高速公路监控和收费系统技术建议书

高速公路监控和收费系统

技术建议书

目录

一、概述 (2)

1.1系统设计依据 (2)

1.2系统设计原则 (3)

1.3系统功能 (4)

二、方案介绍 (6)

2.1项目分析 (6)

2.2监控图像传输方案 (7)

2.3监控中心平台单元 (12)

2.4视频存储方案 (15)

三、系统业务功能 (18)

3.1 IP组播功能 (18)

3.2 软矩阵视频调度 (18)

3.3 报警信息联动和处理 (18)

3.4 存储策略配置和存储服务器的控制 (19)

3.5 软解视频浏览 (20)

3.6 用户管理 (21)

3.7 日志管理 (21)

3.8 电子地图 (22)

3.9 在线信息查询功能 (22)

四、系统安全 (24)

4.1网络视频监控平台自身的安全性 (24)

4.2网络安全 (24)

4.3高效的认证机制 (24)

4.4完善的权限管理 (25)

4.5视频流传输的安全性 (25)

4.6视频数据存放的安全性 (25)

五、系统相关产品说明 (26)

5.1远端综合接入设备SIVX VR1102 (26)

5.2远端综合接入设备SIVX VR2004 (28)

5.3本地节点接入设备SIVX VL2004 (31)

5.4智能视频存储设备SIVX VS500 (34)

5.5 SIVX S5528交换机 (36)

5.6 SIVX S3628交换机 (40)

一、概述 本投标人在认真研究高速公路收费系统、监控系统招标文件的具体情况和本次招标收费、监控系统视频传输、存储系统技术规范的基础上，采用世界级领先通信企业及国内通信业界领导厂商——华为公司和华为交通行业唯一代理、全国智能交通行业引导者——亚邦伟业公司SIVX 智能增强型视频监控系统解决方案进行本工程的投标和技术建议书的设计，确保本技术方案所组建系统的先进性与最佳性价比。

1.1系统设计依据

本系统设计依据为：

● 《安全防范工程技术规范》 （GB 50348-2004）；

● 《安全防范工程程序与要求》 （GA/T75-94）；

H.26

4 SAN NET

组播 H.264等多协议编码，实现

高质量数字图像联网的大

规模应用 将视频高码率监控流和低码率存储流并发传输，简化网络构架

采用IP SAN 的网络构架实现视频块状存储，便于后期应用，RAID 机制保护数

据安全

实现基于数据网的IP 组播功能，当多点调用图像

时节省网络带宽 自愈环的网络构架在外场保障单点故障后的重路由，保障图像安全传输

真正网络化管理，实现对系统内各类设备远程管理

维护，方便行业应用

●《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）；

●《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；

●《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）；

●《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；

●《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）；

●《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》 (GB4793-2001)；

●《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；

●《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。

●EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空

间标准

●ISO/ICE/IS11801结构化布线标准

●ISO TCP/IP协议标准

●ISO IGMP/CGMP协议标准

●10BASE-T，100BASE-TX 标准 IEEE802.3，IEEE802.3U

●《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）

1.2系统设计原则

本次工程中，监控系统视频传输系统的建设以“实用、可靠、先进、经济、开放、安全”为指导思想。

（1）实用：监控覆盖面和图像质量须满足高速公路管理部门实战需求，图像质量必须满足监控使用要求，提供清晰、可分辨的图像；图像联网须满足外场图像/隧道图像与监控分中心、省中心之间互联互通的需求；数字图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便，满足不同部门的使用需求。

（2）可靠：系统采用的主要安防设备须经过具有国家交通安全设施质量监督检验中心（交通部交通工程监理检测中心）批准的相应资格产品检测测

试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。

（3）先进：采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。主要设备

可采用搭积木的模块式方便扩容，保护原有投资。

（4）经济：在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。

（5）开放：系统应遵循开放系统的原则。系统应符合国家标准和行业规划，能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。（6）安全：由于本系统涉及到区对于重点设施的日常实时监控、图像数据量大，安全性和保密性就显得十分突出和重要。在考虑系统安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。

1.3系统功能

本工程的视频监控系统的建设，做到完全符合以下原则和目标：

（1) 图像质量清晰

亚邦SIVX智能增强型视频监控采用一次编码，避免了传统监控系统因为多级级联而造成的图像质量急剧下降的现象，最大限度地还原图像的真实情况。并可提供FULL D1高清晰图像分辨率，最高可以提供8M带宽，为用户提供DVD画质的高清晰图像。

