智慧監(jiān)控系統(tǒng)(微卡口)解決方案

智慧監(jiān)控系統(tǒng)（微卡口）解決方案

目錄1.2傳輸網(wǎng)絡建設 31.2.2產(chǎn)品選型推薦 81.3卡口存儲建設 81.3.1存儲要求 81.3.2前端緩存 91.3.3中心集中存儲 91.3.4存儲容量計算 16車道數(shù) 161年 162年 163年 164年 165年 161.3.5產(chǎn)品選型推薦 17

XX智慧監(jiān)控系統(tǒng)是一種面向城市治安防控和交通管理的復合型的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在滿足常規(guī)道路監(jiān)控系統(tǒng)對道路斷面全覆蓋的視頻監(jiān)控需求以及全天候的高清錄像需求的同時，系統(tǒng)引入全畫面視頻檢測、視頻跟蹤、車牌識別等多種業(yè)內領先的視頻智能技術，使得傳統(tǒng)的道路監(jiān)控系統(tǒng)具備了以下新的能力：1、機動車通行自動記錄并抓拍1張圖片；2、機動車特征屬性（車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型、車輛標志）自動提??；3、機動車、非機動車、行人分類檢測記錄；4、特征屬性視頻標簽自動疊加；5、交通參數(shù)自動采集統(tǒng)計。系統(tǒng)組成單元微型卡口系統(tǒng)前端結構示意圖微型卡口系統(tǒng)負責完成道路斷面的高清視頻圖像采集、編碼、壓縮及圖像上傳，同時負責完成對機動車的信息采集和分類。包括車輛特征照片、車牌號碼與車牌顏色等。并完成圖片信息識別、數(shù)據(jù)緩存以及壓縮上傳等功能，主要由微卡口監(jiān)控單元、光纖收發(fā)器等組成。智慧監(jiān)控單元：采用200萬像素低照度一體化智能高清攝像機，內置目標檢測與特征識別算法，可實現(xiàn)圖像采集、機非人檢測、車輛特征識別等，支持SD卡前端存儲。環(huán)境補光燈：配合微卡口監(jiān)控單元使用，夜間環(huán)境亮度較差時選配。選用LED燈作為光源，主要用以環(huán)境補光，有效提高夜間圖像顯示效果和標識標線的顯示效果，燈光亮度符合國家環(huán)保標準，對人眼無刺激。具有良好的防水、防塵功能，能長時間適應室外工作環(huán)境。系統(tǒng)現(xiàn)場布局前端微卡口監(jiān)控單元的架設方式與常規(guī)道路監(jiān)控完全相同。1）采用4~6米的監(jiān)控立桿，挑臂伸出1~3米。2）微卡口監(jiān)控單元架設在挑臂上，距離立桿軸心1~3米的位置，與道路行車方向傾斜一定角度（不超過30o）。3）大角度LED常亮補光燈距離微卡口監(jiān)控單元1~3米(環(huán)境亮度較差時可選配)。4）光纖收發(fā)器等安裝于抱桿機柜。傳輸網(wǎng)絡建設傳輸網(wǎng)絡由前端局域網(wǎng)、接入網(wǎng)和中心視頻專網(wǎng)三部分組成。前端局域網(wǎng)采用獨立網(wǎng)段，完成對卡點多只高清網(wǎng)絡抓拍攝像機、終端服務器的互聯(lián)。接入網(wǎng)將前端點位匯聚至中心機房。中心視頻專網(wǎng)完成平臺服務器、專用圖像客戶端等中心設備互聯(lián)。一、前端局域網(wǎng)前端點位局域網(wǎng)主要用于匯聚前端各種網(wǎng)絡設備，一般采用工業(yè)級交換機。