高速公路视频监控系统需求研究

高速公路视频监控系统需求研究

张凤玲

嘉兴市嘉通高速公路管理有限公司

摘要：本文主要是结合笔者在工作中的经验，研究了系统建设目标及意义；监控系统建设原则及总体设计思路；以及系统建设方案和功能需求分析三方面的内容，以供参考。

关键词：高速公路；视频监控系统

一、系统建设目标及意义

根据《国家高速公路管理视频监控系统建设指导意见》，从2010年至2014年底，利用五年左右的时间，在浙江省高速公路范围内集中力量开展视频监控系统的建设，完成路段前端监控摄像机安装目标。一、二类点前端监控摄像机安装任务完成100%，三类点前端监控摄像机安装任务完成80%。

高速公路视频监控系统的建设，是实施科技强国战略，通过在高速路段建立和应用管理视频监控网络，能够提高高速公路管理效率，提高高速公路的安全性。

高速公路视频监控系统的应用，实现“网络化、数字化、智能化”的管理，将进一步提升高速公路路段控制能力和科学管理水平，降低事故发生率，提升社会满意度。

二、监控系统建设原则及总体设计思路

㈠建设原则

高速公路视频监控系统的建设，将执行《浙江省高速路段视频监控系统建设指导意见》、《基于公共运营商的高速路段管理视频监控系统建设工作规范》、《城市监控报警联网系统通用技术要求》（GA/T669－2006）、《跨区域视频监控联网共享技术规范》（DB33/T629-2007）以及国家、行业相关规范和标准，确保实现高速公路视频监控系统的互联互通。在建设过程中，严格按照建设方案、技术规范和工程管理的具体要求，确保系统建设达到预期目标。

系统的建设遵循满足以下原则：

（1）系统可靠性

高速公路视频监控系统是一项基于数模结合的图像监控、传输、存储、管理的新业务。

系统的可靠性主要表现在以下几个方面：

前端摄像系统的可靠性；

信号传输系统的可靠性；

数字编解码系统的可靠性；

存储录像系统的可靠性；

视频管理服务器的可靠性；

网络系统的可靠性；

软件系统的可靠性；

数据备份的可靠性；

（2）实用性

系统满足高速公路视频监控系统所要求功能的能力和水准；符合实际需求和国内有关规范的要求，并且系统实现容易。

本系统能对各监控点进行实时的监控、录像。录像文件及图片文件不能被修改，因此能为事后取证提供可靠的保障。

本系统平台具备友好和简单的人机界面，操作方便。

（3）开放性

系统遵循开放的原则。系统应采用符合国际、国内标准的软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。

系统的开放性还体现在系统对不同品牌的软、硬件产品的兼容性上。系统可以兼容当前主流的不同厂家的不同产品。

（4）经济性

以满足高速公路视频监控系统的实际功能和品质要求为前提，设计最优化的、最佳性能价格比的方案。在保证系统先进性的同时，充分考虑设备的选型，配置参数以及性能、价格等因素，同时尽量利用原有各种资源及设备，以减少系统投资，保护用户利益。

（5）安全性

鉴于视频监控信息的敏感性和重要性，必须保证系统设备和网络7*24小时的运行可靠性和安全性；随着计算机技术的发展，网络不安全因素越来越多。而本系统涉及到对于公共场所的日常实时监控，数据传输量巨大，并且用户众多，故系统安全性和保密性就显得十分突出和重要。系统的安全性和保密性必须从以下方面加以保证：网络级安全性、操作系统级的安全性、数据库级的安全性、应用程序级的安全性、数据通信的安全性等。

（6）可扩展性

系统须采用结构化设计，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。在监控点增加时无需对整个系统进行整体改造，只需增加相应的前端设备和少量的系统扩容即可完成。

㈡设计思路

高速公路视频监控系统应具备信息采集功能、信息传输功能、权限管理功能、信息存储与备份功能、系统控制功能、自动巡检功能、案件信息处置功能等。所以设计必须搭建一个具有可扩展性和基础性的平台，以适应和满足当前的需要，并为后续的系统功能扩展和系统协同工作的需求打下基础，为后续系统开发升级提供实用且基础性的平台。

（1）系统结构设计

根据高速公路管理的实际情况，高速公路视频监控系统建设选择如下结构，具体如图3.1所示。

图3.1系统结构设计

系统结构设计将满足以下要求：

1）建设一个治安视频监控中心

2）构建一个统一管理平台下的数据库中心

3）建设一个包含存储和业务两个部分的视频监控专网

4）建设一套满足实战需求的多功能平台软件系统

5）监控覆盖面和图像质量必须满足一线实战需求；图像实时监视和图像回放查询的界面友好，系统的安装、使用、维护简便。选择实用性强的系列产品，模块化结构设计，既满足当前的需要，又为今后系统扩展留有余地。

