翔視公交站場智能管理系統(tǒng)解決方案分析

    一、概述

    由于廣州公交站場人流、車流越來越多,特別是作為公交樞紐總站－天平架公交站場，人流車流的數(shù)量就可想而知了，站場監(jiān)控中心工作人員對各個路口、車道以及車站加油站的現(xiàn)場情況很難掌握，也就不能及時的反饋給調度中心，這樣以來在有限空間的站場內，工作人員就不能很有效地調度公交車輛、疏理人流。站場有監(jiān)控中心(保安室)和調控中心(領導辦公室)，監(jiān)控中心需掌握整個站場各路口、車道及加油站的現(xiàn)場情況，同時調控中心可隨時調看任一路圖像，而且領導在外地通過internet也能隨時了解公交站場任一路圖像。為此，廣州交通委員會轄下的職能部門－廣州交委信息中心經(jīng)過長達一年地調研分析，建議采用全數(shù)字化的監(jiān)控模式實現(xiàn)以上功能需求，即利用網(wǎng)絡視頻服務器設備對模擬圖像進行數(shù)字化壓縮處理，并通過交委內網(wǎng)傳輸?shù)秸緢鰴C構相關人員觀看。

    二、翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)簡介

    翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)是目前國際上最新的基于網(wǎng)絡的第三代全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)產品，完全克服了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的種種缺陷，并且在功能和性能上更勝一籌。本系統(tǒng)主要利用最新的計算機處理技術，將前端的視頻信號編碼壓縮成數(shù)字信號通過網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，再在監(jiān)控中心將數(shù)字信號還原成視頻信號并顯示。越來越多的站場擁有了高帶寬局域網(wǎng)環(huán)境，并逐漸接入互聯(lián)網(wǎng)，因此翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)僅需通過該網(wǎng)絡就可以實現(xiàn)公交站場智能化管理功能。

    翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)的核心設備包括翔視DT1000系列網(wǎng)絡視頻服務器以及翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件。前者安裝在前端車輛出入口、車道以及加油站，主要執(zhí)行將攝像機抓取的視頻圖像編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)包并上傳網(wǎng)絡的功能；后者安裝在監(jiān)控中心的監(jiān)控電腦上，主要執(zhí)行將數(shù)據(jù)還原成視頻信號以及一系列的控制、錄像、管理功能。

    翔視DT1000系列網(wǎng)絡視頻服務器是廣州德特信息技術有限公司自主研發(fā)生產的，以數(shù)字壓縮及網(wǎng)絡傳輸技術為核心，采用目前最先進的視頻數(shù)字化技術（MPEG-4），符合工業(yè)標準并適應中國客戶需求的IP網(wǎng)絡視頻監(jiān)控產品。該產品能夠充分滿足客戶對遠程視頻監(jiān)控方面的需求，在技術性能上體現(xiàn)了目前視頻監(jiān)控領域中數(shù)字化和網(wǎng)絡化兩大趨勢，具有高可靠性、高集成度的鮮明特點，可廣泛應用于諸如對電力無人駐守變電站、電信機房、銀行、道路交通、學校、海關、連鎖營業(yè)場所的遠程視頻監(jiān)控以及本地局域網(wǎng)絡方式下的監(jiān)控。翔視DT1000系列網(wǎng)絡視頻服務器于2003年4月通過公安部安全防范報警系統(tǒng)產品質量監(jiān)督檢驗測試中心檢驗（公滬檢：031367），翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件獲廣東省信息產業(yè)廳頒發(fā)的軟件產品登記證書（粵DGY-2002-0578）。

    翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：

    監(jiān)視功能 

    通過各站場網(wǎng)絡，直接可以在站場監(jiān)控中心電腦上看到各站出入口、車道以及加油站的現(xiàn)場情景，并可以將各實時圖像切換到顯示墻上來放大顯示。

    畫面分割輪巡功能

    無須畫面分割器、切換控制矩陣設備，通過翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件設定，就可以實現(xiàn)多視頻畫面同屏分割顯示（1、4、9、16路）、多組畫面輪巡顯示。

