道路交通視頻監(jiān)控解決方案
建設背景
隨著國內道路高清監(jiān)控的逐步建設，建立全面符合交通圖像應用系統(tǒng)是當前交通管理部門的核心目標。交通道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過覆蓋城市主要干道、路口及各支小路的數字監(jiān)控網絡，建設配備相應的圖像監(jiān)視設備和軟件，可將全市各路段、區(qū)域的車輛運行狀況實時地傳送至指揮中心，對道路車輛運行狀況進行監(jiān)控。同時，交通管理部門可以根據現(xiàn)場實際情況對道路車流量進行控制，將車輛安排到暢通的路段，減少阻塞，保證道路交通暢通，實現(xiàn)城市交通管理的智能化?，F(xiàn)在的交通監(jiān)控技術已越來越先進，不僅充分地利用了現(xiàn)行的各種網絡技術，提供了各種各樣可行的解決方案，而且還可以實現(xiàn)視頻監(jiān)控智能化，通過視頻、卡口、非現(xiàn)場執(zhí)法設備、天網卡口的系統(tǒng)的信息收集，結合智能交通管理系統(tǒng)自動執(zhí)行一切監(jiān)控工作。不僅可以大大減輕交警的工作負荷，而且還可提高管理水平，通過圖像方式讓那些違章車輛無地可逃，減少了交通爭議。
道路視頻監(jiān)控的部署及應用與和諧民生息息相關。交通參與者出行時關注較多的諸如擁堵、霧霾、光污染等交通問題需要得到有效的改善或解決，交通管理部門需要一套全面的道路視頻監(jiān)控解決方案來應對當前新的難題。
主要需求
視頻監(jiān)控系統(tǒng)和治安卡口、非現(xiàn)場執(zhí)法系統(tǒng)均是平安城市系統(tǒng)建設、智能交通系統(tǒng)建設的重要組成部分。通過建立視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，目的是及時準確的掌握全天24 小時所有監(jiān)控路口、路段周圍的車輛、行人的流量、交通治安情況等，為指揮人員提供迅速直觀的信息，從而對交通事故和交通堵塞等情況做出及時判斷并響應，對監(jiān)控范圍的各種治安突發(fā)情況進行錄像并取證，為內外警務工作服務，起到綜合治理的效果。歸納起來城市道路交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用有如下兩點：
1、路況實時監(jiān)視：各種針對不同環(huán)境的專業(yè)攝像機會及時將所監(jiān)控區(qū)域的實時圖像傳回交通指揮中心，使交通指揮人員實時掌握各路口和路段的交通狀況，例如：霧霾天氣下的制高點監(jiān)控，可選擇光學透霧攝像機穿透霧霾，獲取清晰的交通路況；在夜間，居民生活區(qū)或人車混行的支小路可使用星光級攝像機拍攝彩色畫面，減少光污染，提高出行體驗；交通繁忙路段，使用高倍率球型攝像機完成全景和細節(jié)監(jiān)控。
2、視頻錄像存儲：視頻監(jiān)控的圖像會保存到交通指揮中心的錄像存儲設備上，作為處理交通事故、違規(guī)行為，以及治安犯罪等各種突發(fā)情況的取證和破案依據。例如：車輛的違規(guī)停車，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集的錄像抓拍，作為交通的違規(guī)處罰依據。
建設方案
為了更好地應對智能交通領域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設需求，系統(tǒng)的建設應基于IP 通信網絡，對前端圖像進行壓縮編碼，再經由網絡傳輸系統(tǒng)，傳輸至交警等相關部門的指揮中心，進行信息的綜合共享應用。
pg可提供IP 監(jiān)控解決方案中的高清IPC、管理軟件平臺、云存儲等，包括幾個部分的產品：
視頻源部分：pg可以提供全系列IPC設備，其中 IPC 產品提供球機、槍機、筒形機等不同產品形態(tài)，支持720P/1080P/4K 等各種高清圖像，具備光學透霧、星光級低照、車大燈強光抑制等特性。同時，在前端設備上集成了報警輸入/ 輸出接口、語音采集/ 播放、EPON 無源光網絡接入、iSCSI 存儲協(xié)議等豐富的借口和多種功能？，可以因地制宜的滿足道路視頻監(jiān)控建設中各種監(jiān)控環(huán)境的接入需求。
