高速公路综合监控系统总体设计

高速公路综合监控系统总体设计

目 录

第一章.

综合监控系统需求概论 .................................................................... 3

1.1 全国高速公路建设现状 ....................................................................... 3 1.2 高速公路信息化建设现状 ................................................................... 3 1.3 高速公路日常管控业务介绍 ............................................................... 3 1.4 高速公路信息化管理业务需求 ........................................................... 3 第二章.

综合监控系统总体设计 .................................................................... 4

2.1 总体设计原则 ....................................................................................... 4 2.2 总体设计标准 ....................................................................................... 6 2.3 系统总体架构 ....................................................................................... 8 2.4 系统组成及应用 ................................................................................. 11 2.5 系统功能设计 ..................................................................................... 13 2.6 系统性能设计 ..................................................................................... 21 2.7 系统存储管理设计 ............................................................................. 22 2.8 系统网络建设 ..................................................................................... 31

第一章. 综合监控系统需求概论

1.1 全国高速公路建设现状

1.2 高速公路信息化建设现状

1.3 高速公路日常管控业务介绍

1.4 高速公路信息化管理业务需求

第二章. 综合监控系统总体设计

2.1 总体设计原则

2.1.1 统一标准原则

高速公路综合监控系统的建设必须统一编码标准、互联标准、数据接入标准、数据通信协议标准、控制协议标准、IP 地址规划标准。系统建设在符合国家和行业相关标准及地方标准的建设要求基础上，采用先进的技术手段和系统架构，整合高速公路沿线的传统视频监控资源、车辆信息采集资源、交通信息采集资源、高速公路管控资源及应急处置预案，在同一的标准框架下实现统一部署、资源共享、平台共用，构建高速公路全网各种设备接入、各子系统互联互通、区域视频信息系统互联共享的可扩展规模和升级应用的综合监控管理系统。

2.1.2 先进性原则

采用主流的、先进的、符合发展方向的技术构建系统平台，满足可视化防控需要，为高速公路信息化建设迈向数字化管理、道路安全监控、日常路政管理、应急联动指挥等提供业务支撑，促进中心管理系统信息综合应用，具有先进的数字化、自动化和智能化技术水平，使高速公路可视化管理、应急指挥和交通事件防控数字化水平得到有效的提高。

2.1.3 实用性原则

高速公路综合监控系统的建设必须突出应用，在建设中应以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步

协调为保障，确保系统能有效服务于各个业务部门和信息子系统的工作需要，充分利用前端丰富的信息资源，结合各种应用业务，保障高速路沿线畅通的交通环境和良好的交通秩序，不断提高交通管理的行政执法的水平。

2.1.4 可靠性原则

高速公路综合监控系统的建设不是各种信息化子系统的简单组 合，而是统一标准构架下的有机组成，系统采用的软硬件根据统一 的规范、协议和要求选型，根据最新的标准规范，并经过具有相应 资格的软件评测中心、产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定， 能够持续有效运行，满足交通管理 7*24 小时不间断持续运行的需要；

同时系统必须具有高可靠性和高安全性，保证能长期稳定运行， 不易受黑客攻击和病毒感染；对于无人值守场所尽可能使用具有远 程升级能力且稳定的嵌入式设备，避免采用基于 PC 机的非可靠设备。

2.1.5 开放性原则

系统采用业界主流的硬件平台、操作系统平台、数据库平台以及标准的协议，保证系统的开放性。并且可以全面兼容海康、大华等国内主流厂商 IP-Camera、全系列嵌入式和 PC 架构的 DVR、DVS 设备，兼容国内主流的矩阵厂商 Pelco、AB、Infinova、红苹果等， 兼容国内主流的报警主机：Bosch、Honeywell 等，而且通过设备厂商提供稳定的 SDK，可以兼容几乎所有前端接入设备。

2.1.6 经济性原则

系统建设以实用、够用为原则，充分评估建设、使用、线路租 用、维护费用及升级改造费用，在确保工程建设质量、系统实用性、先进性的前提下，择优选择科学经济的建设方案。

2.1.7 效能和效力原则

高速公路综合监控系统能丰富高速公路交通信息采集、管控和决策的手段，充分发挥常态交通秩序维护和安全预防保障，战时统一指挥、协同作业、快速援助、精确打击、有效取证之效能，起到高效使用警力、节约政府投资、服务社会安全之效力。

2.2 总体设计标准

依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：

高速公路交通建设及管理方面： 1) 《公路工程技术标准》JTG B01-2003

2) 《高速公路交通工程及沿线设施设计通用技术规范》JTG D80-2006

城市联网监控报警系统设计方面： 3) 公安部《公安部报警监控方案设计要素》

4) 公安部《城市报警与监控系统建设指导性文件》 5) 公安部《城市报警与监控系统建设“3111”试点工程实施方案》

6) 《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008） 7) 《入侵报警系统技术要求》（GA/T368-2001） 8) 《防盗报警中心控制台》（GB16572-96）

