频录像
智慧监控单元在进行机动车抓拍的同时还能够提供一路全实时的高清视频流（25fps@1920×1080pixel），视频流传输至监控中心通过部署在监控中心的NVR进行录像存储。

4.3 机动车通行记录抓拍
系统能够对通过智慧监控点视频检测分析区域（临近智慧监控单元的2条车道）的机动车进行自动记录，抓拍1张照片并生成一条机动车通行记录。

4.4 机动车车牌识别
系统通过机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别功能。

可识别“92式”“02式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色。

系统可以识别蓝、黄、黑、白、绿五种号牌颜色，并可根据不同的号牌颜色区分车辆类型。

∙ 系统识别的车牌类型部分示例
1、蓝色民用车牌
2、黄色民用车牌
3、黑色民用车牌
5、02
式车牌4
、黄色民用尾牌11、港澳车牌
12、教练车牌
13、使馆车牌
14
、民航车牌6、警用车牌7、单层军用车牌8、双层军用车牌9、单层武警车牌10、双层武警车牌
∙ 前端识别技术
车辆牌照识别算法（车牌号码识别、车牌颜色识别）集成在智慧监控单元中，无需专门配置单独的车牌识别服务器。

4.5 视频标签自动叠加
系统自动将车牌号码、车牌颜色等车辆特征属性信息的识别结果以视频标签的形式叠加到录像视频流中并与抓拍的图片进行关联。

4.6 录像视频及图片快速检索
用户可根据车辆号牌、车牌颜色等车辆特征属性信息结合通行地点、通行时间进行精确或模糊条件查询，快速检索定位到所需关注的对象的录像视频及图片。

4.7 套牌车辆实时分析及布控
系统可根据智慧监控前端点位坐标信息计算出任意两点之间的
最短路径和理论最短行程时间，自动比对不满足最短行程时间间隔规则的相同号牌的车辆，实时发现锁定套牌嫌疑车辆，提示报警并执行套牌嫌疑布控。

系统支持人工复核，如果确认不是套牌，可将该条记录从数据库套牌嫌疑过车表删除。

4.8 图像防篡改功能
系统记录的原始图像信息具备防篡改功能，避免在传输、存储、处理等过程中被人为篡改。

4.9 网络远程维护功能
智慧监控前端子系统预留了时间校正接口、参数设置接口、运行情况的诊断接口和恢复接口，可对前端设备进行设置、调试及维护。

管理员可以实时查看前端设备的运行状态。

可通过网络实现远程维护、远程设置和远程升级等功能。

第5章应用性能
第6章方案设计
6.1 系统结构
图：道路智慧监控系统·系统结构图
6.2 系统组成
道路智慧监控系统由前端子系统、网络传输子系统和后端管理子系统组成。

实现对监控点道路全断面的视频监视、图像传输、图像预览、录像存储、录像检索回放及管理，同时实现对机动车进行图片抓拍、识别、传输、处理、分析与集中管理。

6.2.1前端子系统
负责完成道路断面的高清视频图像采集、编码、压缩及图像上传，同时负责完成对机动车的信息采集和分类。

包括车辆特征照片、车牌号码与车牌颜色等。

并完成图片信息识别、数据缓存以及压缩上传等
功能，主要由智慧监控单元、光纤收发器组成。

6.2.2网络传输子系统
负责系统组网，完成数据、图片的传输与交换。

一般通过租用运营商光纤链路组建专网（裸光纤或带宽租用），对于市区较密集的点位可通过EPON方式组网，对于偏远地区也可采用无线方式组网。

6.2.3后端管理子系统
负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，由中心管理平台和存储系统（嵌入式NVR）组成。

中心管理平台由搭载平台软件模块的服务器组成，包括：管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器和数据库服务器等。

6.3 施工安装
图：外场设备安装布局图
图：外场设备安装效果图
6.4 存储设计
6.4.1存储总体架构设计
图：存储系统总体架构
本方案采用四级存储架构保障策略：前端缓存、日常录像/图片存储、重要监控点录像/图片备份以及重要事件/案件录像存储，保证视频录像存储的安全性与可靠性。