6）采用先进技术。关键设备（如摄像机、光端机、编解码、存储等）采用国内外成熟的稳定设备，并确保3—5年内不落后，充分考虑其兼容性和可扩展性，以实现各级联网。

7）确保整个系统能够稳定工作，系统平台软件支持多种容灾备份方式，重要服务器双机热备，存储设备集群、其他设备实现在线热备或冗余，使得系统具有较强的容错能力和良好的恢复能力。

（2）接入方式设计

以高速公路管理中心为监控中心，建设的高速公路视频监控系统。其接入方式设计满足：

1）前端设备通过光纤接入到中心机房

2）针对数据承载进行优化，预留光纤节点，方便以后扩容需要

3）从接入层实施QoS，提供针对不同用户及业务的差异化服务功能

4）能实现业务区分、对视频等应用实现带宽及图象质量保障

5）能够通过Telnet、Web或网管软件进行网络管理

三、系统建设方案和功能需求分析

㈠系统建设方案

系统主要由前端信息采集系统、通信传输系统和中心应用系统三大部分组成，高速公路视频监控系统构成如下图3.2所示：

图3.2高速公路视频监控系统构成图

前端信息采集系统采集并记录所有经过高速公路视频所记录的信息，并与信息中心通信，对事故进行报警。通信系统依托已建设完毕的IP视频图像专网。信息中心系统主要实现前端断面采集信息的接入、组织和存储、统计分析、信息的提供与展示、系统管理维护以及与各个外部系统的信息共享和协调联动等功能，并着重完成对海量数据的存储与检索。安装在前端的摄像机把图像信号摄入后，其视频信号经光端机实现光电信号的转变，通过单模光纤传输到监控中心的光端机组，监控中心的光端机将接受到的光信号转变成视频信号，视频信号经视频分配器分配后，分别将视频信号送入视频矩阵主机和编码器，以做显示、记录、保存；监控中心使用双码流编码器将视频信号采集压缩后，将压缩的主码流数字图像信号保存在存储设备上，编码器同时作为网络传输设备挂在网络上，网络上的授权电脑通过设在指挥中心的服务器，可在高速公路管理中心网上远程通过系统平台软件以C/S、B/S或Web方式浏览、控制和回放监控点的图像和录像资料，并可以截取或备份。

㈡系统功能需求分析

系统功能模块分为信息采集模块（包括自动信息采集和人工信息采集两部分）、信息综合管理模块（交通事件检测和评估、视频设备状态检测和管理、收费站上传交通数据处理、报警处理）以及信息发布和展示模块（信息发布、动态交通控制、电子地图、数据显示和数据上传）三大部分。系统支持认证功能，通过用户管理给每个用户赋予相应的权限及帐号、密码，用户只有通过认证服务器身份认证后，方可使用网络视频监控平台提供的服务。

其中信息采集模块分为自动信息采集和人工信息采集。设置在高速公路上的视频和其他设备，共同将声音图像信息传递到系统中，这就是自动信息采集；而人工信息采集，就是系统带有设置权限的用户可以对某个路段某个时间点上的视频信息进行集中采集，以备分析等用途，人工信息采集比起自动信息采集，多了设置环节。

信息综合管理模块分为交通事件检测和评估、视频设备状态检测和管理、收费站上传交通数据处理、报警处理等子功能。通过信息采集模块，视频信息上传到信息综合管理模块中，高速公路管理者可以通过视频信息对交通事件进行检测和评估。视频设备状态检测和管理就是对平台设备、前端设备、前端外围设备的入网等进行管理；收费站上传交通数据处理主要是通过收费站的数据上传到系统中心模块，然后中心模块进行处理；报警处理的功能主要是对指网络视频监控平台的主处理机、存储器等设备发生严重故障或严重过负荷时，能向操作维护中心或网管中心发出告警信息，平台能够对故障进行故障的跟踪与定位，协助找到故障原因利于及时查找并恢复故障。

信息发布和展示模块包括了动态交通控制、电子地图、日志管理等子功能。

根据上述模块及其模块功能，可以把高速公路视频监控系统中用户分为超级管理员、部门管理员、普通用户三类，其权限级别依次降低。每一类用户中又分别有多个级别的权限。用户的级别决定了用户的优先级，主要体现在视频锁定等方面，即优先级高的用户控制视频时，低优先级的用户不能取得控制权。

超级管理员有以下权限：查看、管理平台下监控设备以及系统数据，对用户的权限进行设置。

部门管理员（设备管理权、人事管理权）具有以下权限：视频监控系统的基本操作功能管理权，例如读取、写入、控制、授权、配置、下载、回放等功能的操作，还拥有人事管理权，就是指给用户添加权限。

普通用户（操作权）：对信息和数据在权限范围内进行操作管理，并且可以操作所属部门下的视频设备；而其中没有操作权的用户只能查看设备，不能对设备进行操作。

四、结束语

本文主要是对系统的建设方案的系统需求等进行了分析，建设方案包含了系统建设的总体技术方针等，需求分析主要包含了系统的功能需求，用户划分以及非功能需求等。