9) 《报警图像信号有线传输装置》（GBJ115-87） 10) 公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公安部科技信息化局汇编 2009 年 3 月） 安防视频监控系统设计方面：

11) 《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94）

12) 《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001） 13) 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94) 14) 《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87） 15) 《安全防范系统通用图形符号》（GA/T75-2000） 16) 《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》 （GB/T50311- 2000）

17) 公安部《警用地理信息系统系列标准规范》 交通视频监控方面：

18) 公安部《交通管理信息系统建设框架》

19) 《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》 （GA/T651-2006）

20) 《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T652- 2006）

21) 《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497- 2009）

22) 《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T 832—2009）

23) 《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009） 24) 《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009 25) 《机动车测速仪》（GBT21255-2007）

26) 《交通电视监视系统工程验收规范》（GA/T 514-2004） 视频监控图像质量方面：

27) 《电视视频通道测试方法》（GB3659-83）

28) 《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-1987） 网络设计方面：

29) 《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963） 30) 《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859- 1999）

31) 《计算机信息系统安全》（GA 216.1－1999） 32) 《计算机软件开发规范》（GB8566-88） 视频系统工程建设方面:

33) 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94） 34) 《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004) 35) 《安全防范系统验收规则》（GA308-2001） 36) 《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93） 37) 《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)

38) 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004) 39) 《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006) 40) 《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)

除上述规范以外的遵循平安城市建设相关地方规范与标准以及国家、省市、相关行业的技术要求及规范。

2.3 系统总体架构

高速公路综合监控系统总体构架融合区间测速系统、车辆信息采集及超速抓拍系统、高速公路收费站车牌识别系统、高速公路全

程视频监控系统、交通事件视频检测系统，结合车载与单兵移动取证系统，在统一的网络构架和综合应用共享平台上实现各种业务功能，实现与现有视频图像及交通信息系统的整合，体现高速公路综合监控系统的整体性，提高系统的共享度。

系统建设路段分控中心应用平台、路段总控中心管控平台、省 （市）高速公路管理中心指挥平台。在此基础上形成省（市）高速公路管理中心、路段总控中心、路段分控中心的三级综合信息管理系统。以现有光纤网络和公共通信网络资源为传输通道，以 GIS 空间地理信息平台为载体，建设视频传输专网，实现各级各部门互联互通。

三级综合信息管理系统的构架思路：

1) 路段分控中心一般是指由各路段分管部门下设的控制中心。作为基层单位，管理辖区内设备和客户端，基于前端系统的基础应用，并接受上级路段总控中心管理。

2) 路段总控中心一般是指由各路段管理部门设立的总体控制中心。管理辖区内的设备和客户端，并接受上级省（市）高速公路管理中心管理的同时也接收下级路段分控中心上传的信息资源。

3) 省（市）高速公路管理中心一般是指由省（市）级公安局设立的统一指挥调度中心 。所有路段分控中心、路段总控中心的信息资源都受其统一管理和调度。 三级综合信息管理系统架构如下图所示：

系统总体架构图

架构图说明：

1) 按照监控点位部署原则在高速公路沿线、桥梁、隧道、收费站等区域设置外场监控点，根据不同监控场景的特点选用合适的模拟枪机、模拟高速球、高清网络枪机或高清网络球机作为外场前端的图像采集设备；

2) 系统将新建外场监控点的模拟标清视频以及网络高清视频、监控中心周边监控点的模拟视频、车载移动监控视频、原有 系统的模拟监控视频等多类型监控资源接入统一平台；

3) 系统采用区间测速系统对高速公路不同限速路段进行区间测速；

4) 系统采用车辆信息采集及超速抓拍系统对高速公路上行驶的车辆进行完整的信息采集、单点测速及超速纠违。 5) 系统采用高清牌照识别系统对通过收费站的车辆进行车牌抓拍及牌照识别；

6) 系统采用混合型网络硬盘录像机（路段分控中心）和网络磁盘阵列（路段总控中心）实现录像数据的分布式存储和录像取证保存；

7) 系统采用视频综合平台实现模拟视频信号、数字视频信号、 IP 视频信号的统一切换、控制、输出显示、级联共享； 8) 系统采用海康威视视频监控软件平台（高速公路版）实现系统集中管理及可视化应用。

2.4 系统组成及应用

2.4.1 前端采集系统

高速公路综合监控系统的前端采集系统主要由区间测速系统、车辆信息采集及超速抓拍系统、高速公路收费站车牌识别系统、高速公路全程视频监控系统、交通事件视频检测系统这 5 个子系统组成。

1) 区间测速系统主要实现了对高速公路不同限速路段通行车辆进行区间测速；

2) 车辆信息采集及超速抓拍系统主要实现了对高速公路上行驶的车辆进行完整的信息采集、单点测速及超速纠违。 3) 高速公路收费站车牌识别系统主要实现了对通过收费站的

