车载视频监控解决方案

1、3G视频监控方案第一章 系统方案设计1.1. 总体设计1.1.1. 系统联网架构1.1.2. 系统原理解析1.1.3. 系统结构设计 整个VT系统依托于视频监控承载网，确保项目视频监控系统的稳定运行。 前端监控点接入车载移动DVR、车载摄像机和云台，通过移动DVR将视频图像信号上传到指挥中心。 混合存储方案：主控中心负责整个监控系统的前端监控点位集中备份存储。前端图像通过移动DVR存储于车载硬盘中，从整个项目的角度来看又是一个分布式存储的结构。集中存储和分布式存储结合使用弥补了单一存储方式的缺陷，发挥各自优势。 主控中心的视频监控设备处理监控系统联网、用户认证、平台配置管理和负责视频流的转发、

2、检索和查询功能。 主控中心的用户可通过客户端软件和监控键盘实现人机操作（控制摄像机云台、直播、点播、视频上墙功能、后台高级应用等）。1.1.4. 系统平台部署主控中心部署： 部署视频管理控制服务器、流媒体转发服务器GPS接入服务器和视频存储服务器加载IPSAN磁盘阵列在主控中心，作为整个移动视频监控系统运作的核心部分。 视频管理控制服务器统一实现各监控子系统对各个设备的管理和对控制信令底层转换功能，并且负责整个移动视频监控系统的权限分配。 流媒体转发服务器统一系统视频资源的调度、直播、点播和视频上墙。 视频存储服务器负责对前端编码器上传的音视频信号作后端统一存储，并同时转发查找后点播录像。 G

3、PS接入服务器接收前端接入服务器转发的车辆定位信息，直接获取数据，写入数据库，为业务分析提供基础数据，同时为GIS服务器提供数据来源。 配置的串口服务器、专业监控键盘和解码器，用来控制服务器对图像上墙的切换控制。 通过VT强大的POSA2视频中间件架构来实现对高级视频应用服务（电子地图）功能的使用。地理信息系统平台部署： 安装GIS系统插件于客户端中并配合服务器中的GIS模块作高级应用平台基础部分。其次导入上地图文件，利用GIS系统配置工具在地图中设置各个监控点位的坐标实现整个GIS系统功能。全局部署： 部署VT客户端软件（PowerExploerII）在视频监控中心处，针对不同权限用户，对视

4、频图像进行实时直播、点播和摄像机控制。 配置直播、点播和录像模块开启视频资源调用的基本功能。配置矩阵键盘模块开启监控键盘切换控制图像上墙功能。配置DVR模块开启DVR设备接入功能。配置智能帧标记模块开启自动和手动事件标记功能。配置报警模块实现跟报警系统联动功能。配置GIS模块开启GIS地图应用功能。配置web浏览模块开启IE客户端功能的使用。前端部署： 在车辆上安装车载监控终端，对车内部情况进行实时监控；监控中心对车载前端模块获取的实时数据进行分析。其中车载前端模块包含车载硬盘/FLASH录像机、移动通讯模块、报警器、摄像枪、GPS定位器等设备1.2. 视频监控系统设计1.2.1. 主控中心设

5、计1.2.1.1. 整体性结构概述系统结构示意图主控中心的作用是对车载移动DVR上传的视频信号进行处理，包括视频信号的切换、显示和图像调阅等主要功能，即负责为用户呈现系统所提供的服务，包括实现实时、历史音视频的解码播放和控制、实现用户权限管理、实现业务开通和管理面、实现系统维护以及电视墙等功能；后端系统包括监控中心和客户端（个人用户）两种业务应用模式。客户端由浏览器和客户端软件构成，可以实现C/S和B/S两种图像浏览方式。监控中心由图像控制管理单元、控制键盘、管理控制服务器、流媒体转发服务器、解码器和电视墙/大屏幕等显示设备，组成监控中心从平台中选择所需的数字视频图像，通过键盘的管理控制，送到