（2) 系统高可靠性

系统中音视频流并不在数字监控网管服务器上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于视频交换服务器的处理性能而造成的瓶颈问题。

（3) 集中化管理

系统针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。不同的用户可以根据指定的权限对系统进行操作。这种分级分域的多种管理模式非常适合高速公路系统的管理模式。

系统根据用户业务管理模式的特点，采用集中式的管理方式。通过视频管理服务器PL和数据管理服务器DT不仅可对前端设备进行集中的管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。用户只需要在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现

等操作。

（4) 良好的系统开放性

整个系统采用国际标准IP传输协议，提供业界标准设备接口，用户选择设备的灵活性大，升级扩容方便；图像编码和传输协议均采用国际标准，前端设备扩容简单方便，可灵活增减；整个系统可通过第三方开放接口提供业务应用开发，也可以参与矩阵、光端机、DVR等其他厂家的系统控制。

（5) 灵活廉价的光纤布线成本

通过升级的千兆自愈环网，非常符合高速公路监控布置的特点，如沿线全程监控和隧道的密集监控，只要通过一个千兆光纤环网（一个环网可以传输64路图像）可以解决外场大量的监控媒体终端的接入，大大节省了用户的光纤布线成本。

（6) 全系统时钟同步

不但所有管理服务器之间时间自动同步，监控媒体终端上还有OSD叠加视频时钟，也和系统管理服务器同步，这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有很重要的实际意义。

二、方案介绍

2.1项目分析

根据本项目全程视频监视及主线互通、服务区、停车区视频监视的方案，再加上沿线收费站视频的上传，本项目需要传输到监控中心的数量多达234路。其中：外场监控图像共108路（共104个接入点，其中外场4个点为2路，各接2路摄像机；其它100个点为单路，各接1路摄像机）；收费图像共126路，各站布设数量如下表所示：

每条车道包括1个亭内摄像机，1个车道摄像机，共51个车道，102路图像。

各收费站的所有图像在本站要求存储1个月，所有图像上各站监视器墙（模拟视频），并实现报警功能。所有收费126路视频全部上传怀来监控中心。

在监控中心，要求外场图像存储7天，收费图像存储1个月。提供104路事件检测模拟视频通道，108路外场视频轮切上大屏；126路收费视频轮切上大屏。实时播放D1（720*576）视频流，建议码率在2M-3M之间（64kbps～4Mbps连续可

调）。

亚邦SIVX智能增强型视频监控解决方案是亚邦公司针对京张高速公路收费

监控视频传输、存储系统推出的针对性解决方案，整个系统解决方案包括远端综合接入设备SIVX VR1102、SIVX VR2004，本地节点接入设备SIVX VL2004，以及SIVX VS500智能视频存储阵列。并通过亚邦PL、DT管理平台实现系统设备及视频图像的切换、存储等管理功能，为本工程用户提供便捷的视频管理应用平台。由于SIVX系统设备基于光网络和IP构建，系统中各个部件，都可以根据需求分布式部署并加以集中管理。

与传统监控的组成方案类似，亚邦SIVX智能增强型视频监控包括前端单元，传输单元，中心平台单元和客户端单元、以及存储、显示及管理控制等组成部分，具体解决方案如下：

2.2监控图像传输方案

本工程中，外场全程监控点的视频编码节点设备选用亚邦公司的SIVX

VR1102远端综合接入设备，均进行双路配置，为本次工程中的单路接入点预留1台摄像机的接入能力。

全程监控采用光纤环网传输方案。光纤环网传输方案可在一个单模光纤环

网上同时传输最多64路视频信号和多路数据、音频及数字量信号。本次工程，以监控中心为轴，两个方向各组成2个环网，共4个环网。各环网直接接入监控中心的SIVX S3628视频以太网交换机。

宣化东、下花园、鸡鸣驿、怀来、东花园收费站的以太网交换机通过光纤

传输通道将数字化视频图像上传至监控中心。

在监控中心内设置59台视频解码节点设备，采用亚邦公司的SIVX VL2004本地节点接入设备，实现视频解码，将数字化格式图像分别还原成模拟图像传输到大屏和事件检测分析仪上。

监控中心组网图如下图所示：

本工程中，本投标人充分分析了各收费站的布设情况，采用广场和收费车道业务先在车道以太网交换机汇聚，再上传各站机房内的视频以太网交换机，并在本站完成所有图像的本站存储，所有图像上各站监视器墙（模拟视频），具有报警功能；同时，各收费站的以太网交换机通过光纤传输通道将所有收费126路数字化视频图像上传至怀来监控中心。