车辆进行车牌抓拍及牌照识别；同时，收费站作为高速公路的出入口，车牌识别系统能够采集到车辆进出高速公路的通行记录；

4) 高速公路全程视频监控系统主要实现了高速公路沿线交通状况及基础设施状况的可视化采集与指挥；

5) 交通事件视频检测系统运用智能分析技术，主要实现了对重点部位的 24 小时全天候监控覆盖；及时发现高速公路上出现的车辆违章停车、拥堵、逆行、行人出现、遗落物等各类交通异常事件交通事件，并发出报警提示，有效缩短交通事件发现和反应时间，减轻道路巡查和监控人员的劳动强度； 进行交通数据的检测采集，为交通指挥调度提供数据支持。

2.4.2 三级综合信息管理系统平台

三级综合信息管理系统由路段分控中心应用平台、路段总控中心管控平台、省（市）高速公路管理中心指挥平台组成。 1) 路段分控中心一般是指由各路段分管部门下设的控制中心。作为基层单位，管理辖区内设备和客户端，基于前端系统的基础应用，并接受上级路段总控中心管理。

2) 路段总控中心一般是指由各路段管理部门设立的总体控制中心。管理辖区内的设备和客户端，并接受上级省（市）高速公路管理中心管理的同时也接收下级路段分控中心上传的信息资源。

3) 省（市）高速公路管理中心一般是指由省（市）级公安局设立的统一指挥调度中心 。所有路段分控中心、路段总控中心的信息资源都受其统一管理和调度。

2.4.2.1 路段分控中心应用平台【******】

2.4.2.2 路段总控中心管控平台【******】

2.4.2.3 省（市）高速公路管理中心指挥平台【******】

2.5 系统功能设计

2.5.1 前端子系统功能设计

前端子系统功能设计参见综合监控系统详细设计之各个子系统 【系统功能】部分。

2.5.2 中心多级应用管控平台功能设计

2.5.2.1 车辆信息检索服务

基于对卡口实时采集的海量车辆基础信息智能化的筛选、关联和研判，准确的分析出违法车辆，关联黑车布控、报警和取证，有效的支撑公安的日常交通纠违和案事件车辆查缉业务。 2.5.2.1.1 通行车辆实时监测 1) 实时过车监测

实时显示卡口经过车辆的车牌特征图片，经过时间，路口名称， 车牌号码，车速，限速，行车状态，车道号，车身长度，车身颜色， 车辆类型，车牌类型，方向等信息。对用户选定呈现的卡口进行全 天候实时过车信息显示和违法车辆监测。 2) 实时路况掌控

卡口点位每个方向配置一个全景机，实现全天候对来车方向 25 米左右视场范围内路段整体断面车辆状况的全方位摄录和监控。支持多画面多场景分割预览和回放。 2.5.2.1.2 通行车辆信息后检索

通行车辆信息后检索提供精确/模糊检索特定时间、空间范围内满足特定条件的车辆信息。

常规查询服务可根据路口名称，车道，车型，车牌类型，车牌号码，车身颜色， 车速范围，车长范围，号码段范围，可以限定准确的车色，车牌颜色，查询所有过车信息。系统也提供个性化的按轨迹查询机动车过车信息服务。 2.5.2.1.3 违法车辆实时监测

通过对系统前端所有实时上传的车辆信息的关键字段进行高效比对，发现违法车辆进行实时报警和警情联动。例如：车辆实测速度与该路段的限速进行比对判别超速车辆；车牌号码与黑名单库及部分全国机动车盗抢库进行比对判别黑车。 2.5.2.1.4 违法车辆实时取证

类型 1. 实时视频抓拍

用户在实时预览过程中，通过云台控制，对发现的可疑行为、重要线索、违章车辆等进行实时抓拍，并填写相关信息说明建立相关案件，供公安案件侦破等业务功能使用。

类型 2. 回放视频录像抓拍

用户在实时预览界面，对交通违章行为进行短时录像，并将录 像文件上传中心的服务器进行存储。在录像回放或回放暂停时进行 抓图，并选择其中的多张图片进行合成，并将录像与图片进行关联， 录入违章信息。可对违章信息进行审核并上传到非现场执法系统。

2.5.2.1.5 违法车辆信息后检索

通过高效的智能检索，对特定时间和空间范围内车辆基础数据 采集中产生的违法车辆进行快速的筛选和结果呈现。围绕检索结果， 能够为交巡警的车辆违法处罚和固化取证提供有效的数据信息。