二、接入網(wǎng)前端接入網(wǎng)絡主要用于接入前端各種網(wǎng)絡設備，一般通過租用運營商光纖鏈路組建專網(wǎng)（裸光纖或帶寬租用）。對于市區(qū)較密集的點位可通過EPON方式組網(wǎng)，對于偏遠地區(qū)可采用WLAN方式組網(wǎng)。具體技術選擇需結合實際情況進行確認。三、中心視頻專網(wǎng)中心網(wǎng)絡采用“匯聚-核心”的網(wǎng)絡架構，監(jiān)控中心匯聚網(wǎng)絡需要滿足以下幾個條件：1）接入層交換機上行采用千兆鏈路接入，網(wǎng)絡端口必須為千兆或者更高接口，需支持端口自協(xié)商，背板帶寬不高于上行流量設計的總帶寬的80%。2）支持流量QoS控制，支持對視頻監(jiān)控業(yè)務（實時媒體流、視頻存儲流、錄像回放媒體流、控制信令）數(shù)據(jù)支持不同優(yōu)先級的轉發(fā)調。3）支持設備堆疊，保證重要業(yè)務數(shù)據(jù)部署時匯聚設備的穩(wěn)定性和可靠性。4）需支持多種防環(huán)設計協(xié)議，包括RRPP環(huán)網(wǎng)、RPR環(huán)網(wǎng)以及MSTP協(xié)議，支持大規(guī)模網(wǎng)絡設計時防環(huán)設計。5）支持豐富的路由策略，包括采用動態(tài)路由協(xié)議RIP、OSPF、IS-IS以及BGP協(xié)議，和靜態(tài)路由策略進行路由最優(yōu)路線選擇和路由備份設計。在匯聚層需要按最優(yōu)帶寬方式進行網(wǎng)絡路由設計。監(jiān)控中心核心網(wǎng)絡作為視頻監(jiān)控設備的核心管理調度樞紐，需在安全性、可靠性、包交換速度、以及穩(wěn)定性方面進行重點的部署。需按如下幾個方面進行設計：1）部署位置需在核心區(qū)域，路由條目較少，選路簡單，只負責核心路由的選路，滿足網(wǎng)絡穩(wěn)定的需要。2）核心網(wǎng)設備需考慮部署IRF堆疊，保證轉發(fā)的帶寬以及包交換速度滿足業(yè)務需求，同時在穩(wěn)定性方面對設備進行熱備，防止單點瓶頸和單點故障。外場設備安裝布局設備安裝效果外場設備安裝效果系統(tǒng)功能序號功能項功能項詳述1道路全斷面視頻監(jiān)視在滿足系統(tǒng)應用環(huán)境要求的條件下，單臺微卡口監(jiān)控單元能夠在保證視頻檢測分析區(qū)域對像素點要求的同時實現(xiàn)對整個道路斷面的監(jiān)控視場全覆蓋，監(jiān)控中心可實時調看微卡口監(jiān)控單元的高清視頻圖像。2全天候高清視頻錄像微卡口監(jiān)控單元在進行機動車抓拍的同時還能夠提供一路全實時的高清視頻流（25/30fps@1920×1080pixel），視頻流傳輸至監(jiān)控中心進行錄像存儲。3機動車通行記錄抓拍系統(tǒng)能夠對通過微卡口監(jiān)控點視頻檢測分析區(qū)域（臨近微卡口監(jiān)控單元的2-3條車道）的機動車進行自動記錄，抓拍1張照片并生成一條機動車通行記錄。4非機動車通行記錄抓拍系統(tǒng)能夠對通過微卡口監(jiān)控點視頻檢測分析區(qū)域（臨近微卡口監(jiān)控單元的2條車道）的非機動車進行自動記錄，抓拍1張照片并生成一條非機動車通行記錄。5行人通行記錄抓拍系統(tǒng)能夠對通過微卡口監(jiān)控點視頻檢測分析區(qū)域（臨近微卡口監(jiān)控單元的2條車道）的行人進行自動記錄，抓拍1張照片并生成一條行人通行記錄。