1) 本设计采用的前端智慧监控单元/监控摄像机配置1张32G SDHC内存卡，当视频监控网络出现故障无法回传监控视频图像时，可实现3.5小时以上监控视频图像的缓存。

2) 各个派出所部署相应数量的NVR网络视频存储设备，对前端所有监控点的日常监控视频数据进行实时存储，存储周期设置为
30天；对机动车的通行抓拍图片进行存储，存储周期设置为30天。

3) 在各县(市、区)公安局分别部署IP-SAN存储设备对所辖范围重点监控区域的监控视频(取所有监控点数量的10%)进行实时备份存储，存储周期设置为30天，由前智慧监控单元/监控摄像机直接出两路流，一路给派出所NVR存储设备，一路给县级IPSAN存储设备。

对智慧监控点前端捕获的机动车抓拍图片进行备份存储，存储周期设置为2年。

4) 市公安局部署IP-SAN存储设备对全网范围内的重要事件、案件调查取证的监控录像及管理图片和数据记录(50000起)进行集中存储和永久保存。

市级案事件监控录像来源分为三类：一、市局公安干警实时视频巡逻过程中发现的可疑信息，该类案件相关视频直接从前端设备取流；二、对于派出所报案、三台合一报案等案件来源，需要事后查找相关视频录像，该类案件相关视频可从前端派出所NVR 存储设备中查找相关视频；三、对于前端直接接入县（区）级的前端监控点，需要事后查找相关视频录像，该类案件相关视频从县（区）级IPSAN存储设备中取流。

6.4.2派出所存储系统设计
各个派出所监控中心用NVR网络存储录像机根据所需接入视频监控录像的数量，直接对前端监控系统传输回来的视频画面进行24小时实时存储录像，存储周期设置为30天；对机动车的通行抓拍图片进行存储，存储周期设置为30天。

各派出所监控中心设置对应数
量的NVR网络存储录像机，并分别通过千兆以太网线路接入到派出所节点主干交换机上。

采用就近存储、快速存储、分散存储的策略，保证数据尽可能早的存储，有效规避网络异常等问题，把单点故障的风险降到最低。

存储系统架构如下图所示：
图：派出所存储架构示意图
6.4.3各区县存储系统设计
在各县（区）采用IPSAN存储，它使用iSCSI协议代替光纤通道（FC）协议来传输数据。

IP-SAN可以将存储设备分成一个或多个
卷，并导出给前端应用客户端，客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问，块级访问的特性决定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟，本方案采用的IPSAN存储采用独特算法和优化资源分配，保障高清监控存储系统能长时间运行在大并发量、大码流的工作环境下，在写性能、高并发度和高可靠度方面均达到工业级水平。

各县(区)公安局分别部署IP-SAN存储设备应实现对所辖范围重点监控区域的监控视频(取所有监控点数量的10%)的备份存储，存储周期设置为30天；对直接接入县(区)公安局的监控点日常监控录像进行实时存储，存储周期设置为30天，对监控点数量不超过10个的派出所，进行日常监控录像实时存储，存储周期设置为30天。

通过设置对应数量的IP-SAN存储磁盘阵列设备，并分别通过千兆/万兆以太网线路接入到县(区)公安局节点主干交换机上。

1）重点区域视频监控图像备份存储（取所有监控点数量的10%)：在前端重点区域的监控摄像机上做设置，摄像机直接出两路流，一路传给派出所NVR存储设备，另一路传给县（市、区）局监控中心IPSAN设备。

2）对需要直接接入县（市、区）公安局的高清视频监控点以及对于派出所监控点数量小于等于10个的，监控点录像直接接入县(市、市、区)公安局进行集中存储。

3）对智慧监控点前端捕获的机动车抓拍图片进行备份存储，存储周期设置为2年。

存储系统架构如下图所示：
图：区县存储系统架构
6.4.4市局存储系统设计
市公安局监控管理中心的存储系统，主要存储的视频录像是对全网范围内的重要事件、案件调查取证的监控视频录像进行集中存储和永久保存。