违章过车信息查询可以根据路口名称，车道，车型，车牌类型， 车牌号码，车身颜色，违章类型， 车速范围，车长范围，号码段范围，可以限定准确的车色，车牌颜色。

2.5.2.2 车辆信息研判服务

基于对车辆基础信息的关键特征节点进行关联，对数据进行深入挖掘，分析出潜在行为趋势，为车辆查缉和公安刑侦研判提供有价值的数据支撑。

2.5.2.2.1 车辆轨迹智能研判

能够对某一特定车辆在一定时间和空间范围内的行为进行智能 检索和排序，同时借助基础地理信息，在 GIS 地图上呈现出该车辆在特定时间、特定空间范围内的行车轨迹。辅助研判车辆驾驶人员 的行车习惯，例如：行车路线、车辆习惯活动区间、车辆逃逸趋势、多个车辆之间的活动区域交集等。 2.5.2.2.2 高危时段车辆智能研判

对案发时段、事故时段等特定时间段，可以对单个或多个卡口进行通过车辆查询，并提供相关照片及视频。平台提供高危时段的配置。

2.5.2.2.3 频繁出入车辆智能研判

可以对单个高清卡口某一段时间内频繁通过的车辆进行查询， 并提供相关照片及视频。

2.5.2.2.4 短时通过车辆智能研判

可以对二个以上卡口短时通过的同一号牌车辆进行查询，并提供相关照片及视频，以分析出套牌车辆或超速车辆。 2.5.2.2.5 套牌车辆智能研判

可对选定时间段、选定监控设备范围内的所有过车信息进行自 动比对，若检索出符合指定套牌规则的车辆信息，则在列表中显示， 并可经人工处理后加入布控车辆信息库。系统套牌分析过程中，应 当对车牌号码、车身颜色、车辆类型、出现时间等进行检测比对。 套牌分析规则包括：a 同一车牌号码的车辆不应有两种车身颜色；b 同一车牌号码的车辆不应有两种车辆类型；c 同一车牌号码的车辆不应在不合常理的短时间内出现在两个不同的监控点；d 用户根据自身的业务需要增添的套牌分析规则。 2.5.2.2.6 区域碰撞车辆智能研判

提供车辆信息智能碰撞比对功能，即对于指定的两个或两个以上监控设备，或者两个或两个以上区域范围内的所有监控设备，在指定的时间范围内，通过遍历搜索的方式，碰撞搜索并精确定位具备相同特征要素的机动车，特征要素主要指车辆号牌，也可包括车身颜色、号牌颜色等外观信息，车辆信息碰撞研判功能将对跨区反复作案的嫌疑车辆查询带来极大便利。

2.5.2.3 嫌疑车辆查缉服务

车辆查缉包含车辆布控、查缉报警、警情联动。

已知的违法车辆来源主要有两种：系统本身研判出的经审核的违法车辆、机动车盗抢库中的车辆。

2.5.2.3.1 车辆布控

对于已知的违法车辆，可以按照时间和空间两个角度进行车辆布控，布控车辆的基本信息按照一定的有效期被固定到车辆黑名单库中。对布控范围内的所有车辆信息与黑名单库进行实时比对。

各级用户对其所在区域具有布控管理权限，可进行嫌疑车辆、违法车辆、涉案车辆的布控比对。

可在本区域范围内布控，也可向上级单位申请跨区域布控。允许进行模糊布控和精确布控，模糊布控就是对车辆号牌信息不全的车辆也可以实现布控。 2.5.2.3.2 查缉报警

当系统检测到与黑名单库完全相匹配的车辆时，会产生报警， 报警信息实时呈现给订阅该报警事件的管理系统和终端用户。 2.5.2.3.3 警情联动

报警信息产生后，每条报警信息会按照预定的报警等级和报警联动类型触发联动行为，例如：订阅系统的声光报警、订阅用户的短信报警。

2.5.2.4 高清视频图像信息服务

2.5.2.4.1 实时监控

1) 全天候监视：系统选用具有强光抑制功能的超低照度彩色摄像机作为主要的前端图像采集设备，并在重要的监控点辅以LED 补光设备以实现对监控区域的全天候监视； 2) 高清监视：支持显示

1280×720、1280×960、1600×1200、1920×1080 等多种分 辨率的高清图像，并向下兼容 4CIF/DCIF/CIF/QCIF 等标清格

式；

3) 多级监控：高/标清视频资源统一规划、统一编码，能够在统一的监控操作界面上对其进行切换和控制。支持路段分 控中心、路段总控中心、省（市）高速公路管理中心多级视 频监控，并可实现与其他社会相关职能部门的视频资源共享；

4) PTZ 控制：支持无延时切换显示模拟视频信号和高清数字视频信号，支持低延时（200ms 以内）切换显示 IP 视频信号；

5) 摄像机分组：支持按照监控区域、管理权限和实际使用情况分组；

6) 轮巡：系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对全网的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，轮巡间隔时间可设置； 2.5.2.4.2 存储回放

1) 视频录像：同时保存标清视频录像和高清视频录像，支持NAS/IPSAN/SDK 等多种存储技术，支持定时录像、手动录像、报警录像等多种存储方式；

2) 检索回放：支持手动检索、智能检索等；按日期、时间、类型、服务器、通道检索客户端本地或远程服务器端录像文 件，检索后还可以按日期时间、通道、服务器、类型来过滤。