6機動車車牌識別系統(tǒng)通過機動車號牌定位、字符切分、字符匹配和圖像預處理實現(xiàn)號牌自動識別功能。系統(tǒng)可以識別藍、黃、黑、白、綠五種號牌顏色，并可根據(jù)不同的號牌顏色區(qū)分車輛類型。車輛牌照識別算法（車牌號碼識別、車牌顏色識別）集成在微卡口監(jiān)控單元中，無需專門配置單獨的車牌識別服務器。7機動車車身顏色識別系統(tǒng)可自動區(qū)分出車輛為深色車輛還是淺色車輛；并識別出11種常見車身顏色。8機動車車型判別系統(tǒng)能識別大貨車、客車、面包車、小貨車、轎車、中型客車、SUV/MPV等7種車型。9機動車車標識別系統(tǒng)能通過視頻自動檢測識別車輛標識。10機非人圖片分類檢索系統(tǒng)采用輪廓識別法自動對機動車、非機動車、行人進行判別和分類，并將抓拍圖片按機、非、人進行分類存儲。用戶可根據(jù)實際應用需求設置圖片的存儲路徑。11交通參數(shù)采集統(tǒng)計系統(tǒng)支持統(tǒng)計交通流參數(shù)，包括流量、車速、時間占有率、車長、車頭時距等；交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計周期可按需求進行設置和輸出，并支持豐富的圖形報表及數(shù)據(jù)導出。12視頻標簽自動疊加系統(tǒng)自動將車牌號碼、車牌顏色等車輛特征屬性信息的識別結果以視頻標簽的形式疊加到錄像視頻流中并與抓拍的圖片進行關聯(lián)。13錄像視頻及圖片快速檢索可根據(jù)車輛號牌、車牌顏色等車輛特征屬性信息結合通行地點、通行時間進行精確或模糊條件查詢，快速檢索定位到所需關注的對象的錄像視頻及圖片。14圖像防篡改系統(tǒng)記錄的原始圖像信息具備防篡改功能，避免在傳輸、存儲、處理等過程中被人為篡改。15網(wǎng)絡遠程維護可以實時查看前端設備的運行狀態(tài)?？赏ㄟ^網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程維護、遠程參數(shù)設置、時間校正和遠程升級等功能。系統(tǒng)性能序號項目指標1道路斷面監(jiān)控支持25fps(1920×1080)；2視頻壓縮標準H.264/MPEG4/MJPEG；3壓縮輸出碼率32Kbps~16Mbps；4最低照度彩色：≤0.002lux（AGCON）黑白：≤0.0002lux（AGCON）；5亮度等級不小于10級；6水平解像力不小于1000線；7監(jiān)控覆蓋范圍縱深視頻監(jiān)控覆蓋范圍不少于200米，橫向視頻監(jiān)控覆蓋范圍不少于6車道（每車道按照3.75米計算）；8分析車道數(shù)在視頻監(jiān)控覆蓋范圍條件下，對靠近攝像機的3條車道進行自動車輛捕獲和識別；9機動車抓拍支持、通行抓拍1張照片；10車輛捕獲率白天：第一車道（靠近立桿）車輛捕獲率≥90%；第二車道車輛捕獲率≥80%；第三車道車輛捕獲率≥70%；夜間環(huán)境亮度高于70lux，≥70%；夜間環(huán)境亮度低于70lux時車輛捕獲率無法保證；11車輛號牌識別率車輛號牌識別率：≥85%；號牌識別準確率：白天≥90%，晚上≥80%；12圖片格式及占用空間JEPG，24bit彩色。每張約300KB；13識別牌照種類車牌類別：民用車牌（除5小車輛），警用車牌，04式新軍用車牌，07式武警車牌；