收费站组网图如下图所示：

2.3监控中心平台单元

怀来监控中心是本高速公路区域内监控系统的管理中心，具有最高管理权限，可以管理区域内所有监控点，在云台控制时具有最高控制权限。在监控中心配置了PL（管理平台系统）、DT（视频数据管理系统）、IE视频客户端。

实现功能

管理所有网络上视频设备（远端综合接入设备、本地节点接入设备）。

通过配置IMC网管软件对全网网络设备进行实时监控管理。

实时监控所有前端监控点声音图像。

可检索分局IPSAN存储图像。

可通过IE客户端软件控制本地节点接入设备，解码前端编码器图像，只要权限允许可以所有编码器图像。实现网络矩阵功能。可轮切换，序切换，不限制解码器数量。

vManager-PL管理平台系统

vManager-PL管理平台系统，是监控系统业务控制和管理的核心，负责业务的信令交互和调度，管理整个系统的设备信息和用户信息，是整个监控系统的指挥中心。作为亚邦视频解决方案的重要管理组件，面向SIVX系列产品实现设备级管理，针对高速公路业务特点具有更好的可扩展性和可管理性。

产品功能特点

先进的体系架构：采用先进的模块化软件设计技术，支持分级分域的管理方式，系统具备良好的可扩展性和开放性，可根据监控范围的扩大实现系统的平滑扩容；同时可提供开放的编程接口，为行业化业务功能开发提供接口。

高可靠的系统平台：采用“监控管理服务器+Linux”的系统平台，可7×24小时长时间稳定运行，并且系统不易受到黑客、病毒的入侵和攻击。具有自愈能力，当意外掉电、网络故障等问题发生时，系统可自动恢复到故障发生前的状态继续运行。支持冗余服务器、数据库备份等特性，保障系统可靠运行。

丰富的管理和业务功能：不仅提供通常的监控设备管理、监控控制管理、用户管理，告警及日志管理等功能，还提供强大的监控策略管理、系统时间同步、

GIS地图服务等业务功能。

如通过全系统时钟同步功能：vManager-PL管理平台系统不但具有管理服务器之间时间自动同步的功能，还可以在编码器上叠加OSD视频时钟，并和系统管理服务器同步的功能。这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有很重要的实际意义。

通过支持GIS地图服务，使得SIVX方案的监控管理更加直观，支持可视化状态监视。用户可以依据用户权限加载地图信息和摄像机的图层信息，并使用搜索功能定位到地图上的指定摄像机进行点播或历史回放，方便了用户的操作。

vManager-DT视频数据管理系统

vManager-DT视频数据管理系统作为亚邦视频组网方案重要的组成部分，实现阵列视频存储文件的集中管理与搜索、点播等功能。其主要功能是管理储存于IP存储系统中的视频数据，包括远端综合接入设备、本地节点接入设备系列监控媒体终端建立与存储资源的连接、制定每个VR设备的存储计划、检索回放视频数据、备份视频数据、存储资源状态监控等功能。

产品特点

专业的存储管理：SIVX智能增强型视频监控系统解决方案采用专业的IP SAN存储系统，不同传统监控采用的硬盘储存。IP SAN存储系统在分布式部署、集中管理、可扩展性、数据共享等方面拥有独特的优势，使之尤其适合于大型监控应用。

高可靠性：SIVX智能增强型视频监控系统视频信息存储可采用块写入方式操作，既减少了系统资源开销，也提高了稳定性。另外，DT提供多种数据存储保护措施，如可实现Active-Passive模式的故障保护，主用DT切换到备用DT时，切换过程对远端综合接入设备、IP SAN等其他监控设备透明。支持存储资源的整机冗余保护，当系统中的一台存储设备发生故障时，可以手动把数据切换到备用存储设备上等。

灵活高效的管理机制：提供多种自动化的存储管理机制，如可为每个监控接入设备EC制定存储计划，使之可以根据策略实现自动存储；可制定存储备份计划，实现数据自动备份等。

IE视频客户端

产品功能：

IE视频客户端向用户提供图形化的操作和显示界面。用户在监控中心通过IE集中控制营业网点到监控中心的图像、声音的切换、接收、存储过程。维护时，由超级管理员在监控中心通过IE远程集中管理各终端，包括设备的参数配置，做到整个系统的统一管理和维护。