通过在市公安局监控管理中心配置IP-SAN存储磁盘阵列设备，通过千兆/万兆以太网线路接入到市局节点主干交换机上。

市级案事件监控录像来源分为三类：一、市局公安干警实时视频巡逻过程中发现的可疑信息，该类案件相关视频直接从前端设备取流；二、对于派出所报案、三台合一报案等案件来源，需要事后查找相关视频录像，该类案件相关视频可从前端派出所NVR存储设备中查找相关视频；三、对于前端直接接入县（区）级的前端监控点，需要事后查找相关视频录像，该类案件相关视频从县（区）级IPSAN
存储设备中取流。

6.4.5多级存储方案优势
1）前端缓存的优势分析
前端缓存存储介质采用高清网络摄像机内置的高速SDHC存储卡，同时采用自动循环覆盖的数据存储机制，当存储达到最大储存容量时，自动进行循环覆盖当前最早的数据信息。

当前端摄像机至后端公安机房数据中心之间的专线网络故障导致数据传输中断后或派出所NVR存储出现异常，前端视频流在存储硬件（SDHC存储卡）中临时存储数据，并在网络恢复后或NVR恢复正常后自动断点续传回后端管理平台，以防止数据丢失，保证前端采集数据的完整性。

2）分布式与集中存储相机合存储方案优势
在派出所选用嵌入式NVR分布式存储实现对前端监控视频图像的日常存储，在县(市、区)公安局、市局选用IPSAN存储设备分别对所辖范围重点监控区域的监控视频及抓拍图片进行备份存储，对案事件相关视频进行集中永久存储。

优势分析如下：
缓解网络压力、降低故障率：平安城市的建设和改造，监控点数量庞大，如果全部采用IP SAN集中存储的模式，每个高清监控点需要6M到8M左右的带宽（以1080P高清为例），在IP汇聚网络（城域网）中要24小时一直传输几十G的IP数据，对于网络的压力以及对带宽的占用是非常巨大的，同时因为所有存储数据集中到网络少数几点，可靠性难以得到保证，因网络故障引起大面积监控点存储瘫痪
的风险较高。

采用嵌入式NVR并采用分布式存储的模式，因为图像资源都分布存储在前端，汇聚到中心的只有极少量实时图像中心调用或者是录像调用产生的流量，对汇聚网络压力小。

有效降低成本：在存储介质的选择上，IP SAN要求企业级硬盘，而嵌入式NVR，多写少读的特性，决定了监控硬盘已经可以满足需求。

两者都是专业级硬盘，但从目前存储成本上来看，企业级硬盘的成本是监控级硬盘的两倍多。

另外，采用嵌入式NVR存储较IPSAN 存储而言，也大大节省了电费及UPS等相关投资成本、机房建设投资成本以及运行维护投入成本
升级和改造方便：目前城市监控（模拟摄像机）基本采用的是派所DVR的存储模式，后续高清监控项目很大一部分将会是原有系统的改造而非全部新建。

使用派出所嵌入式NVR存储的模式，完全符合原有嵌入式DVR的网络结构和使用习惯，升级和改造非常便利，系统中较多设备（包括网络传输设备）可以利旧不需新建。

多级备份，确保数据存储安全：派出所NVR存储实现对前端监控点的日常存储，区县级对重要区域视频录像采用IPSAN存储进行备份存储，IPSAN 存储特点是高共享性、高吞吐量和RAID冗余能力，对重要区域视频备份保存，充分保证重要视频录像存储的可靠性与安全性。

6.5 平台简介
6.5.1平台概述
iVMS-8600交综合管控平台，是一个基于服务器、操作系统、依托于数据库、架构于网络的服务系统，是支撑起交通监控系统产品的中央管理平台，一个能够实现设备接入与用户服务的综合软硬件体系。