車牌顏色：黑、白、藍、黃、綠；14機非人檢測率白天≥80%，夜間≥70%產(chǎn)品選型推薦產(chǎn)品類型單元型號卡口存儲建設存儲要求卡口數(shù)據(jù)主要包括過車圖片、車輛數(shù)據(jù)兩部分。視頻專網(wǎng)內過車圖片應采用屬地存儲策略，分布式的存儲在各歸屬節(jié)點，按需進行調用；車輛數(shù)據(jù)應匯聚存儲至各級卡口平臺，并逐級上傳存儲至上級卡口平臺。同時公安網(wǎng)側聯(lián)網(wǎng)平臺應通過邊界接入平臺對視頻專網(wǎng)側卡口平臺中的過車圖片、過車記錄做匯聚，進行集中存儲，以滿足公安網(wǎng)內車輛管控相關業(yè)務應用。過車圖片的存儲時間要求不少于90天，車輛數(shù)據(jù)的存儲時間要求不少于2年，布/撤控信息及報警信息的存儲時間應不小于3年，重點（關注或涉案）信息應存儲到相應的卷宗庫進行長期保存。前端緩存卡口系統(tǒng)（線圈卡口、視頻卡口）前端過車數(shù)據(jù)應在外場終端服務器內就地備份存儲，同時上傳所屬卡口平臺。當網(wǎng)絡傳輸通道故障情況下，終端服務器應暫存前端過車數(shù)據(jù)，當通信恢復以后，臨時存儲的數(shù)據(jù)能自動續(xù)傳，補錄到卡口平臺進行集中存儲。XX終端服務器采用嵌入式低功耗無風扇設計，能夠在室外惡劣環(huán)境下正常工作，采用大容量工業(yè)級硬盤作為存儲介質，能夠保存不少于200萬輛車的圖像存儲能力，當超出最大存儲容量時，可自動對車輛信息和圖片進行循環(huán)覆蓋。中心集中存儲卡口平臺應集中存儲車輛數(shù)據(jù)、過車圖片，各類數(shù)據(jù)信息應根據(jù)數(shù)據(jù)類型、特點及重要性進行區(qū)別存儲。車輛數(shù)據(jù)存儲卡口車輛數(shù)據(jù)，即車輛號牌等動態(tài)數(shù)據(jù)信息，對于此類數(shù)據(jù)信息，因其所需存儲容量相對較小，需要保障數(shù)據(jù)穩(wěn)定、同時滿足存儲速度和安全需求，因此選用效率、性能、穩(wěn)定性、安全性、兼容性和可擴充性能較高的結構化數(shù)據(jù)庫一體機，在中心統(tǒng)一進行存儲。結構化數(shù)據(jù)庫一體機可實現(xiàn)對卡口海量過車數(shù)據(jù)的存儲，同時內置有專用于安防領域的大數(shù)據(jù)處理引擎，單機可提供十億級別數(shù)據(jù)的實時索引和秒級檢索。過車圖片存儲對于過車圖片，其所需存儲空間相對較大，目前傳統(tǒng)方案采用圖片服務器掛載IPSAN的模式實現(xiàn)圖片的轉發(fā)存儲，如下圖所示：傳統(tǒng)圖片存儲模式這種存儲模式下卡口過車圖片的轉發(fā)與存儲需要管理服務器、卡口接入服務器、圖片服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、IPSAN網(wǎng)絡存儲進行協(xié)同工作，交互非常復雜。且采用該模式存在以下弊端：1）卡口接入服務器、圖片服務器會造成性能瓶頸，當系統(tǒng)規(guī)模較大時服務器的建設成本也十分可觀并且管理復雜；2）存在單點故障隱患：所有過車圖片讀寫都要經(jīng)過卡口接入服務器、圖片服務器，服務器故障則整個系統(tǒng)將中斷服務。若想避免單點故障則需要做服務器集群，這時服務器的開銷將翻倍；3）IPSAN模式下，圖片服務器采用的通用的文件系統(tǒng)，當圖片數(shù)據(jù)循環(huán)覆蓋時必然造成大量的文件碎片，導致存儲性能逐步下降；4）一旦發(fā)生非正常關機，將造成圖片服務器文件系統(tǒng)的損壞、數(shù)據(jù)的只讀甚至丟失等問題。