控制及管理部分：pg可以提供完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺，包括視頻管理服務器VM（Video Management）、數據管理服務器DM（Data Management）等組件，完成對所有監(jiān)控設備、業(yè)務的管理及控制。其中，VM是管理中心和控制核心，完成全網的設備管理、資源調度和視頻業(yè)務控制，所有的控制指令由VM 集中處理和發(fā)送。通過VM，可以很容易的實現(xiàn)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集中管理。DM是存儲設備的管理者，從復雜的存儲設備管理信息中抽象出與監(jiān)控業(yè)務相關的信息，實現(xiàn)了對系統(tǒng)內大量存儲設備的集中管理以及存儲資源的動態(tài)分配。
云存儲部分：隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模越來越大，以及高清視頻的大規(guī)模應用，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中需要存儲的數據和應用的復雜程度在不斷提高，且視頻數據需要長時間持續(xù)地保存到存儲系統(tǒng)中，并要求隨時可以調用，對存儲系統(tǒng)的可靠性和性能等方面都提出了新的要求。
面對百PB 級的海量存儲需求，傳統(tǒng)的SAN 或NAS 在容量和性能的擴展上會存在瓶頸。而pg的云存儲可以突破這些性能瓶頸，而且可以實現(xiàn)性能與容量的線性擴展，這對于追求高性能、高可用性的企業(yè)用戶來說是一個新選擇。
方案特點
一、系統(tǒng)可靠性設計
視頻監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)架構的可靠性和可擴展性提出很高要求，系統(tǒng)應基于NGN 多媒體通信架構, 運用多媒體中間件技術，提供基于業(yè)務邏輯層基。迪侄愿咔迨悠、圖片海量數據存儲管理及應用的支持，對基礎業(yè)務應用邏輯組件的抽象封裝，從而提升業(yè)務系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
因此系統(tǒng)應遵循更加適用的分層架構，實現(xiàn)業(yè)務、控制、承載三分離，核心信令應采用SIP 標準協(xié)議，由系統(tǒng)功能服務組件實現(xiàn)圖像資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一媒體轉發(fā)調度。系統(tǒng)各部件之間采用標準的信令、媒體、存儲和視頻編解碼協(xié)議，可以實現(xiàn)各功能部件的靈活部署，系統(tǒng)容量可彈性擴展。系統(tǒng)的各功能組件可通過集群、負載均衡、故障倒換等技術進一步提高整體可靠性。通過先進的系統(tǒng)架構保障大規(guī)模組網應用的可靠性。
■媒體交換處理與信令控制相分離
所有視頻業(yè)務的控制管理、信令轉發(fā)都是由視頻管理服務器完成，但是視頻管理服務器不參與任何媒體層面的處理，視頻編碼、傳輸、轉發(fā)、復制分發(fā)等都是由IP 攝像機和計算機網絡完成，管理平臺不會引入額外的延遲或者因服務軟件、硬件的宕機造成整網癱瘓。
■分層業(yè)務實現(xiàn)
借鑒NGN 的分層實現(xiàn)模型，系統(tǒng)方案分成接入層、媒體交換層、控制管理層和業(yè)務支撐層。每層之間通過標準的信令協(xié)議進行通信，層與層之間具備相對獨立性，每層的實現(xiàn)技術可獨立演進。這樣，系統(tǒng)的升級、擴展、新業(yè)務引入都變得更簡單。
二、平臺可靠性設計
視頻管理服務器可實現(xiàn)雙機熱備和N+1備份，保障系統(tǒng)平臺的可靠性。
