XXX收费站 远程监控管理方案
2008-4-10
收费站监控方案
一、概述
目前，世界上共有10万多公里的高速公路，其中大约25%是用企业征收通行费还贷的方法建成的，许多国家都取得了这方面的成功经验，我国实行贷款道路收费制度已有10多年的历史，这一制度的实施对我国公路尤其是高等级公路建设的迅速发展起了极大的推动作用，建设收费道路必须建设相应的收费以及车辆的监控系统，该系统性能的优劣直接关系到高速公路运行效率的高低、效益的大小以及道路上交通车辆运行状况的好坏。
为配合高速公路的检票系统，实现对过往车辆的统计和监测，需要建立一套完整的视频监控系统，其中要包括两个方面：一、是道路安全监控，二、是收费流程监控。监控中心可以对所有的画面进行监控，同时可以进行录影文件的管理，并通过对讲呼叫系统进行调度和管理。
建立高速公路收费站智能数字监控系统主要目的是：为了加强收费站口安全监察工作，防止车辆恶意冲卡寻衅滋事保证国家的财产安全。所以，必须对摄像机进行合理的布点，过多既会增加工程投资，又会对日常活动带来负面的心理影响，过少则不能对公路收费站环境进行有效的监视，会出现死角。
二、系统方案设计
第一章 设计思想
为了使我们设计的系统具有极高的可靠性和可持续发展的能力，同时也最大限度地降低系统的建设成本、运行成本费用。我们首先确立了以下几个设计
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的总体思路：
一、系统的先进性和开放性
为保证交通监管系统既能保持在一定时期内不落后，并保证该系统互连的方便性，我们在该系统的设计时，要充分考虑到系统的先进性和开放系性，尽可能采取先进开放的技术和产品。 二、系统的有效性和实用性
针对交通监管系统要求特点，我们采用B/S体系的网络拓扑，可确保整个系统的独立稳定，互不干扰。为确保投资的有效，我们在整个系统设计时，根据目前的应用及将来的发展，确定采用高速球机（枪式摄像机）、网络视频服务器及中心软件(或数字矩阵)，以保障系统的完整功能和可靠运行。 三、系统的可靠性和稳定性
交通监管系统作为整个应用系统的基础，其可靠性和稳定性直接关系到应用的好坏。某个系统的单独故障可能直接给应用带来灾难性的损失。B/S体系的网络拓扑的可靠性，主要是要防止因某一点出现故障时，而导致系统瘫痪。如某个设备或某条线路出现故障，不会对整个系统产生影响。
四、系统的可扩展性及升级能力
为了保证交通监管系统的有效性和实用性，同时又保证该系统在一定时期内不落后，我们在进行设计时，并不是一味追求高配臵、高速率，而是在保证先进性的同时，选择具有良好扩展性和升级能力的设备及构架，设计出具有良好扩展性的网络拓扑，以保证整个系统的可扩展性及升级能力。这具体表现在以
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下几个方面：
1. 2.
选用了具有良好开放性的系统构架和拓扑结构，易于扩充、升级。 用户端网络操作系统选用适合于多种媒体访问技术和多种高层协议的系
统。
3.
在用户端系统采用结构化布线，并利用已有的互联网络进行远程数据传输，通过对视频服务器的升级、扩容、插板、以及堆叠等方式增加前端视频源的数量。
4.
网络拓扑采用了B/S体系，用户可随时增加或减少视频终端，而不会影响其他终端正常工作。
第二章 系统设计
第一节 系统结构设计
整个系统结构分为岗亭收费监控＆收费站进出口闸道监控，监控实现相对较为简单，如下图所示：
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上图中，前端设备采用网络视频服务器，将摄像机或者一体化球机采集到的视频进行压缩处理后通过网络直接传输到internet中，这里可以采用ADSL作为链接internet的最佳方式。
管理人员能够通过任意一台PC在网络上浏览到各自视频服务器的实时音视频。上图中主要是针对管理部门对于收费站内的情况进行监控，但是如果仅仅只在管理部门进行抽查时的巡检在安全性上还不能够完全达到要求，因此，在交通道路内部也需要一台服务器进行全面的监看＆巡检，并且进行相关的历史文件存储。
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如下图所示：
存储服务器能够将实时的音视频存储下来，最终进行备份。查询服务器一般建立在收费站的监控室中，可以通过该服务器实时监看各个监控点的实时情况。如果出现任何异常都可以直接报警方式或者电话方式进行报警。
为了实现大量录像数据的保存，中心可以配臵RAID（磁盘阵列），以满足海量存储的要求。同时也保证了录像数据的安全性。随着用户功能要求的增加，在后期，可通过中心对前端视频服务器进行远程升级和维护。极大地方便了工程商和用户。
监控中心也可以是一台便携式电脑，与Internet连接后，通过有权限的口令同样可以登陆各交通的视频服务器（与中心不冲突）。这种监看方式，非常适合领导的随时抽查。