产品特点：

?基于Windows的软件系统：IE是基于Windows平台的客户端软件，全图形化界面、操作简单，符合用户常用的操作习惯，并提供了相关操作的

联机帮助。此外维护和升级也都十分简单。

?集成所有子模块于一体：IE视频客户端集中管理和操作整个监控管理服务系统。客户端无需再安装其它软件，就可以进行数据设置、信息查

询、实时监控和本地下载监控视频信息、点播回放历史视频信息、远程

控制云台和摄像头、配置轮切方案，并能接受显示设备故障时上报的告

警信息。

?全方位的云台控制功能：IE视频客户端进行实时播放时，管理员还可以同时通过云台控制摄像头。管理员可以给每一台摄像头配置用户权限和

预置位。除此之外，管理员还可设置云台控制的优先级，指定用户对特

定摄像头的控制权，禁止其他用户抢占摄像头。

?提供直观易用的设备操作树功能：用户通过IE视频客户端界面左侧的[设备操作树]窗口，可以方便快捷的获取设备信息并根据需要完成对设

备的简单配置和控制。

?完整的电子地图显示与快捷操作：IE视频客户端的GIS地图功能支持电子地图的基本操作功能，包括导航图功能，测量地图上两点之间的距

离，显示鼠标焦点在地图上的位置的经纬度。

?告警处理：IE视频客户端控制中心提供视觉可感知的各种告警信息，报告类似视频丢失的情况。

?支持媒体播放业务：IE视频客户端支持丰富的媒体播放业务，包括实时监控、点播回放、屏幕抓拍和本地下载等。IE视频客户端提供多画面处理器的控制与操作，用户通过模拟的屏幕操控面板可以方便、快捷的进

行播放、停止、打开存储计划、选择本地录像等操作。

2.4视频存储方案

我们根据用户实际情况可分别提供两种不同类型的视频存储方案：集中存储方案、本地存储方案。考虑到本高速公路的特性，我们建议采用监控图像采用集中式存储共用的方案。

本次监控系统的设计方案中，采用基于iSCSI远端综合接入设备直接写入IP存储系统的分布部署、集中管理模式。在该模式下，监控录像数据从iSCSI远端综合接入设备，经由IP网络，直接写入本地IP存储系统中，IP存储设备受到监控中心的统一管理。

采用多控制器的IP存储系统搭建开放的海量数据中心，满足数据读写的性能、容量等需求。

由于多路摄像头的监控数据采用直接写入存储方式，而监控录像是按照时间自动切割为若干文件的，存储系统需提供专用的数据写入管理软件，配合监控软件进行检索、查询。否则，大量监控文件的管理难度相当高，检索速度也相当缓慢。

基于ISCSI编解码器直接写入IP存储系统的集中监控模式下，除了搭建海量数据中心外，还需提供专门的视频监控数据管理DM软件，实现监控录像数据的集中管理、检索与调阅。此种集中监控的方式区别于DVR/DVS+流媒体服务器的存储的方式。

存储数据的可靠性保护

RAID0：RAID0也称为条带化（stripe），将数据分成一定的大小顺序的写到阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。且磁盘空间的存储效率最大（100％）RAID0有一个明显的缺点：不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。

RAID1： RAID1成为镜像（mirror），它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50％，在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有任何影响，RAID1提供了最佳的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。

RAID5：RAID5用一个盘的容量做为数据校验用，但是数据校验的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上，这样就不存在并发写操作时的校验盘性能瓶颈。阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。但是要用一个硬盘的容量做数据校验使用，一个硬盘的容量做热备，所以要损失两块硬盘容量来提高数据可靠性。

RAID10：RAID10是RAID1和RAID0的结合，也称为RAID（0+1），先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，有提供了数据冗余保护，RAID10的磁盘空间利用率和RAID1是一样的，为50％。RAID10适用于既有大量的数据需要存储，有对数据安全性有严格要求的领域，比如金融，证券等。需要一半的容量来保证数据可靠性。

根据以上不同可靠性保证的方法，我们推荐用户采用RAID5来做实时数据的存储，其中一块硬盘做热备，一块硬盘做数据校验用。采用RAID10来做为重要备份数据的存储。

存储容量的计算

存储容量的大小主要由前端监控图像路数、视频码流的大小来决定的。由于本系统中各收费站接入监控图像摄像机点不同，因此我们将根据接入点的多少、以及接入的视频码流大小来确定具体的存储容量。