综合管控平台利用统一的数据库、软件及服务，接入分散的设备并建立用户、业务接口，以完成分散设备的统一管理并提供用户业务需要的服务。

软件平台包括数据库服务器、CMS管理平台、交通应用服务器、图片服务器、区间测速/套牌分析服务器、设备接入服务器、网络存储服务器、存储管理服务器、网管服务器、流媒体服务器、电视墙服务器、CS控制客户端、WEB配置客户端、WEB控制客户端以及路口前端进行数据采集、处理、发送的道口管理主机，可实现对通行路口车辆的牌照识别、测速及超速报警、闯红灯检测、布控车辆检测报警、查询统计、智能研判等功能。

系统拓扑图如下所示：
6.5.2平台运行环境
iVMS-8600交通综合管控平台架设在完整的服务器体系之上，并通过其操作系统、应用程序等组成的软件架构体系与直接面向用户的浏览器、客户端实现人机交互。

就平台需要实现的不同的业务功能以及需要承受的数据以及通信的负荷而言，其对应的服务器体系以及软件体系架构会有所不同。

完整的综合管控平台，需要依托于高速、稳定的网络环境，才能够实现高效、安全、可靠的运行。

6.5.2.1 硬件环境
硬件服务器承担了平台软件的架设、数据的存储与转发等重要任务，因此要求服务器高效、稳定，具备能够承担高吞吐率的大容量硬盘作为存储单元，具备高速处理器，实现平台内外数据的高效、高速、稳定地传输与处理。

建议的服务器技术参数：
1*Xeon E5620－2.4G（四核12M/5.86GT/s）
2*2GB DDR3 ECC/2*146G（SAS/15Krpm/3.5英寸）
2*1000M NIC
冗余电源
6.5.2.2 软件环境
服务端环境
◆Windows Server 2003 R2 Edition sp2 32位系统
◆Windows Server 2008 64位系统
◆Oracle 10.2.0.1.0及以上版本数据库
客户端环境
◆Windows Server 2003 R2 Edition sp2 32位系统
◆Windows XP Professional Edition 32位系统
◆Windows 7 Professional Edition 32位系统
◆Oracle 10.2.0.1.0及以上版本数据库客户端
◆IE6.0及以上版本浏览器（推荐使用IE8.0）
6.5.2.3 网络环境
具有足够的带宽，支持各种多媒体业务和确保实时处理；
可靠的网络结构，支持系统不间断运行；
网络具有开放性，采用标准的接口方式；
网络具有较好的可扩性，方便将来各系统扩展；
具有很强的网络管理能力，便于网络维护、运行管理和网络安全。

6.5.3平台系统架构6.5.3.1 平台层次结构
6.5.3.2 平台工作流程
6.5.3.3 平台主要设备、模块
6.5.3.3.1HikServer
为了进一步提高服务器对系统资源的整合及平台对资源管理控制
的效率，也为了进一步简化用户操作，将平台能够实现的基本功能所涉及的服务器（软件）整合到海康服务器（HikServer）中，以满足用户的基本管理需要和业务需要，如用户及设备管理、报警、存储、转发等。

在HikServer的操作界面中，用户能够直观地了解各功能服务器的运行情况，并可以根据需要开启或关闭服务器，也能够对服务器进行在线配置。

1、报警处理服务器（ALARM）
接收报警信息，并对报警信息做相应处理。

2、网络存储服务器（PCNVR）
实时视频的网络存储功能；
视频的集中存储管理。

3、存储管理服务器（VRM）
管理所有录像的计划配置、录像类型、存储方式；
提供远程和集中存储录像查询、点播、下载等功能。

4、流媒体服务器（VTDU）
负责转分发实时码流。

5、电视墙服务器（TVW）
管理解码器和解码服务器；
提供预览、轮循上墙功能。

6、设备接入服务器（PAG）
提供设备接入功能；。