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第三部分 设备选型
为了使整个系统运行可靠、稳定，在设备选择上就必须仔细慎重。详细了解各设备的技术参数是否达到预定指标，功能是否齐全。下面，就对系统所选用的主要设备进行详细的介绍。
第一节 摄像机
高速球型摄像机
摄像机的性能好坏，直接决定中心所看到的视频图像的质量。由**公司生产的XXXX室内高速球型摄像机，具有图像清晰、稳定、色彩真实等一系列特点，具体性能参数和技术指标如下：
有效像素 图像感应器 视频输出 水平清晰度 信噪比 最低照度 光圈 对焦 焦距长度 倍率
752(H)×582(V) 3.6mm(H)×2.71mm(V); 1/4inch 1.0Vp-p 480TVL ≥50dB 1Lux 自动 自动 F3.9~63mm 16倍 收费站监控方案 白平衡 背光补偿 左右旋转范围 左右速度 上下旋转范围 上下速度 通讯 控制 左右线扫 巡视轨迹 电源 操作温度 尺寸 重量
枪式摄像机
自动 开 / 关 360°连续旋转 18°/秒 0~90° 12°/秒 RS485 上下、左右; 镜头变倍 两预臵点之间线扫 1条 AC24V 0~40℃ Φ134×175mm (H)) 约1.3Kg
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设备技术参数:
视频输出 水平清晰度 信噪比 最低照度 白平衡 背光补偿 电源 操作温度
第二节 网络视频服务器
1.0Vp-p 480TVL ≥50dB 0.001Lux 自动 自动 AC24V DC12V 0~50℃
网络视频服务器的适用范围非常广泛，可用于多种现场： 城市道路监控 公共场所安全远程监控 商场、超市监控 酒店视频点菜系统
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考场集中监控 远程教学
交通、舞厅等娱乐场所联网监控
由于交通的地理分布散乱，不可能专门为其敷设线缆。使用交通已有的网络连接代替传统的传输链路，已经成为了交通监控系统的未来趋势。所以使用XXX型视频服务器，在本系统中是非常适合的。设备技术参数如下： 1. 视频编码算法 H.264
2. 音频编码算法 MP3 音视频完全同步（唇音同步） 3. 编码图象大小 D1、Half-D1、CIF、QCIF 4. 水印（WATERMARK）技术
5. 视频码率64Kbps-8Mbps连续可调，帧率1-30 (1-25)连续可调，音频码率
可调
6. 视频输入1路， NTSC/PAL可设臵 7. 音频输入1路Line-in 8. 音频输出 1路
9. 提供4路报警输入，4路继电器功率输出
10. 提供1个RS 485接口，连接控制球机、门禁主机、视频切换矩阵 11. 网络接口，支持RJ-45 10/100Base-T 以太网接口
12. 支持多种协议(TCP/IP, ARP, ICMP, FTP, DHCP, HTTP，PPPoE，DNS，组播) 13. 内嵌Web Server，全面支持IE进行实时视频和音频预览、配臵、控制 14. 可进行ＩＰ过滤，屏蔽部分IP地址登陆操作，或仅允许指定的IP地址登
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陆操作，编码后的音视频数据加密，提高安全性，保护隐私 15. 可通过网络接口进行远程系统软件升级 16. 支持DDNS，可实现二级域名访问
17. 在多台网络视频服务器通过一台路由器上网的情况下，支持PC客户端能分
别访问每台网络视频服务器；支持PC客户端通过代理服务器访问网络视频服务器
18. 支持TCP/UDP/MultiCast 三种传输协议
19. Internet传输时，视频帧率码率可根据带宽自动调节 20. 用户同时访问数10-100名
21. 视频丢失侦测，视频遮挡侦测，自动报警，客户端联动 22. 视频动态侦测(可设区域和灵敏度)，自动报警，客户端联动 23. 支持图像抓拍（704x576, JPEG压缩）功能
24. 报警时自动抓拍图像，将实时图像数据传输到设定服务器
25. 支持网络远程通过RS485 控制云台及镜头控制，控制协议可单独更新升级
（uploadable PTZ drivers）
26. 安全机制 可以对操作的用户进行分三个级别(管理员、用户、guest)的用
户密码保护功能和用户权限验证 27. 支持语音对讲
28. 支持OSD。日期和时间的位臵、灰度可以设臵，日期和时间自动增加 29. 支持LOGO。LOGO的位臵可设臵
30. 支持视频参数调整（对比度、明亮度、色度）
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31. 提供一个Reset键，恢复系统默认参数 32. 内臵看门狗，异常时自动使系统复位 33. 硬件加密设计
