XX铁路局路面3G移动可视化巡检系统建议方案

XX铁路局路面3G移动可视化巡检系统建议方案深圳市视高电子技术股份有限公司2013年1月 目 录第一章系统概述31.1 项目背景31.2项目需求31.3 设计原则及目标41.3.1 设计依据41.3.2 设计原则41.4 项目目标6第二章 系统设计72.1系统架构72.2 工作原理72.3 系统组成82.3.1 前端子系统82.3.2 传输系统92.3.3服务器集群系统设计93.3.4 电脑客户端、监控中心系统设计103.3.5 手机远程监控10第三章 系统功能113.1 主要功能113.2 技术特点123.3 移动可视化巡检设备优势13第四章 设备选型15第一章系统概述 1.1 项目背景伴随着中国铁路建设的高速发展，铁路运行安全的重要性也变得越来越突出。同时，随着铁路系统信息化改革的不断深入以及计算机、通信等现代科技技术的迅猛发展，铁路安全管理的现代化手段也日益提升，视频应用已成为铁路安全信息化管理手段的重要组成部分。XX铁路局地处华东经济发达地区，主要担负XX、XX、XX和XX三省一市的铁路运输和建设任务。现场应急通信接入设备由3G移动可视化巡检、现场综合接入平台（即主设备）及车站接入设备组成。便携式结构设计。在应急抢险时，将现场的语音、数据和图像信息，根据线路传输情况采用相应的接入方式，通过传输网络，上传到铁路局应急调度中心。实现现场内部、现场与中心、现场与铁路自动调度通信网之间的语音通信；实现静止图像和动态图像的采集和传送功能；实现视频发送、接收数据通信功能，3G移动可视化巡检即移动影音采集设备，具备双向对讲功能，夜间拍摄功能，要求图像清晰度不低于D1；现场综合接入平台为现场指挥中心（功能要求同应急指挥车），对现场与中心的音视频信息进行复/分接和转发，满足现场与指挥中心能同时进行1路音视频上传（D1）、1路双向通话及1路数据通信功能，实现现场固话、集群移动电话的内外呼叫和通话功能，内置各种接口，宽带、卫通设备、WIFI连接，满足现场有/无线的接入条件。1.2项目需求由于铁路轨道涉及范围广泛、涉及工作人员移动性、突发性、紧急性、危险性特殊。为更好高工作人员的效率，如何保证指挥中心实时了解现场发生的情况，针对此3G移动可视化巡检特殊的需求，做出以下需求分析如下：每位工作人员配备3G移动可视化巡检设备，3G移动可视化巡检设备背在腰间，；铁路调度管理铁路调度运营指挥中心通过网络可以实时监视执勤现场图像，把现场的情况实时的传到指挥控制中心，进行远程监控管理、调度，传输线路利用3G无线数据业务网和WIFI网络。1.3 设计原则及目标1.3.1 设计依据依据如下的规范和标准设计本解决方案：安全防范工程的程序与要求（GA/T75）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）；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）；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）；电子计算机场地设计规范（GB50174-2000）计算站场安全要求（GB9361-1998）低压配电设计规范（GB50054-95）视听系统设备互连用连接器的应用 （GB/T15644-95） 视听视频和电视系统中设备互连的优选配接值（GB/T15859-1995）会议系统的电及音频性能要求（GB/T15381-94国标报批稿）安全防范系统验收规则（GA308-2001）1.3.2 设计原则平台建设除严格按照本技术要求规定的系统功能、系统设备、视音频编解码、视音频流传输格式等要求执行外，还应遵从以下原则： 大容量平台架构要求支持大容量前端设备接入、媒体转发、客户接入及录像存储，保证在大容量情况下的长期稳定运行。 