3) 录像帧标记：支持录像帧标记，即系统可以在录像时自动或手动为每一个图像帧添加标记，从而实现类似于搜索引擎的方式进行录像文件的查询。支持手动、事件关联、识别处理三种帧标记方式。

4) 取证迁移：支持将人工浏览确认的录像文件截取保存，保存周期一般为 1-3 年； 2.5.2.4.3 电子地图

1) 为各级权限终端用户提供摄像机点位的电子地图服务（GIS），用户可及时获取并更新地图信息，方便直观地定位和查看前 端监控点图像。

2) 电子地图上呈现当前系统中的视频资源，用户可直接在电子地图上点击访问视频资源，包括实时预览、录像回放等。 3) 电子地图上呈现当前系统中的报警资源，用户可在电子地图上查看报警点的状态，通过闪烁的方式标示前端产生了报警信号。 2.5.2.4.4 报警联动

1) 支持环境检测子系统与视频监控系统互联互动； 2) 支持气象检测子系统与视频监控系统互联互动； 3) 支持交通流量检测子系统与视频监控系统互联互动； 4) 支持超载/超速报警子系统与视频监控系统互联互动； 5) 支持火灾检测子系统等与视频监控系统互联互动； 6) 支持智能视频分析与视频监控系统互联互动；

2.5.2.4.5 运行维护

1) 设备检测：系统支持网管功能，可全面监测节点设备工作状态；

2) 远程升级：系统支持网管中心集中维护和远程升级； 3) 配置管理：系统支持远程修改和配置设备参数。

2.5.2.5 交通信息统计分析服务

道路信息映射利用道路和车辆信息采集系统，如：卡口、车载GPS 等采集的道路信息经过统计、关联和分析，将用户关注的区域的实时交通状况映射在 GIS 电子地图上做全方位动态呈现。包括： 道路车流量统计、道路通行状况三色图展示、选定具有 GPS 的车辆实时追踪等。

2.5.2.5.1 车辆信息统计 类型 1.

道路车流量统计

道路车流量统计主要实现对具有卡口点位的路段进行区间车流量采集和统计。统计以报表的形式将用户关注的车流量数据通过多个维度展现出来。基于特定空间，对不同时间段进行流量对比；基于特定时间，对不同空间范围进行流量对比；基于特定空间，对不同类型的车辆进行流量对比；基于特定的时间，对不同类型的车辆进行流量对比等。

支持由单位、路口、车辆类型、车道号、报表类型（日报表， 周，月及年报表)等条件查询并生成相关的柱状车流报表图；同时显示平均车道流量及平均速度。 类型 2.

报警处理统计

根据路口名称，开始和结束时间统计：报警过车信息未处理条数，已处理条数和总条数，支持对查询结果的导出。 类型 3.

车辆违章统计

根据路口名称，开始和结束时间，统计路口的过车总数，违章数，违章率 。支持对查询结果的导出到 excel 表格保存。 类型 4.

车辆识别率统计

根据路口名称，开始和结束时间，统计路口的过车总数，识别

数，识别率 。支持对查询结果的导出到 excel 表格保存。

2.5.2.5.2 道路通行状况三色图展示

结合基础信息感知元采集数据、交通事件分析数据、全景摄像机实时路况信息、GPS 车辆样本聚集和移动情况做综合研判，将城市道路通行状况通过三色图生动的映射到 GIS 电子地图上，为交通信息发布和诱导、市民出行提供实时道路路况数据。 2.5.2.5.3 选定具有 GPS 的车辆实时追踪

对选定具有 GPS 的车辆进行实时行车轨迹的动态追踪和呈现。尤其是特殊保卫任务出勤的时候，能够辅助指挥人员根据重点保卫车辆的实时行车位置进行交通调度和疏导。

2.6 系统性能设计

2.6.1 前端子系统功能设计

前端子系统性能设计参见综合监控系统详细设计之各个子系统 【系统性能】部分。

2.6.2 中心多级应用管控平台功能设计

序号 1 2 项目 设备接入数量 用户接入数量 流媒体转发数 技术规格 每台设备网关可接入 2000 路视频 每台用户网关可接入 2000 个用户 每台流媒体可转发 200 路 4CIF 视频流 2000 路 混合型网络硬盘录像机：8 个 SATA 接口, 每个接口支持容量大于 2TB 的硬盘 IP-SAN:每台存储设备提供 16TB、24TB 或 48TB 存 3 4 量 存储管理数量 存储容量 5

序号 项目 技术规格 储空间 端到端控制延 6 时 图像显示分辨 7 8 率 报警转发路数 250ms 704*576/704*480/1024*768/1280*720/1920*1080 每台报警服务器可并发处理 1000 条报警信息