因此針對過車圖片的存儲，可以采用更先進、更可靠的圖片直存模式，實現(xiàn)對圖片的流式數(shù)據(jù)直存，如下圖所示：圖片直存方案示意圖XX圖片直存方案可實現(xiàn)對卡口抓拍圖片的集中存儲，直接省去圖片服務器，減少系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約了建設成本，還從根本上解決了傳統(tǒng)方案存在的諸多問題，提高了性能和可靠性。與傳統(tǒng)的圖片服務器+IPSAN的存儲模式相比，XX圖片直存方案具有以下優(yōu)勢：1）無需圖片服務器，大幅減少系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)，徹底解決服務器性能瓶頸、單點故障等固有缺陷，系統(tǒng)更加高效、穩(wěn)定、可靠，同時節(jié)省投資成本；2）底層采用面向安防的流數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)而非通用文件系統(tǒng)，徹底解決文件碎片，保證系統(tǒng)性能的穩(wěn)定；3）特有的流數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)保證掉電、斷網(wǎng)時系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的可用性，徹底解決由于以上等因素引起的文件系統(tǒng)損壞而導致的服務停止、數(shù)據(jù)只讀或丟失等故障問題。圖片直存分為圖片直存存儲、圖片直存云存儲兩種不同的方案，各級卡口中心平臺可根據(jù)本級卡口建設規(guī)模的大小選擇合適的方案進行部署：圖片直存存儲圖片直存存儲對于車道數(shù)小于5000的卡口系統(tǒng)，建議采用圖片直存存儲設備，如上圖所示，卡口抓拍過車圖片時，直接將抓拍圖片存入存儲設備，減輕了卡口接入服務器80%以上的輸入輸出帶寬壓力，可大大提高了卡口接入服務器的性能。注意：1）此方案要求前端?？底ヅ臋C軟件版本為V3.7，前端老舊抓拍機需進行軟件升級改造才可使用，實施起來非常復雜，因此建議新建卡口系統(tǒng)時采用圖片直存存儲方案，老舊設備仍采用原圖片服務器存儲。2）圖片直存存儲設備不支持通過網(wǎng)閘協(xié)議進行圖片傳送，如采用數(shù)據(jù)擺渡模式傳送到公安網(wǎng)，需進行定制開發(fā)，請根據(jù)項目情況咨詢總部售前并進行評估。圖片直存云存儲圖片直存云存儲對于車道數(shù)達到5000及以上的卡口系統(tǒng)，建議采用圖片直存云存儲方案，實現(xiàn)卡口系統(tǒng)內的抓拍圖片的直接寫入/讀取工作。云存儲系統(tǒng)采用了基于云架構的分布式集群設計和虛擬化設計，在系統(tǒng)內部實現(xiàn)了多設備協(xié)同工作、性能和資源的虛擬整合，最大限度利用了硬件資源和存儲空間。系統(tǒng)組成及部署：XX圖片直存云存儲系統(tǒng)由存儲管理節(jié)點和存儲節(jié)點（物理存儲設備）兩部分組成。管理節(jié)點服務器負責系統(tǒng)內資源管理、存儲節(jié)點管理、集群管理、策略調度、運維監(jiān)控等工作，是整個系統(tǒng)的控制指揮核心；存儲節(jié)點設備是圖片數(shù)據(jù)存儲業(yè)務執(zhí)行的基礎設備，負責向上層系統(tǒng)提供圖片存儲、圖片壓縮、圖片下載等云服務接口。