視頻管理服務器以主備方式實現(xiàn)媒體轉發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)的高可用性，正常情況下視頻管理服務器只有主機工作。當主機故障時，備機通過HA 系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)并接管主機工作任務，同時在WEB 客戶端上有告警提示，技術人員可以及時排查故障，使系統(tǒng)恢復主備狀態(tài);在一般市級監(jiān)控項目中，會部署市、區(qū)縣兩級平臺，部署多臺視頻管理服務器，可以在市局多部署一臺視頻服務器起N+1 備份機制，備用視頻管理服務器可同時為市、區(qū)縣兩級平臺的多臺視頻管理服務器做備份。
三、云存儲可靠性設計
■高兼容性
采用視頻云存儲技術，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件整合起來協(xié)同工作，共同對外提供視頻數據存儲和業(yè)務訪問。保證單個節(jié)點失效時，系統(tǒng)能夠通過自動負載將業(yè)務調整到其他設備上以滿足用戶業(yè)務的持續(xù)性；并且需要能夠提供數據的遷移備份，在設備故障無法快速修復時依然能夠支持數據的正常讀取來滿足業(yè)務應用的需要。
■高穩(wěn)定性
隨著容量和存儲設備的增加，如何保證海量數據存儲的安全性和可靠性是傳統(tǒng)視頻存儲面臨的巨大挑戰(zhàn)，要求存儲系統(tǒng)具備7×24 小時的不間斷寫入的能力。在系統(tǒng)運行的過程中，運行壓力的持續(xù)或加大系統(tǒng)能夠通過集群技術、虛擬化技術動態(tài)自動調整業(yè)務壓力，將業(yè)務響應的壓力進行分散來減少單點壓力過大。
■良好的擴展性
云存儲系統(tǒng)的建設在不同的階段可能會有不同的容量要求。隨著項目的不斷擴大、應用的不斷加強，容量將會不斷擴大。那么云存儲系統(tǒng)需要能夠提供動態(tài)擴展功能，要求對在線系統(tǒng)增加、減少設備時業(yè)務不中斷。設備一旦融入云存儲系統(tǒng)后立即可用作為整體存儲資源的一部分進行調用，在擴展存儲設備時要求能夠支持對接標準第三方存儲設備。
另外對于系統(tǒng)的擴展性，在動態(tài)調整具體監(jiān)控區(qū)域的存儲資源時要求能夠做到良好的靈活性，即不但能夠增加存儲資源的配給，也能夠減少存儲資源的配給工作，充分體現(xiàn)出良好的擴展性。
■可用性佳
云存儲系統(tǒng)需要提高良好的可用性，將復雜的應用、繁瑣的操作流程簡單化。對用戶而言只需要使用唯一的IP 地址就能夠訪問和管理云存儲系統(tǒng)。
用戶在唯一的界面上就能夠準確并安全地進行配置、部署、監(jiān)控整套云存儲系統(tǒng)，能夠為用戶對設備狀態(tài)、資源、報警、升級、擴展，維護方面提供便捷。
四、系統(tǒng)安全性設計
■接入安全型設計
方案接入層采用EPON 接入方式，EPON網絡內置協(xié)議報文攻擊識別？，防止協(xié)議報文攻擊；安全的SNMPv3 網管協(xié)議；IP、VLAN 、MAC 和端口等多種組合綁定；組播/廣播風暴抑制。防止非法或者異常的流量進入網絡，抵御多種病毒攻擊，保證設備管理的安全。
在EPON 組網中，ONU 上線前需要先到OLT 上注冊， 攜帶ONU MAC、ONU 硬件型號、以及802.1x 認證信息； OLT 上預先配置好ONU MAC 地址、硬件型號，并綁定端口號；認證信息完全匹配后才允許ONU 上線；
如果更進一步，監(jiān)控前端以ONU 子卡的形式直連EPON 網絡，ONU 子卡與監(jiān)控設備通過內部總線通信，規(guī)避了監(jiān)控前端通過電口連接ONU 存在電口被非法接入的安全隱患 。
面對層出不窮的網絡入侵和網絡攻擊，EPON 網絡從底層設計確保了接入網絡的安全性。
■精細的用戶權限管理設計
支持多級用戶管理，每個用戶有用戶名和密碼，通過MD5 加密的方式到服務器上進行驗證，保證可靠性。
整個系統(tǒng)有一或多個系統(tǒng)管理員，對全網的用戶有配置權限，可選的對設備有操作權限。
域 管理員用戶，可以對域內的編解碼設備、圖像采集和顯示設備進行增、刪、改、查，為云臺設置預置位，新增域和子域的新用戶。
普通用戶對攝像機和顯示器的權限包括：查看配置信息，看實時監(jiān)控，遠遙，看回放，下載錄像，配置輪切計劃；管理員可以指定某用戶對于某攝像機或顯示器具有某種權限；為配置方便，也可以指定某用戶對于某域內的所有攝像機或顯示器具有某種權限（權限的批量配置）。
