翔视公交站场智能管理系统解决方案分析

    一、概述

    由于广州公交站场人流、车流越来越多,特别是作为公交枢纽总站－天平架公交站场，人流车流的数量就可想而知了，站场监控中心工作人员对各个路口、车道以及车站加油站的现场情况很难掌握，也就不能及时的反馈给调度中心，这样以来在有限空间的站场内，工作人员就不能很有效地调度公交车辆、疏理人流。站场有监控中心(保安室)和调控中心(领导办公室)，监控中心需掌握整个站场各路口、车道及加油站的现场情况，同时调控中心可随时调看任一路图像，而且领导在外地通过internet也能随时了解公交站场任一路图像。为此，广州交通委员会辖下的职能部门－广州交委信息中心经过长达一年地调研分析，建议采用全数字化的监控模式实现以上功能需求，即利用网络视频服务器设备对模拟图像进行数字化压缩处理，并通过交委内网传输到站场机构相关人员观看。

    二、翔视公交站场智能化管理系统简介

    翔视公交站场智能化管理系统是目前国际上最新的基于网络的第三代全数字视频监控系统产品，完全克服了传统的模拟监控系统的种种缺陷，并且在功能和性能上更胜一筹。本系统主要利用最新的计算机处理技术，将前端的视频信号编码压缩成数字信号通过网络传输到监控中心，再在监控中心将数字信号还原成视频信号并显示。越来越多的站场拥有了高带宽局域网环境，并逐渐接入互联网，因此翔视公交站场智能化管理系统仅需通过该网络就可以实现公交站场智能化管理功能。

    翔视公交站场智能化管理系统的核心设备包括翔视DT1000系列网络视频服务器以及翔视网络视频集中监控系统管理软件。前者安装在前端车辆出入口、车道以及加油站，主要执行将摄像机抓取的视频图像编码压缩成IP数据包并上传网络的功能；后者安装在监控中心的监控电脑上，主要执行将数据还原成视频信号以及一系列的控制、录像、管理功能。

    翔视DT1000系列网络视频服务器是广州德特信息技术有限公司自主研发生产的，以数字压缩及网络传输技术为核心，采用目前最先进的视频数字化技术（MPEG-4），符合工业标准并适应中国客户需求的IP网络视频监控产品。该产品能够充分满足客户对远程视频监控方面的需求，在技术性能上体现了目前视频监控领域中数字化和网络化两大趋势，具有高可靠性、高集成度的鲜明特点，可广泛应用于诸如对电力无人驻守变电站、电信机房、银行、道路交通、学校、海关、连锁营业场所的远程视频监控以及本地局域网络方式下的监控。翔视DT1000系列网络视频服务器于2003年4月通过公安部安全防范报警系统产品质量监督检验测试中心检验（公沪检：031367），翔视网络视频集中监控系统管理软件获广东省信息产业厅颁发的软件产品登记证书（粤DGY-2002-0578）。

    翔视公交站场智能化管理系统可以实现以下功能：

    监视功能 

    通过各站场网络，直接可以在站场监控中心电脑上看到各站出入口、车道以及加油站的现场情景，并可以将各实时图像切换到显示墙上来放大显示。

    画面分割轮巡功能

    无须画面分割器、切换控制矩阵设备，通过翔视网络视频集中监控系统管理软件设定，就可以实现多视频画面同屏分割显示（1、4、9、16路）、多组画面轮巡显示。

    站场监控

    通过翔视网络视频集中监控系统管理软件设定，将站场的各场景分别切换到显示墙上监视，或向前端发出控制指令，调整摄像机焦距或云台进行局部细节观察。

    现场录像 

    可以对站场的任一场景进行实时或定时录像，或手工启停录像、报警触发录像，录像存储媒介为电脑硬盘，录像的磁盘容量空间可设置，并具备自动覆盖功能。

    智能化检索回放

    可以按时间、摄像机号、等条件智能化快速检索回放记录的录像资料，回放有逐帧、慢放、常速、快速及放大/缩小等多种方式，并可以将任意一副回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像，供数据交换使用或打印输出。

    字符叠加 

    在每路视频上，可以实时叠加场景发生的时间以及来源地，使得场景信息更加完整。

    场景抓拍 

    在区域监控中心主控电脑或交委内网各客户端电脑查看过程中，可以随时对窗口图像的突发场景图片抓拍保存。

    权限管理

    实行操作权限分级管理，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，系统登录、操作均进行权限查验，保证系统的安全性。

    领导专控 

    领导通过办公室分控电脑即可在屏幕上选看站场内任一现场情况。

    远程网络浏览

    上级监控中心的工作人员通过互联网（或广域网）可以对站场任一图像进行远程实时抽检监控。

    三、系统设计方案依据和指导思想

    1、设计依据

    主要依据交通行业的实际需求，以及本产品在交通系统多次应用过程中实际经验，各招标文件技术部分中所提出的整体建设目标、系统功能、技术性能指标等，在设计时着重参考《工业电视系统工程设计规范》、《MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码（6部分）》、《100BASE-TX快速以太网接口标准》、《电视监控工程程序与要求》等标准。