34. 平均无故障运行时间：50000小时 35. 输入电源：AC220V ±5%
36. 工作环境：温度：-10℃～55℃，湿度：20%-80%RHG 37. 保存环境：温度：-20℃～60℃，湿度：20%-95%RHG 产品技术特点
第三代监控产品，可跨多个行业使用。
网络高清晰传输， 目前在同等监控设备中网络清晰度可达到最佳。
支持网络中任何形式的网络传输，并且可以增加多种特殊的网络协议，例如RTSP等协
议。
纯数字化，标准的H.264视频压缩算法、真正做到与国际接轨。
高度集成及兼容：可直接接入模拟矩阵、报警主机等设备，将报警、控制集成在一个平
台中，真正实现视频报警的需求。
温湿度功能：通过视频服务器可以连接温湿度传感器，实时获取到温湿度数据，设置报
警临界范围，并且支持OSD叠加（获取的温湿度数据直接叠加在视频上）
烟感功能：通过视频服务器可以连接烟感传感器，实时获取到烟感数据，设置报警临界
范围，支持烟雾浓度测量报警，并且支持OSD叠加（获取到的烟感数据直接叠加到视频上）
电池组监测功能：通过视频服务器可以连接到电池组检测仪，实时获取到电池组的状态
数据、电池数据，设置报警临界范围，并且支持OSD叠加（获取到的电池组参数值直接叠加到视频上）
双码流功能：可在本地存储高清图像,网络传输低码率数据.
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四画面显示图片功能：该功能不显示视频，只显示图片，可设置显示图片的频率（此功
能适合在窄带宽下使用）
双显卡输出功能：在一个显示器中选择一个窗口中的画面，点击一下，该窗口中的画面
在另外一个显示器上全屏显示；或在同一电脑上运行2个相同的软件，可以在不同的显示上独立显示和独立操作
解码器矩阵式管理功能：高清晰D1的解码器，组成数字矩阵，使还原后的视频更清晰，
操作更简单
人脸检测功能：摄像机所照射的场景内，有人经过都会对人的面部进行图片的抓拍；并
且可以支持自动检索所有的人脸图片，双击一张人脸图片会立即回放有此人经过的视频文件
转发服务器功能：无限制转发服务器，可实现同时600人在线同时访问，并且支持多层
转发，无限制转发音、视频
报警功能：软件中支持视频丢失报警、视频遮挡报警、探头报警功能和移动侦测报警功
能；并且移动侦测报警功能中还支持无人报警和有人报警
报警自动抓拍：支持报警自动抓拍图片，并且可连续自动抓拍，支持抓拍图片大小设置，
方便后期取证的需求
嵌入式设计：采用嵌入式设计、产品体积小、集成度高，可安装于多种场所，便于组网 复合视频：支持PAL/NTSC复合视频，支持视频流、音频流分开处理 高清晰：支持D1高清晰H.264视频压缩，向下支持CIF、HALF-D1格式
高音质：支持MP3音频压缩格式，双声道音频，并且支持layer boost技术，优化音质 语音广播：软件可实现语音广播功能，可对所有的前端设备进行广播，也可对指定的前
端设备进行广播
IE浏览：系统集成web server，无需安装软件即可实现远程监看、控制、设置、升级 网络升级：支持多种网络的远程升级，使维护轻松简便
动态IP：支持动态IP地址，支持局域网、internet（ADSL、有线通）、VPN
无线传输：支持多种无线传输，支持接入多种无线传输设备的接入， 802.11g无线局域
网、可接入CDMA DTU或者GPRS DTU/GPRS 路由器实现无线上网 语音对讲：双向语音对讲，使远程通话成本大大降低
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网络负载平衡：网络自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率
全方位码率调节：视频码率32kbps～4Mbps连续可调，帧率1～30（1～25）fps连续可
调
优化延迟：画面延迟小于200毫秒（局域网）
前端抓拍：支持在前端设备中进行JPEG格式图片抓拍及回传
无人报警：区别于传统的移动侦测功能（有人报警），可满足特殊的无人报警需求 透明串口：RS-422/485全透明串口，支持透明串口传输控制、支持云台控制、高速球机、
摄像机、温湿度传感器、身份证读卡器等外置设备
用户管理：采用windows用户权限管理方式，可分多级组用户，在相同组用户中可分多
级用户进行分级分层管理
录像播放：录像文件可直接使用Microsoft Windows Media Player播放 异常处理：异常自动恢复功能，网络中断后可自动恢复连接
自动拨号：支持PPPOE功能，可直接连接MODEM进行ADSL拨号。
短信提示：大型管理平台软件中支持短信平台功能，当发生报警时可直接发送短信进行
通知报警情况
用户期限：大型管理平台软件中支持用户使用期限设置，可启用/禁用用户的使用权限，
方便用户管理