2.7 系统存储管理设计

2.7.1 视频监控存储系统

存储及回放

2.7.1.1 存储系统建设

1) 网络摄像机直接编码输出视频码流，写入路段分控中心的混合网络硬盘录像机；

2) 接入至路段分控中心的模拟摄像机经混合网络硬盘录像机

编码后进行本地存储；

3) 接入至路段总控中心的模拟摄像机经视频综合平台编码输出视频码流，写入 IPSAN；

4) 报警关联录像、监控员核实的特征录像在路段总控中心的 IPSAN 中进行 2～3 年长时间备份存储；

5) 软件平台服务器与网络摄像机、混合网络硬盘录像机、视频综合平台、IPSAN、图像工作站之间信令交互，管理和控制录像存储过程、录像数据、录像检索过程等等； 6) 图像工作站从混合网络硬盘录像机或 IPSAN 获取录像数据进行回放。

2.7.1.2 存储系统特点

1) 采用混合型网络硬盘录像机做为路段分控中心的存储设备， 它既可作为 DVR、混合 DVR 或 NVR 进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。

2) 标清录像码率为 2Mbps，130 万高清录像码率为4Mbps，200 万高清录像码率为 8Mbps；

3) 实现标清模拟视频、标清网络视频、高清网络视频在设备中的存储及统一管理；

4) 单台混合型网络硬盘录像机最大支持 24 路混合视频的同时录入，具有 8 个 SATA 接口，每个接口支持最大 2TB 的硬盘；

5) IPSAN 与交换机之间通过双千兆链路连接，可达 2000Mbps 数据带宽，支持负载均衡；

6) IPSAN 支持平滑扩展，实现存储容量的无缝扩容； 7) 多台存储服务器支持 N+1 热备方式，某台存储服务器损

坏时，热备服务器自动启动并接替工作； 8) 单台 IPSAN 最大可支持 48 个盘位的海量存储； 9) 单台 IPSAN 支持 150 路 4CIF 码流并发写入，70 路 130 万高清码流并发写入，35 路 200 万高清码流并发写入； 10) 存储系统支持 200 个客户端并发访问。

2.7.1.3 网络存储容量计算

单个通道 24 小时存储 1 天的计算公式∑(GB)＝码流大小 （Mbps）÷8×3600 秒×24 小时×1 天÷1024。 1) 标清 D1（704*576）格式

按 2Mbps 码流计算，存放 1 天的数据总容量 2Mbps÷8 X 3600 秒 X 24 小时 X（1 天）÷1024＝21.1GB。

2) 高清 130 万像素(1280*960)

按 4Mbps 码流计算，存放 1 天的数据总量 4Mbps÷8 X 3600 秒X 24 小时 X（1 天）÷1024＝42.2GB

3) 高清 200 万像素(1600*1200)

按 8Mbps 码流计算，存放 1 天的数据总量 8Mbps÷8 X 3600 秒X 24 小时 X（1 天）÷1024＝84.4GB

2.7.1.4 网络磁盘阵列配置

存储总量为 XTB，格式化后的总容量＝X÷0.9（格式化损失容量比例）≈Y。

根据网络存储设备，单价裸容量支持 48TB 计算(除去热备和 RAID5，单机裸容量为 46TB)，总共需要 Y÷46＝N 台。

2.7.1.5 产品选型介绍

 混合网络硬盘录像机推荐产品：DS-9000HF-S 海康威视。

 主要技术规格： 1) 视频压缩标准：H.264

2) 模拟视频输入：4/8/16 路，BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗： 75Ω），PAL/NTSC 自适应

3) 网络视频输入：4 路设备最多支持 4 路普通或 2 路高清720P IP Camera/Dome（Hikvision IPC/Dome）；8 路设备最多支持 8 路普通或 4 路高清 720P IP Camera/Dome（Hikvision IPC/Dome）；16 路设备最多支持 16 路普通或 8 路高清 720P IP Camera/Dome（Hikvision IPC/Dome）

4) 混合视频最大输入：4 路设备为 8 路（模拟视频+网络视频）；8 路设备为 16 路（模拟视频+网络视频）；16 路设备为 24 路（模拟视频+网络视频） 5) 音频压缩标准：OggVorbis

6) 音频输入：4/8/16 路，BNC 接口（电平：2Vp-p，阻抗： 1kΩ）

7) 语音对讲输入：2 个，BNC 接口（电平：2Vp-p，阻抗： 1kΩ）

8) 图像监视分辨率 PAL：704*576 9) VGA 输出：1 个，分辨率：

1024*768/60Hz，1024*768/70Hz，1280*1024/60Hz 10) 回放分辨率：720P/4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF

11) 视频输出：2 路，BNC（电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω）

NTSC：704*480

12) 视频帧率：PAL：1/16--25 帧/秒，NTSC：1/16--30 帧/秒 13) 压缩输出码率：32Kbps-2048Kbps，可自定义，最大6144Kbps