    2、设计指导思想

    本解决方案以满足实际应用为出发点，在视频传输方面尽量利用站场现有的网络以求最大程度降低系统造价。

    性能、功能先进 设备选型要保证技术领先，性能可靠，操作简便、实用，维护简单，性能价格比最优，并留有扩展余地。设备采用均采用目前领先技术和生产工艺制造，系统建成后，五至八年不会落后淘汰。

    系统功能完善 可以实现各种实际应用中所需要的功能。

    操作简单实用 采用高科技手段，进行智能化设计，尽量减少系统操作的复杂性。并作到系

    统工作稳定可靠，维护简单。

    外观效果美观 前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性。

    系统稳定性、可靠性 所选硬件均选用先进、成熟、可靠的产品，且具备良好运行业绩。

    系统先进性 采用目前最先进的软硬件组合，使系统兼容性、升级、扩展更容易，并采取

    模块结构维护简单化。

    易操作性和实时性 所有操作均采用WINDOWS标准窗口操作，并使信号实时上传，真正做到实时性。

    低维护性 通过模块化、层次化的设计可基本实现系统的免维护。

    可扩容性 可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类前端设备等。

    四、系统应用优势及特点

    翔视公交站场智能化管理系统不仅功能强大，在性能上也超过常规的视频监控系统。本系统优势主要表现在以下几方面：

    1、功能集成，充分利用交委各站场内网资源

    常规的解决方案都是将上述的功能利用多个系统来实现，造价高且以后的扩充和升级不方便。本方案利用现代计算机网络技术的先进性，将多个功能集成起来，不仅充分利用了目前宽带网高速、准确的优点，同时也容易将各种服务需求集成于Intranet，体现了先进性和经济性。

    2、高度智能化、自动化的监控环境

    充分利用现有软、硬件设备，极大地改善了站场条件，同时提高了站场工作人员的工作效率，使得交委各站场工作达到数字化。

    3、高度的开放性

    由于现代网采用开放的网络技术，而本系统的各种应用服务均基于现有网络软硬件平台，系统的扩充仅需在前端增加网络视频服务器硬件设备或在监控中心增加电脑设备而无须任何复杂的过程，做到真正高度的开放性。

    4、经济性

    利用交委各站场网络，无须费时费力铺设复杂的传输线路，其系统造价在同等设备配置与功能要求情况下，比常规系统模式节省30%左右投资。

    5、维护的简单化

    常规的解决方案一般是利用多个系统、各种复杂设备集合解决，其维护也就需要不同的专业人员。本系统基于站场网络，利用计算机系统处理技术，由于系统强大的网络功能，更可实行远程操作维护，使得系统的维护简单化,更是降低了后续的维护费用。

    6、优秀的图像品质

    采用先进的MPEG-4编解码技术，图像清晰、自然。标准分辨率352×288像素，最高达704×576像素，并可自定义。图像无闪烁，连续性好，标准图像帧率25帧/秒（PAL制式）、30帧/秒（NTSC制式）。特别适用于对图像进行细节观测的应用。

    7、低带宽占用

    采用独特的自适应P帧及B帧压缩技术，进一步加强了MPEG-4压缩算法的压缩比，配合IP组播功能，大大降低了浏览图像时占用的网络带宽。传输图像在25帧/秒、分辨率352×288像素时，平均占用带宽仅为250kbps，使用户在同样的网络条件下可传输的视频路数提高了数倍，无形中节约了用户的网络资源投入。

    8、低延时性

    MPEG-4加强标准编码技术，远程视频传送延时不到一秒，极大改善了远程实时监控效果。

    9、无限制位点远程实时监控录像

    采用独特流技术，突破了传统的数字监控方式的局限性（注：传统的数字监控方式采用硬盘录像机或工控机加视频压缩卡作为站端视频处理单元，虽然比模拟监控更胜一筹，但无法将多路压缩后的视频信号同时上传到监控中心。），可同时对无限制多个监控位点图像实施远程实时监控录像。

    10、系统结构灵活

    采用标准的组网方式，支持IP单播、组播功能，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，满足多个用户的需要，也可以用WEB方式组成多级监控系统。

    11、可扩容性强

    采用模块化设计，能够平滑实现端局扩容、中心扩容和分控台扩容。无论单级扩容或多级扩容都可以充分利用前期资源，降低扩容投入成本。

    12、易操作性

    监控中心翔视网络视频集中监控系统管理软件的操作平台是Windows NT/2000中文版，控制界面为图形方式，界面、菜单全为中文，用户可以非常迅速地熟悉操作软件的使用。

    13、自主开发

    系统的核心硬件设备和管理软件均属自主开发，能够及时提供良好的售后服务，响应用户的特殊需求，针对用户的要求进行功能方面的量身定做。

    五、系统网络结构

    翔视公交站场智能化管理系统对于纳入遥视监控范围的图像数量是没有限制的，主要视其应用环境的网络状况。因此基本上系统规模可根据需监控图像数量自由组合定义，同时系统可按多级组网的方式，形成大规模的远程集中监控网络。