    站場監(jiān)控

    通過翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件設定，將站場的各場景分別切換到顯示墻上監(jiān)視，或向前端發(fā)出控制指令，調整攝像機焦距或云臺進行局部細節(jié)觀察。

    現(xiàn)場錄像 

    可以對站場的任一場景進行實時或定時錄像，或手工啟停錄像、報警觸發(fā)錄像，錄像存儲媒介為電腦硬盤，錄像的磁盤容量空間可設置，并具備自動覆蓋功能。

    智能化檢索回放

    可以按時間、攝像機號、等條件智能化快速檢索回放記錄的錄像資料，回放有逐幀、慢放、常速、快速及放大/縮小等多種方式，并可以將任意一副回放圖像存放成JPEG或BMP格式的圖像，供數(shù)據(jù)交換使用或打印輸出。

    字符疊加 

    在每路視頻上，可以實時疊加場景發(fā)生的時間以及來源地，使得場景信息更加完整。

    場景抓拍 

    在區(qū)域監(jiān)控中心主控電腦或交委內網(wǎng)各客戶端電腦查看過程中，可以隨時對窗口圖像的突發(fā)場景圖片抓拍保存。

    權限管理

    實行操作權限分級管理，按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級，系統(tǒng)登錄、操作均進行權限查驗，保證系統(tǒng)的安全性。

    領導專控 

    領導通過辦公室分控電腦即可在屏幕上選看站場內任一現(xiàn)場情況。

    遠程網(wǎng)絡瀏覽

    上級監(jiān)控中心的工作人員通過互聯(lián)網(wǎng)（或廣域網(wǎng)）可以對站場任一圖像進行遠程實時抽檢監(jiān)控。

    三、系統(tǒng)設計方案依據(jù)和指導思想

    1、設計依據(jù)

    主要依據(jù)交通行業(yè)的實際需求，以及本產品在交通系統(tǒng)多次應用過程中實際經(jīng)驗，各招標文件技術部分中所提出的整體建設目標、系統(tǒng)功能、技術性能指標等，在設計時著重參考《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范》、《MPEG4視音頻編解碼標準-視聽對象的編碼（6部分）》、《100BASE-TX快速以太網(wǎng)接口標準》、《電視監(jiān)控工程程序與要求》等標準。

    2、設計指導思想

    本解決方案以滿足實際應用為出發(fā)點，在視頻傳輸方面盡量利用站場現(xiàn)有的網(wǎng)絡以求最大程度降低系統(tǒng)造價。

    性能、功能先進 設備選型要保證技術領先，性能可靠，操作簡便、實用，維護簡單，性能價格比最優(yōu)，并留有擴展余地。設備采用均采用目前領先技術和生產工藝制造，系統(tǒng)建成后，五至八年不會落后淘汰。

    系統(tǒng)功能完善 可以實現(xiàn)各種實際應用中所需要的功能。

    操作簡單實用 采用高科技手段，進行智能化設計，盡量減少系統(tǒng)操作的復雜性。并作到系

    統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，維護簡單。

    外觀效果美觀 前端裝置安裝均考慮安全性、隱蔽性及美觀性。

    系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性 所選硬件均選用先進、成熟、可靠的產品，且具備良好運行業(yè)績。

    系統(tǒng)先進性 采用目前最先進的軟硬件組合，使系統(tǒng)兼容性、升級、擴展更容易，并采取

    模塊結構維護簡單化。

    易操作性和實時性 所有操作均采用WINDOWS標準窗口操作，并使信號實時上傳，真正做到實時性。

    低維護性 通過模塊化、層次化的設計可基本實現(xiàn)系統(tǒng)的免維護。

    可擴容性 可根據(jù)需要方便地進行網(wǎng)絡逐級匯接，增減各類前端設備等。

    四、系統(tǒng)應用優(yōu)勢及特點

    翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)不僅功能強大，在性能上也超過常規(guī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾方面：