14) 音频输出：2 路，BNC 接口（线性电平，阻抗：600Ω） 15) 音频输出码率：16kbps 16) 同步回放路数：4/8/16 路

17) 硬盘驱动器：8 个 SATA 接口；每个接口支持容量大于 2TB 的硬盘

18) 网络接口：1 个，RJ45 10M/100M/1000M 自适应以太网口 19) 串行接口：1 个 RS-232 接口（用于参数配置、设备维护、透明通道）；1 个 RS-485 控制接口（用于云台控制）；1 个 RS-485 键盘接口（用于专用控制键盘） 20) USB 接口：3 个，USB2.0 21) 报警输入：16 路开关量 22) 报警输出：4 路开关量 23) 电源：AC220V，47--63 HZ 24) 功耗（不含硬盘）：≤70W 25) 工作温度：-10℃--＋55℃ 26) 工作湿度：10％--90％ 27) 机箱：19 英寸标准 2U 机箱

28) 尺寸（mm） 90mm(高)×441mm(宽)×470mm(深)

 IPSAN 推荐产品：DS-A1024R 海康威视。

 主要技术规格

1) 处理器：64 位双核处理器（标配，可扩展） 2) 高速缓存：2GB（标配，可扩展） 3) 阵列通道：48

4) 磁盘接口：SATA I，SATA II 5) 热插拔磁盘：支持 6) RAID 级别：支持

RAID0、1、5、6、10、50，JBOD，Hot-Spare 7) 网络接口：4-8 个，10/100/1000M 自适应以太网口 8) 电源：冗余电源

9) 操作系统：Windows，Linux，Solaris，HP- UX，AIX，MacOS

10) 协议支持：iSCSI / NFS / CIFS / FTP / HTTP / AFP 11) 实时录像视频路数：4CIF 格式

（PAL：704*576，NTSC：704*480，1.5Mbps）：120 路； CIF 格式（PAL：352*288，NTSC：352*240，512Kbps）： 300 路

12) 管理方式：基于 Web 的 GUI，串口 CLI，支持多设备统一管理

13) 管理软件：海康存储 StorOS ，RAID 管理，存储虚拟化， 网络虚拟化，监视工具，系统日志，报错处理 14) 尺寸 (mm，宽 x 高 x 深)：430 x 397 x 690 15) 功率（W）：1620 16) 工作温度：10℃-40℃ 17) 工作湿度：5%-95%

2.7.2 存储管理策略

2.7.2.1 存储管理服务器

在路段分控中心和路段总控中心部署存储管理服务器，内嵌平 台软件的网络存储管理服务软件，是针对大型网络监控系统环境的 专用存储管理软件模块，实现远程所有图像的实时录像、报警录像、中心集中备份和事后检索查询服务，计划录像下支持补录。支持 DAS、NAS、SAN 等多种存储方式，方便后期存储方式的灵活选择和变通。对于视频文件存储建议在条件允许的情况下采用 IPSAN 存储方式。

网络存储管理服务器根据需求可以分布式部署，要求一台存储管理服务器可以管理的视频路数不限，但是同时并发存储处理的视频路数受到服务器性能限制，可以并发响应 1000 路 CIF 格式的视频流（相当于 500 路 2CIF 或 250 路 D1 格式视频）。

网络存储服务器软件通过网络获取系统中所有视频源的信息， 存储到大容量的存储设备中。系统可以支持 N 台计算机组成的分布式集群存储结构。在这些计算机的通讯底层是高性能通讯平台技术。在正常运作的情况下，每一台存储计算机负责存储整个系统中的某 些录像信息。存储管理服务器管理的对象可以是 PC 服务器存储设 备、DVR、NVR 设备、IP 网络摄像机，也可以是磁盘阵列或磁带库。

2.7.2.2 三层容错技术

系统提供三个层次上的容错：

首先系统体系结构上的容错技术。系统支持分布式的集群技术， 简单地讲，每台服务器正常执行当前的存储任务，但是同时又作为

其他服务器的后备集群节点。

当集群系统某一节点出现故障，那么底层通讯协议能够准确地监测到这台机器的问题，这就是所谓的成员离开事件，成员离开事件将被可信协议递交到集群中的每一个节点，它的备份服务器将立刻承担起失败节点的责任，进行录像。这就是容错功能。

而当失败的节点修复后重新启动并开始录像，底层通讯协议能够把这个重新加入的时间递交给每一个节点，这是所谓的成员加入事件。备份服务器接收到这个时间以后就停止录像。这就是错误恢复功能。