动态DDNS：支持动态DNS功能，方便进行DDNS页面管理，统一管理WEB用户 协服务器功能：大型管理平台软件支持多个协服务器共同工作，更加安全可靠。 强大电子地图功能：软件支持多级别多层次电子地图功能，可支持定向分类和多项分类，
可完全模拟显示场景，更加逼真，便利。
多网段转发：软件支持多网段转发功能，即使采用不同网段的网络环境，依然可以正常
的访问到前端设备，同时能够很好的进行存储和控制。
矩阵控制：视频服务器可直接接入市场中大部分矩阵设备，通过软件直接来控制矩阵和
管理视频服务器，有利于监控设备的统一管理。
同步视频功能：多个视频服务器在软件中显示的视频可以保持同步更新，同时可以同步
系统时间，让监控更加实时。
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流畅度调节功能：支持手动调节画面的流畅度，可针对不同网络环境中达到最好的画面
流畅度。
画面质量调节功能：软件中可支持画面质量调节，可通过用户手动调节解码质量来控制
画面质量，对于有CPU资源占用要求的用户和画面质量要求的客户都可以满足需求。
上述参数，体现了设备全面的网络功能和强大的后续开发，使您在采用我们的视频服务器的时候无后顾之忧。
第三节 拾音器和音箱
为使系统的双向对讲功能有一个较好的使用效果，拾音设备和放音设备的选择也非常重要。我公司生产的MIC101拾音器就具有功耗小、音频范围广、失真小、还原度高等特点。
第四节 网络视频解码器
通过网络解码器，能够将数字视频音频信号直接转换为高清晰的音视频模拟信号，并且输出到电视墙上。
第五节 中心监控服务器/存储服务器
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中心监控服务器和存储服务器的作用非常重要，能够将来自不同交通的大量视频数据存储备份，以供视频数据查和画面监控。
第四部分 技术支持和服务及人员培训
一、技术支持和服务
1、我公司将提供整个系统生命周期的技术支持和服务。我公司将提供两种优质服务:
远程服务——适用于非重大故障
A、工程热线电话,解答一般疑难问题:
B、电子邮件方式。我公司技术人员均有邮件信箱和专用电脑,主要员工配有便携式电脑,同时也开设用户专用信箱,可以保证及时解答用户疑问,可24小时响应。
现场服务——适用于重大故障
远程服务并不能解决所有的问题, 我公司的工程师将以最快的时间,赶到现场进行服务,当遇到资源限制或特殊情况, 我公司将组织公司专家或原厂商及时处理。
2、在系统的建设阶段将设有专人做现场支持。 3、在系统的维护阶段,将提供24小时的服务。
4、我公司保证本系统的设备能完成铁路网络监控要求的功能,其技术性能达到规定的标准,且能与原有设备配合工作。
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5、保修期内所更换的有损零件须按要求退给我公司,费用由我公司承担。我公司的保证责任不包括由于操作使用不当、不慎、事故、滥用造成的损坏。没有事先征得我公司同意,由其他人员对设备进行的修改及由第三方设备的原因造成的我公司所提供设备的损坏,我公司将不承担责任。由此引起的硬件设备更换费用由使用方承担。
6、我公司对系统达到设计要求负有完全责任。
7、在保修期外, 使用方可以购买原产商的金牌服务或按次服务付费两种方式保修。
8、在工程移交后,如果使用方购买备件,其价格水平将不高于本工程设备价格。 9、双方应联合成立工程领导小组。在工程实施过程,定期地在工程所在地召开双方参加的技术协调会，检查工程实施过程中的技术配合，协议执行等方面的进展情况,解决工程中出现的问题。 二、人员培训
人员培训应分阶段，分层次，多种方式和手段相结合，初期的管理人员至少能完成系统的一般维护工作，中后期应具备一支具有一定开发能力的技术队伍，能够完成系统的扩展，和部分应用系统的开发工作。
1、网络管理人员、系统管理人员、数据库管理人员除一般的操作能力外，还应具有如下的相关能力： 应具备INTERNET的相关知识 熟悉常用的操作系统 熟悉常用的网络协议
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对先进的网络通讯技术有一定了解 有较强的安全意识
2、各个办公科室还要进行相关的应用系统的培训，学员也要掌握相关办公网的应用，了解计算机操作系统及简单的Internet使用。
针对以上需求，我公司在本工程中将根据用户的需要及时提供培训。 我们将在项目的进行过程中始终和用户保持密切的联系，从而保证用户对
整个系统的技术进展有一个详细的了解。在项目结束后，我们还将对用户作出以下方面的培训： 网络基础； 路由器设臵及管理； 交换机设臵及管理； 网络结构详解； 服务器设臵及管理； 防火墙设臵及管理； 等等。
第四部分 设备清单：
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