    1、功能集成，充分利用交委各站場內網(wǎng)資源

    常規(guī)的解決方案都是將上述的功能利用多個系統(tǒng)來實現(xiàn)，造價高且以后的擴充和升級不方便。本方案利用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術的先進性，將多個功能集成起來，不僅充分利用了目前寬帶網(wǎng)高速、準確的優(yōu)點，同時也容易將各種服務需求集成于Intranet，體現(xiàn)了先進性和經(jīng)濟性。

    2、高度智能化、自動化的監(jiān)控環(huán)境

    充分利用現(xiàn)有軟、硬件設備，極大地改善了站場條件，同時提高了站場工作人員的工作效率，使得交委各站場工作達到數(shù)字化。

    3、高度的開放性

    由于現(xiàn)代網(wǎng)采用開放的網(wǎng)絡技術，而本系統(tǒng)的各種應用服務均基于現(xiàn)有網(wǎng)絡軟硬件平臺，系統(tǒng)的擴充僅需在前端增加網(wǎng)絡視頻服務器硬件設備或在監(jiān)控中心增加電腦設備而無須任何復雜的過程，做到真正高度的開放性。

    4、經(jīng)濟性

    利用交委各站場網(wǎng)絡，無須費時費力鋪設復雜的傳輸線路，其系統(tǒng)造價在同等設備配置與功能要求情況下，比常規(guī)系統(tǒng)模式節(jié)省30%左右投資。

    5、維護的簡單化

    常規(guī)的解決方案一般是利用多個系統(tǒng)、各種復雜設備集合解決，其維護也就需要不同的專業(yè)人員。本系統(tǒng)基于站場網(wǎng)絡，利用計算機系統(tǒng)處理技術，由于系統(tǒng)強大的網(wǎng)絡功能，更可實行遠程操作維護，使得系統(tǒng)的維護簡單化,更是降低了后續(xù)的維護費用。

    6、優(yōu)秀的圖像品質

    采用先進的MPEG-4編解碼技術，圖像清晰、自然。標準分辨率352×288像素，最高達704×576像素，并可自定義。圖像無閃爍，連續(xù)性好，標準圖像幀率25幀/秒（PAL制式）、30幀/秒（NTSC制式）。特別適用于對圖像進行細節(jié)觀測的應用。

    7、低帶寬占用

    采用獨特的自適應P幀及B幀壓縮技術，進一步加強了MPEG-4壓縮算法的壓縮比，配合IP組播功能，大大降低了瀏覽圖像時占用的網(wǎng)絡帶寬。傳輸圖像在25幀/秒、分辨率352×288像素時，平均占用帶寬僅為250kbps，使用戶在同樣的網(wǎng)絡條件下可傳輸?shù)囊曨l路數(shù)提高了數(shù)倍，無形中節(jié)約了用戶的網(wǎng)絡資源投入。

    8、低延時性

    MPEG-4加強標準編碼技術，遠程視頻傳送延時不到一秒，極大改善了遠程實時監(jiān)控效果。

    9、無限制位點遠程實時監(jiān)控錄像

    采用獨特流技術，突破了傳統(tǒng)的數(shù)字監(jiān)控方式的局限性（注：傳統(tǒng)的數(shù)字監(jiān)控方式采用硬盤錄像機或工控機加視頻壓縮卡作為站端視頻處理單元，雖然比模擬監(jiān)控更勝一籌，但無法將多路壓縮后的視頻信號同時上傳到監(jiān)控中心。），可同時對無限制多個監(jiān)控位點圖像實施遠程實時監(jiān)控錄像。

    10、系統(tǒng)結構靈活

    采用標準的組網(wǎng)方式，支持IP單播、組播功能，可以組成點對點的監(jiān)控系統(tǒng)，又可以組成一個中心對各站點的系統(tǒng)；在網(wǎng)絡上可以設置多個分控圖像工作站，滿足多個用戶的需要，也可以用WEB方式組成多級監(jiān)控系統(tǒng)。