开放性 平台系统内应采用统一成熟的管理平台，实现与基层单元、系统前端设备用户终端之间的通信和共享数据；应能够实现多厂商、不同规格的设备或系统间的兼容和互操作，确保未来真正实现互联互通、资源共享。 扩展性 平台系统硬件设备、数据库以及系统软件应具有良好的可扩展性能，能保证现网业务正常运营条件下对系统进行扩容、调整、优化。系统的设计应采用模块化设计，以适应系统规模扩展、功能扩充、配套软件升级的需求。系统扩展时只需添加3G移动可视化巡检设备和3G移动可视化巡检设备等前端设备，不影响系统正常运行的情况，实现系统扩展。 规范性 系统设计应符合防护对象风险等级与防护级别的要求。控制协议、传输协议、接口协议、视音频编解码、视音频文件格式等除应符合本技术要求及其他监控报警联网系统相关标准中的规定外，还应符合相应国家标准、行业标准的规定。 可移植性平台还应具有较强的可移植性、可重用性，保证在将来发展中迅速采用最新出现的技术、长期保持系统的先进。 安全性 平台应提供多种安全手段保证各种数据不被非法盗用和修改伪造，保证数据不因意外情况丢失和损坏。系统具有防雷击、过载、断电、电磁干扰和人为破坏等综合安全防护措施。 可靠性 平台应采用成熟的技术和可靠的设备，关键设备应有备份或冗余措施，系统软件应有备份和维护保障能力，并有较强的容错和系统恢复能力。平台应该易于维护，提供统一的维护界面并通过该界面能对远程设备进行管理和维护：包括实时信息发布、监控、远程重启等。平台应该易于分析和测试、易于发现和定位故障，并通过良好的系统设计保证故障的隔离。 可管理性 应具有良好的管理手段，方便对网元设备、操作系统、数据库、文件管理系统及应用程序等进行有效地监控、管理与维护。 易操作性 应具有良好的人机操作界面、详细的帮助和提示信息，可以通过操作界面完成系统参数的维护与管理。 先进性平台采用信息采集传输技术、视频编码技术、信息发布技术、系统扩容技术必须保证领先行业技术发展。 实用性平台在保证符合标准规范、满足使用要求的前提下，系统应尽量简化，降低运行维护成本，达到系统一次性投资和长期运行维护成本最优的要求。 1.4 项目目标1）调度中心实时视频语音通知路面检修作业人员；2）通过GPS定位；及时调度、就近检修作业；3）铁路路面检修工作人员作业视频和图片实现在现场的实时上传； 4）实现查定分离；通过手机查询已出险案件的检修作业情况和视频；5）路面检修作业人员现场检修作业视频，主动推送至铁路调度指挥铁路调度运营指挥中心；7）强制进行路面检修作业人员，约定检修作业时间；8）自动监控接收任务、到达现场检修作业的时间；9）检修作业数据通过数据接口进入铁路局的运营调度中心，减轻路面检修作业人员工作量，提高劳动效率；10）具有设备本地预览与远程监看的功能，支持QCIF、CIF、D1的分辨率可实现镜头自动对焦、音频可监听与对讲，抓拍，录像，报警。适用于远程调度、远程指挥、移动监看等需求应用！11)根据项目的要求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。第二章 系统设计2.1系统架构XX铁路局3G移动可视化巡检设备具有部署简单、操作便捷、使用灵活、功能强大等特点；同时通过软硬件多重密码权限认证，杜绝非授权路面检修工作人员访问，有效保证路面检修工作人员信息的安全性；提供安全防范、管理决策提供一种全新、直观、扩大视觉和听觉范围的管理工具，提高远程实时防范能力。通过平台，路面检修工作人员可通过电脑客户端、IE浏览器、手机（苹果系统、安卓系统）可以不受时间、地点限制对路面检修工作人员进行实时监控、管理、观看。具体设计如下：1、前端子系统采用3G移动可视化巡检设备，完成对所有检验人员的移动定位、指挥；2、通过3G网络，调度运营中心可以观看到现场作业人员传输过来的实时视频。3、路面检修工作人员通过3G移动可视化巡检设备实现与中心对讲，实时观看现场的实时情况。