6、解码器解码后，再送往监视器、电视墙、大屏幕等显示设备。存储系统采用分布式架构，各前端图像信号直接通过本地移动DVR进行存储，主控中心用户对录像的检索可通过流媒体转发服务器调用前端移动DVR历史数据实现。主控中心配置完整的图像资源管理子系统，包括： 点播转发子系统 索引检索子系统 权限管理子系统 配置管理子系统 资源调度子系统 网络管理子系统子系统具体设计如下：1.2.1.2. 点播录像子系统 点播录像系统完成本节点之间所有图像信息的实时存储并满足本节点内以及其他节点（各级监控中心以及其他有权限的部门）用户对本节点历史图像信息（录像）的点播需求。监控前端的图像存储点播设备，可支持20路图像的并发

7、点播和100路图像并发录像，可根据需要灵活扩展。 系统示意图如下：1.2.1.3. 索引检索子系统 视频图像索引检索系统以数字视频图像录像文件为单位进行管理，用户通过录像检索客户端来登录录像存储系统，输入相关查询参数即可通过网络获取到视频信息。 功能：n 负责从储存系统提取录像文件信息，将文件相关的摄像头名称、 文件开始时间、文件长度以及和这个摄像头相关的事件信息都录入关系数据库中，在关系数据库中建立多关键字（例如摄像头名称，突发事件等）和具体录像文件映射的关系。 规模：n 每台录像信息索引服务器负责跟若干视频管理控制服务器建立录像索引，由于各平台中存储系统数量和规模都很大，录像信息索引服务器

8、建议以服务器挂载磁盘阵列群的方式存在。 防错冗余：n 为了解决某台录像信息索引服务器崩溃后，它所负责的录像仍然能够索引到，录像信息索引服务器可以多台同时配置为相同的磁盘阵列建立录像信息索引，这些配置相同的录像信息索引服务器同时运行，其中一个磁盘阵列端崩溃，另外的磁盘阵列就自动承担起检索工作。 录像检索客户端：n 负责提供用户友好界面，通过多种关键字作为条件定位到服务器上的相应录像文件，并且在本地回放。n 通常，用户选定了指定摄像头A，录像检索客户端会罗列出跟摄像头A相关的所有信息，包括：录像的开始时间，录像时间的长度，在此录像过程中发生的事件，事件发生对应的时间点和延续时间，事件的类型等，用户

9、可以根据所要关注的情况输入关键字来检索录像文件。 系统示意图如下：1.2.1.4. 权限管理子系统用户权限管理系统负责全局系统用户的权限授权管理，配合管理控制系统，可针对每个用户、用户组做权限制定和划分，主要功能如下。 用户授权功能:u 用户授权功能包括：增加、删除和变更用户信息；增加和删除用户对应的用户组权限回收 用户登录身份校验u 用户登录时所需模块：登录客户端 登录客户端:u 负责与用户直接交互的系统，它可以是运行在PC上的用户登录软件，也可以是三维控制键盘 用户使用资源时的鉴权:u 用户使用资源前，首先要对用户进行鉴权，查询到用户所属的用户组，获得用户对资源所拥有的权限与级别，解决好资

10、源争抢和共享等情况后，完成鉴权过程。1.2.1.5. 配置管理子系统 配置管理系统管理对象包括：用户和用户组、资源以及用户对资源操作的权限。 配置管理系统的功能：资源的统一编号与管理、用户及用户组信息编号与管理、划分用户所能使用的资源以及分配用户使用对于资源的权限 配置管理系统提供在线（on-line）或离线（off-line）编辑配置数据库两种方式： 在线（on-line）方式为配置管理提供空间上的便利，一方面操作员可以在网络连通的情况下，通过软件直接线上修改配置数据库，另一方面其它局部系统能够自动与中心配置数据库同步，只需修改中心，无须其它局部一一重复修改，大大减少配置的繁重工作，体现了分