第二个层次上的容错是在整个集群都和图像源断开，不能进行实时录像。这个时候，通过计划和实际的录像执行情况进行补录， 请参见后面的录像计划和补录。

第三个层次的容错是在录像分包时，每一个录像文件结束和一个新的录像文件开始，系统都被冗余一部分数据，以保证没有任何图像帧丢失。

2.7.2.3 录像计划和补录

每一个录像组可以具有自己的录像计划，录像的执行底层是专业的计划和任务调度引擎。每次录像过程中，系统都会纪录录像的执行时间，系统的维护服务器，根据预定计划和实际的执行情况的差异性，可以计算出需要补录的时间段。补录系统将自动从合适的存储设备上下载缺少的录像信息。当录像计划改变时，早先的计划将被纪录下来，系统能够自动辨别补录参照改变之前还是改变之后的计划。

2.7.2.4 录像清盘策略

当系统发现存储的容量超过系统规定的最高警戒线，将开始启动清盘任务，这个工作是由维护服务器来管理的，维护服务器将定时检查磁盘的情况，进行磁盘的清理、自动导出等功能。

系统提供集中清盘策略，包括先进先出，最近访问，最多访问， 以及保留优先权。

在先进先出的情况下，所有最先录制的图像数据将被删除。而在最近访问策略中，越最近访问的录像资料将被保留越久，越多访问策略则考虑整个系统用户对资料的访问频度，访问的人越多，录像资料保留得越久。

在所有这些策略中，都可以定义保留优先级，如果某一通道的优先保留权越高，那么它的数据将被越后删除，并且系统可以定义保留的时间长度。

2.7.3 网络存储容量计算

2.7.3.1 视频存储容量估算

数据源类型 标清（704×576） 130 万高清 （1280×720） 200 万高清 （1600×1200） 8 84 码率 Mbps 2 4 日数据量 GB 21 42 按照码率比例关系，本项目相当于需要对 520 个 720p 进行存储， 同时考虑因 NVS 布署在派出所产生的监控图像接入不均的问题，按5%的余量估算，即 546 个 720p：

546×42（GB/天）×30 天≈688TB

本项目我司选择的 NVS 产品 DS-9516N-S 单台安装 8 块硬盘，

每块硬盘容量为 2TB，则单台 NVS 容量为 16TB。

所需 NVS 满配数量为：688÷16 = 43（台），完全能够满足存储需求。

2.7.3.2 卡口车辆图片存储容量估算

车辆图片信息采用 JPEG 编码格式，符合 ISO/IEC1544∶2000 要求，压缩因子不高于 70，200 万高清摄像机输出照片文件平均大小为 300K。 估算以双向 4 车道 200 万高清卡口为标准。

按单车道日均 10,000 辆流量估算，单套卡口日均照片数据量为 300K×10,000 辆×4 车道＝12,000,000（K/日·套）≈12（G/日·套） ， 按 10 套卡口系统计算，日均照片数据量为 12G×10 套＝120（G/ 日） 。按存储 1 年、冗余 1.1 倍计算，卡口总数据量约为 120（G/ 日）×365 日×1.1 倍≈48.18TB。

2.7.3.3 数据库容量计算

按前述估算标准，卡口、电子警察 3 年动态数据信息存储量约为[10

套×4

车道×10,000（辆/车道·天）＋10 套×12

车道

×4000（辆/车道·天）]×365 天×3 年＝9.636 亿条。每

条过车信息按照 0.9KB 计算，至少需要 867.24GB。

2.8 系统网络建设

2.8.1 传输链路

【图-7】高速公路视频监控系统传输链路图

如上图所示，根据高速公路管理结构特点在高速公路沿线设置若干路段分控中心，并建设路段总控中心；各中心之间相距 30km~40km；根据具体建设需求在高速公路沿线设置外场监控点；距监控中心前后 20km 以内的摄像机就近接入附件的路段分（总）控中心；传输至分控中心的图像通过混合型网络硬盘录像机统一接入、编码后上传至路段总控中心；各路段总控中心之间通过视频综合平台的联网光卡实现干线联网。

传输链路详细设计和具体需求如下：



前端监控点至路段分控中心（或路段总控中心）

 模拟标清监控点：本设计采用节点式光端机（前端独立后端插卡、1 路视频、

1 路反向数据）作为标清模拟监控点的传输设备，配置 2.5G 光模块，可实现在 2 芯单模光纤上同时传输 16 个节点的视频及反向控制数据。

 网络高清监控点：可采用以太网光纤收发器作为网络高清监控点的传输设备，

1 芯单模光纤传输 1 路高清网络视频。也可利用现有的网络资源就近接入，

需提供大于 8M 的以太网传输链路，建议采用 100M 传输链路； 

路段分控中心至路段总控中心

 根据实际带宽需求配置，建议采用 1G 以上以太网传输链路； 

路段总控中心至省（市）高速公路管理中心

 模式一：如果路段总控中心与省（市）高速公路管理中心之间有裸纤，建议

采用视频综合平台的联网光卡进行连接（仅需占用 1 芯光纤资源）。此模式可避免由于其他系统共用网络资源而对系统造成的影响，如控制延时等。  模式二：根据实际带宽需求配置，建议采用 1G 以上以太网传输链路；

建议同时打通以上两条传输链路，互为备份！