2.2 工作原理3G移动可视化巡检设备中通过网络，预先设定铁路局监控运营调度中心服务器，3G移动可视化巡检设备使用3G网络或WIFI网络建立数据传输通道，路面检修工作人员通过3G移动可视化巡检设备，可以观看到远端传输过来的图像。2.3 系统组成本系统设计是基于3G或WIFI无线传输的视频，将3G移动可视化巡检设备在工作人员身上，利用3G或WIFI传输视频信号，可以轻松实现随时随地的远程视频监控。整个系统分为：前端子系统、传输系统和铁路调度运营指挥中心、远程客户端四部分。2.3.1 前端子系统前端视频采集系统由3G移动可视化巡检设备负责将语音频实时采集并经过压缩编码后通过3G或WIFI上传到铁路调度运营指挥中心，实现视频的远程观看。同时可以根据铁路调度运营指挥中心的操作发出的命令来控制视频。技术参数参数说明终端选型三星、苹果、华为、中兴、酷派等智能手机或PDT智能终端手机操作系统Android、Ios、windows网络环境支持3G网络（运营商可选），WIFI（可选）存储支持采集存储、报警本地存储编码格式H.264视频尺寸CIF：176*144,CIF：352*288, D1: 704*576，语音输入音频输入，与中心平台可以实现语音双通道码率64-2048K可调，定码率（300-400K直接）镜头支持镜头变焦帧率1-25帧可调参数配置通过后台控制重启、参数修订视频观看方式Web网页格式，客户端画面延迟正常小于2秒(具体视3G网络环境)扩展功能平台提供API接口，为OA、协同、ERP、会议系统、综合执法系统对接。2.3.2 传输系统本系统利用3G或WIFI无线网络将视频信号从前端子系统传输到铁路调度运营指挥中心。2.3.3服务器集群系统设计根据整体系统设计，调度运营中心软件架设调度视频管理系统软件由中心服务器，转发服务器，存储服务器以便对视频信号进行管理，这些服务器可以分别单独架设，也可将几台服务器都设在一台服务器主机上。网络视频监控设备接入中心服务器的流程：1）网络视频监控设备(DVS/IPCAM)主动连接中心服务器，将设备信息数据与连接请求发送到中心服务器；2）中心服务器负责设备信息管理、客户端帐号与权限管理、计划录像任务管理、转发与存储绑定管理；同时将任务分配到对应的转发存储服务器3）转发服务器：用户向中心发送连接设备视频的请求，转发服务器将负责转发的音视频信息给到对应的客户端；服务器管理软件界面如下：3.3.4 电脑客户端、监控中心系统设计 客户端可以在手机、电脑上安装，采用视频远程视频运营管理软件，根据用户操作说明书进行一下简单的安装，设置，即可使用。视频远程视频运营管理软件属于电信级大型平台视频管理软件，可以同时管理上万路视频信号，功能齐全。软件操作界面如下图所示：视频远程视频运营管理软件主界面 监控中心可设置在公司铁路局远程调度运营中心，设置若一台监控端PC，通过监控中心的电脑主机将视频信号传输到拼接墙上显示。3.3.5 手机远程监控 在相关部门铁路系统管理人员、路面检修工作员可在手机上安装远程监控客户端，可通过手机实时观看路面现场实时的情况，提供断电、异常情况报警。第三章 系统功能3.1 主要功能人员管理：可新建、修改、删除路面检修工作人员账号属性，可设置路面检修工作人员账号所属角色和指定所在路面检修工作人员组，绑定其所拥有的设备、可设置账号使用期限、可监看公网视频路数等信息。人员角色管理：支持自定义路面检修工作人员角色，可对不同的路面检修工作人员角色设置不同的权限明细。服务器管理：可在系统中各服务器（中心服务器、转发服务器等）会实时检测自身运行状态，并实时反馈运行状态信息；可对每个转发服务器进行连接认证帐号的分配与维护；可实时统计当前连接到中心服务器的各客户端运行状态与各客户端正在监看的摄像头信息日志管理：支持系统日志、报警日志、设备日志、操作日志、网管日志管理，可按路面检修工作人员、时间，类型、等级等条件对日志信息进行搜索，导出成xls、txt文件格式，并可打印日志报表。