11、布式结构的优势 离线（off-line）方式为应急情况提供配置管理便利，操作员在本地即可修改配置数据库，并使本地系统及时得到最新配置，体现系统局部自治的特点 系统示意图如下：1.2.1.6. B/S客户端子系统 用户通过WEB服务系统，利用标准PC中的IE浏览器，输入用户名、密码，即可登录本系统中，访问系统中视频资源，利用IE浏览器同时能够实现云镜控制等功能。 B/S架构客户端界面如下：1.2.1.7. 网络管理子系统 通过网管系统，可实时利用TCP/IP网络对整个系统中的服务器进行监控。并实现网络化管理。本项目提供全网一致的网管软件，完成全网设备运行状态的监测和维护管理，主要的功能包括设备在

12、线巡检功能、远程设置时钟、设备远程重启、视频源状态查询、设备录像状态查询、设备性能参数查询及统计等。1.2.1.8. DVR管理子系统 具备DVR管理模块，能兼容多种视频存储格式，支持知名常用品牌（如：海康、大华等）录像设备的接入，DVR管理模块应有完善的索引机制，能提高视频查询效率，而且有完整的操作、信息日志功能。 基于IP管理模式，提供预案管理功能，预案触发支持外部报警、用户手动、系统定时等多种模式。 提供系统关键设备运行状态在线监测机制，实现系统运行、故障信息查询、归类统计等功能，并配套相关软件，实现关联信息的即时发送，为系统故障发现和判断提供及时有效性的保障。 系统示意图如下：1.2.

13、1.9. 电子地图信息子系统本系统中视频监控点数多。按照常规的以树形结构作为监控点选择方式的应用程序虽然能够满足用户监控需求。但如果将应用程序下发到各个业务处，难免会因为操作存在一定问题。因此本系统中，在提供一套完整的基于C/S结构的应用程序的基础上，用户还可以利用另外一套以GIS方式为应用界面的程序来进行操作。采用GIS方式访问的程序的优点：n GIS采用地图显示的界面，摄像机点位在地图中清晰显示，在操作上更直观。n GIS应用系统在应用上无需进行系统培训，操作简单，适合广泛应用于各业务处。n GIS应用系统可采取B/S的模式，这样，在全网内，仅需要利用任意一台联网的计算机均能查看系统内视频

14、资源。（具有系统统一的权限用户）n 可以实现各个楼层监控点位的标示和报警联动。在本系统服务器中提供针对GIS应用的接口，通过GIS来实现访问。在应用系统的客户端程序中，本系统提供完整的二次开发SDK来做应用接口。通过二次开发程序的应用接口，可以与现任意一品牌的GIS系统做集成。通过电子地图可实现基于总监控中心、分监控中心显示，便于用户查询所需视频资源。报警发生时，报警地点以醒目的标记闪烁在电子地图或目录标识上，准确判断报警类型和地点。1.2.2. 视频前端设计车载终端基本功能如下： 视频采集：图像采集，系统前端采用高清晰、全天候车载摄像机，可将车内情况实时采集至监控终端中。 声音采集：系统前端

15、可通过拾音器将车内、外音频信号采集到终端中。 无线网络传输功能：采用基于运营商的无线网络平台传输视音频信号，适用于车辆远程监控使用，传输距离远、覆盖范围大。 GPS信息获取：系统可通过GPS接收装置进行车辆定位等功能，并可以通过网络将定位信息上传至指挥中心，在指挥中心大屏幕的电子地图上显示车辆所在位置和车辆行驶轨迹，并对定位信息进行存储。达到警示和求救的双重作用。 定时关机功能：延时关机是指在断开点火控制信号后，设备延时用户实现设定的时间进入安全关机模式，自动关机。 司机监控7寸液晶监视器，悬挂与司机右上方，方便司机对车内的情况进行实时监控，及时发现异常情况。 录音、录像：采用硬件把音视频信号

16、同步压缩成两个数据流：分辨率、帧率高的图像存储于本地硬盘。 本地预览：采用液晶监视器作为车载终端的显示设备，显示监控画面，回放历史录像。通过显示屏对系统进行操作，可对对图像进行切换和缩放等的管理。 本系统设置定时关机的功能，在车辆点火开关关闭后5分钟到6小时（可进行设置）继续工作，再关机。车载监控终端采用GPS方式获取车辆当前的位置信息，借助无线网络向中心平台上传定位、速度等信息。在车辆安装的摄像枪采集视频信号，发送给硬盘录像机，硬盘录像机接收到信号进行编码、压缩，然后本地存储，同时通过无线网络向中心平台发送视频数据。车载监控终端的供电采用车载电源，为防止电源波动对设备的影响，采用开关稳压和线