    11、可擴容性強

    采用模塊化設計，能夠平滑實現(xiàn)端局擴容、中心擴容和分控臺擴容。無論單級擴容或多級擴容都可以充分利用前期資源，降低擴容投入成本。

    12、易操作性

    監(jiān)控中心翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件的操作平臺是Windows NT/2000中文版，控制界面為圖形方式，界面、菜單全為中文，用戶可以非常迅速地熟悉操作軟件的使用。

    13、自主開發(fā)

    系統(tǒng)的核心硬件設備和管理軟件均屬自主開發(fā)，能夠及時提供良好的售后服務，響應用戶的特殊需求，針對用戶的要求進行功能方面的量身定做。

    五、系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

    翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)對于納入遙視監(jiān)控范圍的圖像數(shù)量是沒有限制的，主要視其應用環(huán)境的網(wǎng)絡狀況。因此基本上系統(tǒng)規(guī)�？筛鶕�(jù)需監(jiān)控圖像數(shù)量自由組合定義，同時系統(tǒng)可按多級組網(wǎng)的方式，形成大規(guī)模的遠程集中監(jiān)控網(wǎng)絡。

    根據(jù)公交站場的實際應用特點及管理模式，公交站場智能化管理系統(tǒng)基本上分為流轉發(fā)服務器、站場調度中心和前端圖像系統(tǒng)的三級網(wǎng)絡結構方式。系統(tǒng)在各監(jiān)控位置裝備一臺攝像機并接入中心機房配備的相應網(wǎng)絡視頻服務器，完成對視頻信號的數(shù)字化及編碼壓縮處理，打包成IP數(shù)據(jù)包在IP網(wǎng)絡上傳輸；站場調度中心監(jiān)控主機利用各監(jiān)控圖像與監(jiān)控中心之間的網(wǎng)絡通道，接收各監(jiān)控前端攝像機相對應的網(wǎng)絡視頻服務器上傳的視頻信息，同時通過“翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件”進行遠程實時監(jiān)控，錄相等；流轉發(fā)服務器接收各監(jiān)控前端攝像機相對應的網(wǎng)絡視頻服務器上傳的視頻信號并把視頻信號上傳Internet，組播給需遠程監(jiān)控的客戶端。

    六、系統(tǒng)組成及各部分配置要求

    如前所述，根據(jù)交委站場監(jiān)控的應用特點及管理模式，翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)基本上分為流轉發(fā)服務器、站場調度中心和前端圖像系統(tǒng)。

    其中，流轉發(fā)服務器和站場調度中心的組成基本一致，主要包括監(jiān)控管理主機、顯示設備、錄像資料存儲設備以及翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)應用軟件。前端圖像系統(tǒng)包括攝像機及配件、網(wǎng)絡視頻服務器等。

    視頻由網(wǎng)絡視頻服務器壓縮編碼后，通過網(wǎng)絡上傳到調度中心和流轉發(fā)服務器，完成實時監(jiān)控，掌握站場各監(jiān)控前端場景情況。調度中心可實施對站場監(jiān)控設備的管理、告警信息的查詢、圖像瀏覽和控制、錄相等功能。

    考慮到交委站場監(jiān)控系統(tǒng)建設的特點，翔視公交站場智能化管理系統(tǒng)具備良好的可擴展性。各功能部分采用模塊化結構，非常易于擴容、組網(wǎng)方便、配置靈活，并具有良好的用戶接口：

    在系統(tǒng)增加新的監(jiān)控路口攝相機時，只須將該攝相機接入網(wǎng)絡視頻服務器并接入網(wǎng)絡并在中心做簡單配置即可；

    系統(tǒng)各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響

    系統(tǒng)具備多級組網(wǎng)能力，可以組建全省乃至全國范圍的公交站場多級監(jiān)控平臺。

    1、前端圖像系統(tǒng)部分

    站場監(jiān)控前端圖像系統(tǒng)主要可分為兩大部分，外圍監(jiān)控設備安裝在各監(jiān)控出入口、車道以及加油站，完成對各現(xiàn)場視頻信息的采集，網(wǎng)絡視頻服務器安裝在中心機房，完成對視頻信息地處理、上傳。各部分的配置和要求如下：