设备管理：可进行设备分组管理，可远程控制设备，对设备进行配置、升级、重启；支持服务器、设备添加、删除、注册、认证管理；支持全网设备时间同步，支持设备状态巡检，可定时巡检或手动巡检，对异常情况记入日志并及时告警。画面显示：客户端和浏览器可以实现单画面或多种画面分割方式进行实时预览，可定制目标窗口、组轮巡显示功能。视频图像抓拍：可以对正在监视或回放的图像抓拍；画质与码率控制：路面检修工作人员可按实际需求情况进行画质与码率的任意控制，有效果实时预览窗口；视频调整：路面检修工作人员可根据实际场地环境进行视频的亮度、色度、对比度、饱和度等方面的调整，具有恢复默认设置功能。监听：可远程监听设备端，监控现场声音。对讲：可远程与设备进行双向语音对讲。广播：客户端电脑可同时对多台设备进行单向语音喊话。录像：移动侦测录像、计划录像、手动录像、布防触发录像等。录像回放：对本地录像和远程录像资料进行按通道、时间、录像类型智能搜索，并对其进行下载、备份，可断点续传；可同时播放多个录像；录像回放可拖动、快进、慢进、单帧播放、倒放。视频分组：可针对视频通道的关注程度进行视频分组，可按可视频分组进行视频连接。平台对接功能：具备与第三方设备进行对接的能力。此功能需定制3.2 技术特点采用优化后的flash编码算法:已达到使用更低的带宽传输更好画质的图像质量，该算法里在可变的区块编码、画面内预测、多重参考画面、分数点运动补偿、嵌入式去方块滤波器、整数离散余弦转换等方面我们均做了非常有效的研发投入。服务器心跳技术：在系统中各服务器会实时检测自身运行状态，并实时反馈运行状态信息。分布式服务器架构：整套系统包括中心服务器、转发服务器、自动升级服务器，各服务组件既可同时安装在一台服务器上，也可分布式安装于网络中的不同服务器电脑上，可针对运营项目的大小进行有效实施与管理，系统规模扩充性好，配置灵活，真正做到永不掉线三重视频安全保障技术：设备ID号设备认证码校验、路面检修工作人员帐号与设备绑定校验、管理员对路面检修工作人员帐号与设备的全局性校验与控制。双码流技术：可根据网络与路面检修工作人员的实际需求设置不同的编码格式，以满足低带宽的网络传输低码流的视频同时设备端又能以高码流（高画质）的图像质量进行本地磁盘录像。智能化音频传输：系统中应用QOS技术，能保证路面检修工作人员即便在恶劣的网络环境下，也能正常进行音频传输。无论是语音、视频还是其它数据:都采用了高强度256位动态数据加密技术进行加密，数据传输更加安全可靠。强大的网关、防火墙穿透能力:设备主动连接到服务器，无需花费时间精力在网关设备上进行繁琐的设置。流媒体转发技术：突破了传统视频监控系统的带宽瓶颈，有效的解决了庞大路面检修工作人员与设备数量导致服务器与设备出现处理能力不足的缺陷。问题数据包丢包处理：当发现所接收的数据包没有通过校验或者某数据包不能按照预定时间传输到时，将实行丢包处理策略，重新定义的数据包序列进行连接处理，形成接受端经过智能干预的视频流。在线预警功能：支持设备掉线、录像异常、探头报警、移动报警、视频丢失报警灯类型的短信、邮件警告 双线支持技术：设备与服务器均支持双线识别功能，以达到最优的网传效果。3.3 基于PDT手机可视化巡检设备优势1、设备其体积小，便于携带，为巡检人员提供了方便；2、由于本设计外扩了SD卡作为存储器，与电脑连接只需一个读卡器即可实现，操作简单，避免了二次输入；3、由于新一代掌上操作系统的开发和使用，对使用环境的要求越来越低，基本上可以满足传统记录所有的场地要求，有替代传统记录方式的趋势，对铁道电气设备的巡检巡更智能化有推动作用；4、信息化水平高,由于目前数据的分析和传输已经基本上数字化，而采用便携式巡检巡更记录设备作为数据的采集终端，则使数据的处理达到了真