17、性稳压相结合的稳压方法，既保障供电稳定，又保证车载电源转换过程的高效率，以节省车载电源有限的容量。车载前端模块包含车载硬盘/FLASH录像机、路由器、报警器、摄像枪、液晶监视器、拾音器等。1.2.2.1. 车载前端子系统组成 在车辆上安装车载监控终端，对车内外部情况进行实时监控；监控中心对车载前端模块获取的实时数据进行分析。其中车载前端模块包含车载硬盘/FLASH录像机、移动通讯模块、报警器、摄像枪、GPS定位器等设备。 其次，通过安装在车辆上1个报警按钮，司乘人员可根据事件大小和紧急程度，按动相应报警控制按钮，硬盘录像机接收到报警信号，及时产生报警，并向中心平台发送报警信息，监控平台接收到报

18、警信息可立即弹出提醒。 选用的GPS模块，采用GPS全球定位技术，可实时定位车辆的位置，通过无线网络向中心平台发送定位信息，监控中心的监控人员可借助平台实时监控车辆的运行轨迹，并将这些信息存储在GIS服务器里。 车辆发动机停止后，在30分钟内，车载系统会自动关闭。 车载硬盘/FLASH录像机：车载硬盘/FLASH录像机连接车辆的摄像头、报警器和拾音器等设备，采用双码流技术，支持4路本地录像直接存储，图像质量达到4路CIF格式，采用H.264编码技术对视频数据加以压缩和存储。(上传视频数据采用CIF视频流或704X576 JPEG格式，采用H.264压缩技术，不仅支持变码率，而且支持变帧率。可设

19、定视频图像质量，也可设定视频图像的压缩码流。并且利用双码流技术解决无线网络带宽低的问题。 移动通讯模块： 如果只传输定位和报警信息，可以采用GPRS/EVDO/CDMA中的任意一种，如果后期需要传送图像，可以采用3G模块。 报警按钮（可选）：报警按钮直接连接车载硬盘/FLASH录像机设备，1个安装在司机位附近，方便危机情况下司机可以在不引起犯罪分子的注意下触动，并且可以有灯提示, 系统在报警后将报警信号传给智能调度系统并自动上传音视频或抓拍图片到监控中心（可远程设置默认视频或图片传输方式）。1.2.2.2. 车载前端模块硬件设计 音视频采集/存储、报警和定位是车载系统通信的核心内容。设备负责定

20、位数据的获得、信息的传输、收集外部接口采集的信息、控制LCD显示屏的显示，使系统中各部分协调工作。其中定位通信模块由GPS模块、无线通信模块、电源适配器和外部接口组成。 车载前端设备按设定的时间间隔通过无线通讯网络向中心平台发送车辆的定位、速度等信息，中心平台接收到信息进行实时的监控、采集和分析。传送数据时，车载前端设备（SD卡录像机）获取定位数据，和时钟、报警等一起叠加到视频中，供本地录像、远程视频使用。1.2.2.3. 设备关键技术分析 宽幅电源输入车辆大多采用24V电源，行驶过程电源稳定在2428V，但是在车辆点火时汽车电源会突然降低到16V左右，下降过程约为40ms，然后恢复至24V以

21、上。电源的瞬间降低会导致电子设备重新启动、甚至设备死机，所以对车载电源的适应性要求很高。根据车载电源的需求为车载监控终端配置宽幅的输入电源，电源适应范围为1036V，可满足各种车辆的应用。该电源经过特殊的设计，具备了断路、短路、过流保护功能，对设备保证正常运行起了重要作用。 减振加固技术车辆监控终端应用在颠簸、震动、摇摆等恶劣环境下，要保证设备长期稳定工作，对加固技术提出有较高的要求，尤其是对硬盘减振加固技术是该系统重点难题。本系统提供低成本、高性价比的减振加固技术。 定时关机功能根据对车载前端设备的需求，电源应满足在点火开关关闭后继续工作一段时间，但是又不能24小时不关机，因为这样可能导致电