    網(wǎng)絡視頻服務器是公交站場智能化管理系統(tǒng)的核心設備，主要功能包括：

    采集各監(jiān)控路口現(xiàn)場的視頻圖像，經(jīng)過壓縮編碼后上傳到站場調度中心及流轉發(fā)服務器；

    在需要時，通過現(xiàn)場網(wǎng)絡連接解碼器，根據(jù)流轉發(fā)服務器或調度中心操作發(fā)出來的命令控制視頻切換、控制鏡頭聚焦、近景/遠景、光圈調節(jié)，控制云臺上下、左右和自動巡視動作；

    根據(jù)報警設備發(fā)出的報警信息，實現(xiàn)警視聯(lián)動錄像功能，自動啟動告警照明燈、警鈴等受控設備，自動以字幕、聲光提示報警加以說明。實現(xiàn)一定區(qū)域內的防盜報警功能。

    需要特別指出的是，由于翔視網(wǎng)絡視頻服務器的獨特性能和強大功能，在各監(jiān)控前端現(xiàn)場和監(jiān)控中心之間網(wǎng)絡帶寬允許的情況下，它可以將各監(jiān)控路口現(xiàn)場的視頻圖像實時上傳到站場調度中心及流轉發(fā)服務器并同時顯示，并由流服務器送至遠程各客戶端。而采用數(shù)字硬盤錄像機的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)由于其自身架構原因，就無法實現(xiàn)這一功能。

    由于站場各監(jiān)控前端現(xiàn)場的實際監(jiān)控環(huán)境不同，外圍監(jiān)控設備的類型、構成和組織結構，尤其是攝像點的布置和攝像機的類型數(shù)量具有一定的差異，總體上以滿足圖像監(jiān)控基本目標和要求為原則進行配置。外圍監(jiān)控設備主要包括彩色攝像機、黑白攝像機等，以及配套的云臺、防護罩、支架和云鏡解碼器等，加上根據(jù)需要配置的報警探測器、等語音設備。一般要求指標如下：

    2、監(jiān)控中心

    監(jiān)控中心的概念包括站場調度中心和流轉發(fā)服務器。監(jiān)控中心的基本功能是完成所轄站場監(jiān)控圖像的實時顯示、控制、存儲、管理等功能，其硬件系統(tǒng)主要由監(jiān)控主機、顯示設備、網(wǎng)絡接口設備、存儲打印設備等組成，其核心是“翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件”。

    監(jiān)控中心的監(jiān)控主機安裝Windows操作系統(tǒng)以及翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件，并根據(jù)需要配備大容量硬盤或外置存儲設備，主機硬件要求P4 2G以上CPU，256M以上內存，自帶32M顯存顯卡的電腦。監(jiān)控主機作為監(jiān)控中心的系統(tǒng)操作平臺，主要負責接收、存儲、分析、統(tǒng)計和查詢遠端上傳的視頻、告警、數(shù)據(jù)信號，同時執(zhí)行強大的系統(tǒng)管理功能，包括管理系統(tǒng)用戶和設定用戶權限、管理和配置系統(tǒng)設備、對報警信息進行聯(lián)動處理、作為網(wǎng)絡服務器管理網(wǎng)絡用戶和網(wǎng)絡設備等等。而這一切功能都是以翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件為核心實施的。

    3、 遠程領導分控中心

    分控中心可根據(jù)需要設在各領導指定辦公地點，分控中心系統(tǒng)硬件要求采用普通桌面電腦，通過IE瀏覽器（如需要也可安裝翔視網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件）在權限范圍內對各監(jiān)控圖像進行實時監(jiān)控。