    根据公交站场的实际应用特点及管理模式，公交站场智能化管理系统基本上分为流转发服务器、站场调度中心和前端图像系统的三级网络结构方式。系统在各监控位置装备一台摄像机并接入中心机房配备的相应网络视频服务器，完成对视频信号的数字化及编码压缩处理，打包成IP数据包在IP网络上传输；站场调度中心监控主机利用各监控图像与监控中心之间的网络通道，接收各监控前端摄像机相对应的网络视频服务器上传的视频信息，同时通过“翔视网络视频集中监控系统管理软件”进行远程实时监控，录相等；流转发服务器接收各监控前端摄像机相对应的网络视频服务器上传的视频信号并把视频信号上传Internet，组播给需远程监控的客户端。

    六、系统组成及各部分配置要求

    如前所述，根据交委站场监控的应用特点及管理模式，翔视公交站场智能化管理系统基本上分为流转发服务器、站场调度中心和前端图像系统。

    其中，流转发服务器和站场调度中心的组成基本一致，主要包括监控管理主机、显示设备、录像资料存储设备以及翔视网络视频集中监控系统应用软件。前端图像系统包括摄像机及配件、网络视频服务器等。

    视频由网络视频服务器压缩编码后，通过网络上传到调度中心和流转发服务器，完成实时监控，掌握站场各监控前端场景情况。调度中心可实施对站场监控设备的管理、告警信息的查询、图像浏览和控制、录相等功能。

    考虑到交委站场监控系统建设的特点，翔视公交站场智能化管理系统具备良好的可扩展性。各功能部分采用模块化结构，非常易于扩容、组网方便、配置灵活，并具有良好的用户接口：

    在系统增加新的监控路口摄相机时，只须将该摄相机接入网络视频服务器并接入网络并在中心做简单配置即可；

    系统各项功能和运行状态不受扩建影响

    系统具备多级组网能力，可以组建全省乃至全国范围的公交站场多级监控平台。

    1、前端图像系统部分

    站场监控前端图像系统主要可分为两大部分，外围监控设备安装在各监控出入口、车道以及加油站，完成对各现场视频信息的采集，网络视频服务器安装在中心机房，完成对视频信息地处理、上传。各部分的配置和要求如下：

    网络视频服务器是公交站场智能化管理系统的核心设备，主要功能包括：

    采集各监控路口现场的视频图像，经过压缩编码后上传到站场调度中心及流转发服务器；

    在需要时，通过现场网络连接解码器，根据流转发服务器或调度中心操作发出来的命令控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/远景、光圈调节，控制云台上下、左右和自动巡视动作；

    根据报警设备发出的报警信息，实现警视联动录像功能，自动启动告警照明灯、警铃等受控设备，自动以字幕、声光提示报警加以说明。实现一定区域内的防盗报警功能。

    需要特别指出的是，由于翔视网络视频服务器的独特性能和强大功能，在各监控前端现场和监控中心之间网络带宽允许的情况下，它可以将各监控路口现场的视频图像实时上传到站场调度中心及流转发服务器并同时显示，并由流服务器送至远程各客户端。而采用数字硬盘录像机的数字监控系统由于其自身架构原因，就无法实现这一功能。

    由于站场各监控前端现场的实际监控环境不同，外围监控设备的类型、构成和组织结构，尤其是摄像点的布置和摄像机的类型数量具有一定的差异，总体上以满足图像监控基本目标和要求为原则进行配置。外围监控设备主要包括彩色摄像机、黑白摄像机等，以及配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等，加上根据需要配置的报警探测器、等语音设备。一般要求指标如下：

    2、监控中心

    监控中心的概念包括站场调度中心和流转发服务器。监控中心的基本功能是完成所辖站场监控图像的实时显示、控制、存储、管理等功能，其硬件系统主要由监控主机、显示设备、网络接口设备、存储打印设备等组成，其核心是“翔视网络视频集中监控系统管理软件”。

    监控中心的监控主机安装Windows操作系统以及翔视网络视频集中监控系统管理软件，并根据需要配备大容量硬盘或外置存储设备，主机硬件要求P4 2G以上CPU，256M以上内存，自带32M显存显卡的电脑。监控主机作为监控中心的系统操作平台，主要负责接收、存储、分析、统计和查询远端上传的视频、告警、数据信号，同时执行强大的系统管理功能，包括管理系统用户和设定用户权限、管理和配置系统设备、对报警信息进行联动处理、作为网络服务器管理网络用户和网络设备等等。而这一切功能都是以翔视网络视频集中监控系统管理软件为核心实施的。

    3、 远程领导分控中心

    分控中心可根据需要设在各领导指定办公地点，分控中心系统硬件要求采用普通桌面电脑，通过IE浏览器（如需要也可安装翔视网络视频集中监控系统管理软件）在权限范围内对各监控图像进行实时监控。