云存儲系統(tǒng)可以組建海量的存儲資源池，容量分配不受物理硬盤數(shù)量的限制；并且存儲容量可進行線性在線擴容，性能和容量的擴展都可以通過在線擴展完成。為保持系統(tǒng)整體的運行效率、穩(wěn)定性、可擴展性等因素，可部署3臺管理節(jié)點服務器組成云存儲管理集群，共同負責整個云存儲系統(tǒng)的業(yè)務響應、資源協(xié)調、策略調度等工作。存儲節(jié)點設備部署方面，可根據(jù)計算的存儲空間配備相應數(shù)量的存儲設備。存儲流程：平臺向云存儲管理節(jié)點索要圖片存儲資源，存儲管理節(jié)點直接分配存儲資源給平臺，前端卡口抓拍設備開始將抓拍的圖片直接存入指定存儲資源內。存儲節(jié)點設備之間能夠自動進行均衡負載，保證在故障時做到自動切換，不間斷的提供圖片數(shù)據(jù)的存儲業(yè)務。同時圖片數(shù)據(jù)是分散存儲，將前端卡口設備推送的圖片按照算法分散到不同的存儲節(jié)點上，提高數(shù)據(jù)寫的速度，在可靠性和安全性上也得到了加強。系統(tǒng)功能：XX圖片云存儲系統(tǒng)功能架構系統(tǒng)特點：高效靈活的空間管理對存儲資源進行虛擬化整合，提高用戶管理效率；支持存儲資源的在線擴展，實現(xiàn)容量與性能的線性增長；虛擬空間可靈活調整，不但能擴大，同樣能縮??；海量數(shù)據(jù)的快速檢索采用一體化索引設計，大大提高了查找速度；深化圖片的應用設計，支持圖片信息快速讀?。怀掷m(xù)可靠的數(shù)據(jù)服務提供7X24小時不間斷高效可持續(xù)的數(shù)據(jù)服務，充分保護數(shù)據(jù)安全和可靠性；采用全集群化設計，性能全面提升，設備壓力負載均衡，單/多點故障，錄像業(yè)務不中斷；數(shù)據(jù)存儲采用離散存儲算法，提供系統(tǒng)級高效、穩(wěn)定存取服務；高可擴展的應用支撐系統(tǒng)的高性能設計，能夠并發(fā)服務以滿足視頻數(shù)據(jù)的高速讀取需求。采用流式數(shù)據(jù)結構，面向圖片數(shù)據(jù)而設計，滿足數(shù)據(jù)的持續(xù)高速寫入；深入開發(fā)的專業(yè)化應用設計，優(yōu)化了應用的服務質量；開放透明的兼容系統(tǒng)統(tǒng)一開放的應用功能接口，由上層業(yè)務平臺直接調用；采用的是標準設備兼容模式，支持標準IPSAN、FCSAN存儲設備的接入；注意：1）如要實現(xiàn)異構卡口設備的圖片云存儲功能，則需進行定制對接。2）在雙網(wǎng)雙平臺架構下，云存儲系統(tǒng)可采用定制化的圖片下載策略，通過邊界接入安全平臺地址映射方式提供URL地址進行圖片的訪問和下載。3）云存儲詳細方案請參考《XX視頻云存儲解決方案》。存儲容量計算存儲容量的估算包括車輛數(shù)據(jù)的存儲容量估算、過車圖片的存儲容量估算，在項目設計中應提前規(guī)劃適當?shù)娜哂嗳萘俊Ｒ话阍谛枨笕萘康?0%～25%。車輛數(shù)據(jù)存儲容量每輛車輛的號牌等動態(tài)數(shù)據(jù)信息為0.9KB/條，采用內置大數(shù)據(jù)處理引擎的iVMS-9100E-K08結構化數(shù)據(jù)庫一體機對車輛數(shù)據(jù)進行存儲時，單條數(shù)據(jù)占用的存儲空間會有所提高，每條數(shù)據(jù)需要7KB存儲空間。按單車道日均2000輛流量估算，每條車