存储容量的计算方法如下：

按照投标文件要求：一路视频按512Kb/s的数据流计算，一天最大需要磁盘空间为：

512Kb/s * 3600 * 24 / 8 = 5.3G

根据具体监控点数量可具体计算出所需的存储容量。方案中采用IP SAN存储，可以根据需要随时增加存储设备，并进行统一管理。视频监控系统的存储系

统和用户端存储系统我们将按照以上存储方法按照接入量的多少进行配置。今后根据存储时间长短和节点容量的增多而适当增加磁盘阵列。

本存储方案可实现存储意外情况下实现冗余备份的功能。即当分中心存储设备发生故障时，通过综合智能监控系统管理平台软件可设置为视频存储到各收费站本地进行，当故障恢复后，可将收费站视频存储调整到分中心存储，保证图像存储的连贯性。同样当收费站存储出现故障时，可通过综合智能监控系统管理平台软件的设置将存储功能转移到分中心存储设备中，提高系统的可靠性与安全性。

三、系统业务功能

本工程均采用数字编码技术和以太网组播协议进行编码和传输，整个系统为数字化视频监控系统。可实现设备统一配置、维护和管理，实现用户分级管理、视频码流调用、低码率视频存储、网络视频发布和数字软矩阵等功能。

3.1 IP组播功能

支持网络上多个终端同时监视同一视频流，即网络上许多用户或终端（解码板、工作站、视频储存终端和OA计算机网络用户）同时监视或接受来自同一编码器的图像，共享同一视频数据流，远端综合接入设备只需发送一路视音频数据流，无需向每个终端都发送，不增加网络上的数据流量。

3.2 软矩阵视频调度

●手动视频切换，允许用户调度系统内任意的视频源，到任意一个显示终

端（硬件解码设备/软件解码设备）

●组切操作，管理员可任意设置视频切换操作的组合和顺序，方便用户对

于某些组操作的处理，一次操作就可以同时切换一组指定的，相关的视

频到指定的显示终端上

●轮巡功能，通过指定多个视频源在一个显示终端上自动轮流切换，管理

员可任意指定视频源组合和轮巡间隔，这样，用户可以在有限数目的显

示终端上分时监控多个视频源

3.3 报警信息联动和处理

通过软件设置，可以实现在发生异常事件时，自动控制摄像机调整到预置位，或自动切换报警端摄像机图像到指定监视器显示，同时实现自动录像，写入系统日志，发出声光报警等操作。在用户界面上，以醒目的方式显示设备故障、报警信息，并配有故障（或报警）声音提示。首先在界面上相应设备图形的右下方显示代表设备故障或报警的闪动的图形。用户用鼠标点击故障（报警）图形或通过菜单可以打开故障（或报警）显示窗口。

●开发支持各种协议的报警模块，已经提供支持的报警模块有（I7060,

XYBJ-101，TV-DIO等）

●报警提示，对出现的报警信号，系统在操作界面上声光报警提示，

●报警定位，系统提供操作接口，快速在大量的系统设备内定位显示报警

源的位置

●报警屏蔽，对于某些报警信息，提供相应的手段进行屏蔽，对该报警源

提交的报警信息不予理会。

●报警清理，提供操作接口，快速地清理报警信息，重置报警源的状态，

使之能够继续检测下一次报警状态的触发。

●报警联动策略的任意指定(切换，存储，预置位调用等组合)：对于系统

采集到的报警信号，系统提供手段，对该报警信号指定灵活的联动策略，

当报警信息到达时，触发该指定的一组动作。

●报警信息的检索：系统提供检索报警信息的手段，供用户检索特定时间，

特定条件的报警信息。

3.4 存储策略配置和存储服务器的控制

●手动存储：用户对于正在软解浏览的视频图像，通过在软解窗口上的菜

单操作，可以根据需求实时记录，并可以随时停止录像。

●报警联动存储：可以指定任意报警信息触发录像指定的视频源的，并指

定灵活的录像长度。

●指定定时段存储：可以为某视频源指定定时录像策略，配置定时录像的

时间段，并可以选择按照每天，每周，每月等重复选项。

●存储文件的条件检索(时间段，视频源，存储服务器等)：允许用户利用多

种条件组合，检索特殊视频源在某特殊时间段，经由特殊的录像触发模

式录制的视频文件。

●存储的回放浏览：可以控制录像服务器将录制好的录像文件恢复成视频

流回放，既可以在软解上回放，也可以在硬件解码器上回放。