22、瓶内的电全部耗光，车辆无法启动。本系统设置定时关机的功能，在车辆点火开关关闭后30分钟（可进行设置）继续工作，再关机。 抗恶劣环境系统对散热、防尘、防水等需求进行了特殊处理，可满足特殊环境要求。 先进的视音频编解码技术本系统选择压缩效率较高的H.264标准。先进的视音频编解码技术适用无线网络的优势在于：n 高效的带宽利用在无线链路速率较低的情况下采用压缩效率高的编码标准尤为重要，先进的编解码技术可在低带宽的条件下传输高质量的图像，达到良好的效果。n 优秀的图象质量在视频监控应用中，对视频图像质量要求较高，先进的编码技术具有预处理、避免马赛克、容错处理等特殊功能，图像效果比其他标准更好。1.2.

23、2.3.1. 录像保留时间设计以下是不同录像录像格式下不同帧率录像需要占用磁盘空间分辨率CIFCIFD1D1码率512Kbps384Kbps2M1.5M帧率25fps25fps25fps25fps每小时存储空间占用200M Byte150Mbyte800Mbyte600Mbyte16小时存储空间占用3.2G2.4G12.8G9.6G建议采用CIF 512Kbps进行录像存储，按照每天16小时车辆运行和录像时间，4个摄像机采用CIF分辨率每天存储空间占用（3.2*4）=12.8G , 采用160G硬盘可保留时间为12天。如果采用1路D1+3路CIF录像，每天小时咱用空间1.4G, 每天按16小时

24、计算，每天占用空间22小时，采用250G硬盘可保留录像12天。1.2.3. 网络传输子系统1.2.3.1. 网络传输子系统概述视频监控系统的网络传输系统由无线网络传输和有线网络传输两部分组成。无线数据传输网络是车载设备与中心进行信息交换的枢纽，是整个车载系统中的传输媒介，选择一个好的无线数据网络可以保证系统日后稳定的运行。为打造一个稳定的、高覆盖率的、并且能平滑过度到3G系统的公众无线通信网络作为视频监控的传输网络。在本系统中建议采用中国电信EVDO网络传输。整个网络系统，采用无线和有线相互结合传输，监控中心平台通过光纤专线接入无线通信网络。1.2.3.2. 网络传输系统设计本系统的传输模块由

25、无线传输模块和有线传输模块组成。其中前端车载设备采集的视频图像等数据，通过车载无线网络传输设备，接入无线通信网络，采用多通道复用。监控中心平台通过光纤专线接入无线通信网络，监控中心平台与分公司和场站通过内部网络通信。1.2.3.3. 无线网络设计1.2.3.3.1. 设计原则 稳定性：无线通信网络需要长时间运行，要求无线通信网络服务商提供高质量的服务； 可靠性：无线通信网络提供商对通信网络进行调整时不能影响网络的使用者； 高效：无线通信网络保证在通信高峰期能保持较短的通信延时，缩小通信盲区的范围，在最短的时间内提供相应的技术支持与协助； 网络无关性：平台对通信网络的选择不应有特定的要求，应能支

26、持多种、多个通信网络的共存，不应局限于一种网络通信技术或一种网络通信协议； 应用无关性：无线通信平台应能根据不断增长的新的需求，方便地增加其应用系统； 设备无关性：主要指终端设备的无关性。由于终端设备的生产厂家很多，发展变化也很快，尚不存在一种业界公认的标准，因此平台不应局限于某一类型的终端设备，应为尽量多的终端设备的接入提供可能。1.2.3.3.2. 方案详细设计在本系统中，对无线通信网络的使用具有频率高、通信流量小、分布区域大等特点。从网络的覆盖、系统的投资、网络的稳定性、通信速率的要求、技术的成熟度、实际成功的案例以及运营成本等各方面进行考虑，本方案推荐选用中国电信的EVDO网络作为无线通信传输网络。1.2.3.3.3. 无线通信系统的可扩展性在进行无线通信系统的设计时，考