當某用戶需要臨時訪問非管轄區(qū)域內的歷史或實時圖像時，可以向管理員申請授權。
可以為每一個用戶根據業(yè)務需要分配相應的權限，確保系統(tǒng)被合理使用，不具備相應操作權限的用戶無法使用業(yè)務，例如給本系統(tǒng)用戶分配實況、遠遙、錄像查詢、回放和下載的權限；但是對其他部門的共享用戶只分配實況的權限，只能夠看，不能控制。
■存儲安全性設計
系統(tǒng)設計中，圖像數據在傳輸過程、存儲過程、回放過程中，均考慮了信息安全問題。
用戶要求圖像信息具有保密要求，需分權限設置查看與拷貝的各級權限。
在信息安全上，即使硬盤被盜或者是有人非法從存儲設備中拷貝了存儲數據，在電腦上也無法讀。蛭媧⑸璞鋼卸際鍬閌萘，而非文件。要讀取歷史數據，只能通過有權限的賬號在系統(tǒng)內瀏覽和下載。
■高清攝像機接入的安全性設計
高清網絡攝像機采用EPON 技術接入，通過EPON 子卡內置方式可以避免IP 端口暴露在外，結合EPON 的安全認證機制確保IPC接入時IP 到路面的安全性；EPON 提供端到端的安全保障機制，滿足相關部門的安全性需求，杜絕外界對內部專網的非法入侵和攻擊。
五、高品質的圖像效果
■星光級低照度
在夜間道路照明不充分的環(huán)境中，星光級攝像機對于道路、建筑物、甚至遠處車輛的細節(jié)都能還原得非常清晰，而且整體畫面沒有明顯的噪點，低照下的彩色效果表現(xiàn)優(yōu)秀。
星光級攝像機和普通攝像機的效果差異主要來自于底層硬件性能的提升和圖像調校算法的進一步優(yōu)化。其次，選擇合適的大光圈鏡頭和快門對畫面效果的最終呈現(xiàn)也至關重要。
 普通攝像機低照效果 |  星光級攝像機低照效果 |
■光學透霧應對霧霾天
霧霾天氣時，會對攝像機成像造成很大影響，在天氣較為惡劣的環(huán)境下，能見度不足百米，對道路視頻監(jiān)控觀測路況和交通事件帶來了極大挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的制高點監(jiān)控為了解決霧霾問題，一般選用昂貴的光學透霧電動鏡頭，性價比非常低。而具備光學透霧功能的攝像機，使用普通電動鏡頭就可以實現(xiàn)制高點透霧監(jiān)控，性價比的優(yōu)勢較大。
光學透霧攝像機使用可見光截止濾片，阻隔了由于霧霾時成像：拇蟛糠摯杉猓米擁猓ń焱夤猓┑那看┩感猿上，配合ISP 調整對比度和噪聲控制，實現(xiàn)光學透霧。
 普通攝像機霧霾效果 |  光學透霧攝像機效果 |
■強光抑制兼顧車輛和非機動車
另一個衡量道路監(jiān)控攝像機最重要的指標就是強光抑制效果，具體表現(xiàn)在：夜間道路環(huán)境中車輛開啟遠光燈正面方向朝攝像機駛來，此時畫面中的車燈抑制效果、車外觀成像效果、道路周邊非機動車和行人清 晰度是否能夠得到清晰準確的表達。相比之下普通攝像機會出現(xiàn)：1）車大燈無法抑制，大面積光暈遮擋車體和周邊路況； 2）非機動車和行人被強光遮蓋，或者亮度偏低噪點明顯，目標無法識別； 3）畫面中除了車燈區(qū)域亮度偏高，其他區(qū)域出現(xiàn)曝光不足現(xiàn)象，影響正常畫面的還原；4）車燈區(qū)域明顯曝光過度，影響車前部信息還原。
優(yōu)秀的強光抑制攝像機應能夠兼顧車燈抑制、非機動車和行人清晰成像、整體畫面曝光正常以及車前部信息可以清晰表達。
強光抑制停止
強光抑制開啟
總結
pg科技的監(jiān)控解決方案很好的解決了道路視頻監(jiān)控中的諸多問題，并通過在國內多個平安工程、智能交通中的部署和實際應用，獲得了行業(yè)客戶、業(yè)界專家等多方面的高度認可，代表了平安工程和智能交通建設新的高度和未來的發(fā)展方向。同時，對于整個智能交通領域的應用大勢來說，借助pg中間件平臺的開放和靈活，pg能夠聯(lián)合智能交通領域的多個合作伙伴，使整個產業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)互相配合，真正滿足用戶日益增長的各類交通監(jiān)控、指揮、疏導和緝查布控的業(yè)務應用。
浙公網安備 33010802004032號
