城市道路交通网络视频监控解决方案
城市道路交通网络视频监控解决方案
概述
随着城市经济的快速发展，伴随而来的是交通车辆的急剧增加。虽然道路基础设施得到了很大改善，但是交通拥挤的状况却日趋严重，从而导致交警部门的管理警力投入和单位警力工作负荷也在不断增加。
为改善上述局面，各城市正在逐步推广实施各重要交通道口区域实时交通状况图像监控系统计划，即在城市各重要交通道口区域安装图像监控设备，通过图像传输通道将各路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况以便调整各路口车辆数量确保交通通畅，监控路面车辆违章情况，及时发现并安排处理道路交通事等等。
一、各种道路监控模式的分析与比较
目前，比较成熟的城市道路监控系统解决方案基本上可分为二种模式，即：基于传统的模拟监控模式的城市道路监控系统，以硬盘录像机（DVR）为核心的第二代准数字化视频监控模式的城市道路监控系统。
1、传统的模拟监控模式
传统的模拟监控模式在国内大中城市刚刚引入道路监控应用时最为盛行，而最近几年则日趋衰微，其主要缺陷如下：
‥传输通道敷设费用过于昂贵
由于各道路监控点和监控中心之间通常相距几公里甚至几十公里，而有效传输距离仅300米左右的视频电缆显然无法达及，常规的解决办法是在监控点和监控中心之间敷设光缆作为传输通道，光缆两端接光端机作为视频/光信号转换设备。但这种解决方案实在过于昂贵，仅光缆敷设费用就占了整个监控系统总投资费用的80%以上。
‥系统结构复杂，监控中心设备繁多，操作烦琐
系统由摄像机、监视电视墙、录像机、控制矩阵、画面分割器、解码器及其它辅助设备组成，以同轴电缆为图像传输介质，以屏蔽双绞线为控制信号传输介质，设备繁多，结构复杂，扩容性差，而且多数设备是专用设备，要求操作者经培训方具备相应的操作能力。2、以硬盘录像机为核心的第二代准数字化视频监控模式
与传统的模拟监控模式相比，基于数字硬盘录像机的准数字化视频监控系统不亚于一次飞跃。在道路监控应用中，数字硬盘录像机放置在道路监控前端和摄像机相连，可以对视频源信号进行模拟/数字转化压缩后在本地硬盘录像，并可以通过城市里的电信数据网络或其它网络通道上传到监控中心，摆脱了传统模拟监控必须敷设光缆的局限性，使系统结构大为简化。
但是，由于其本身技术架构的局限性，数字硬盘录像机始终无法解决基于网络的远程集中监控应用中的图像传输延时过长、无法实现多路同时监控、集成性差等问题。
3、以网络视频服务器为核心的第三代全数字化远程视频集中监控模式
第三代全数字化远程视频集中监控系统是以网络为依托，以视频服务器为核心，综合利用摄象机、视频服务器、IP网络、解码器等，它不仅具有第二代准数字化视频监控模式所具有的计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点，而且依托网络，真正发挥了宽带网络的优势，通过IP网络，把监控中心和网络可以到达的任何地方的监控目标组合成一个系统，真正适应了目前对视频监控系统远程、实时、集中的需求，其核心技术产品就是网络视频服务器。
城市道路交通监控的主要作用有：
(1) 交通监视和疏导：通过系统将监视区域内的现场图像传回指挥中心，使管理人员直接掌握车辆排队、堵塞、信号灯等交通状况，及时调整信号配时或通过其他手段来疏导交通，改变交通流的分布，以达到缓解交通堵塞的目的。
(2) 交通警卫：管理人员随时掌握交通警卫录像，大型集会活动的交通状况，及时调动警力，以保证交通警卫录像畅通。
(3) 通过突发事件的录像，提高处置突发事件的能力。
(4) 通过对违章行为的录像，发挥监控系统在经济效益和社会效益方面的积极作用。
(5) 通过对以前的模拟监控系统进行网络化改造，使之能够方便地进行全网管理。
威乾数字网络视频管理系统，包含VN6000A、VN6000AS系列嵌入式网络视频服务器，VN8000A系列网络视频解码器以及视频管理软件，可以为用户构建一套完整的IP视频监控解决方案。
三、组网
城市道路监控系统从结构上划分，一般可分为三级，从上往下包括：
城市交通管理中心
各地区交管分中心
各地区交通监视点
从功能上划分，城市道路交通监控系统一般分为路口监控和路段监控两部分。路口监控主要是监控路口的交通拥塞情况，便于指挥中心及时对车流进行调度，同时，路口监控也对往来车辆的违规情况进行监控，便于管理和备案。路段监控主要是对各路段、立交桥、隧道等进行监控，及时掌握交通状况；另外对路段干线上的车辆违章情况进行记录，留待交管部门处理。
整个方案构成如下：
一、路口及路段监控：
路口监控通常都需要在往来车辆的几个不同方向安装摄像机，由于摄像机的位置比较集中，所以在该处可以就近部署多端口的网络视频服务器VN6000A、VN6000AS系列，网络视频服务器将摄像机采集的视频信号转化成MPEG4/H.264格式的压缩码流后，通过以太网口接入道路交通专用数据网进行传输。
对路段监控，因为每隔一定距离，需要部署一台摄像机，各监控点相对比较分散，所以，在这些监控点，我们建议选用单路网络视频服务器VN6001A，将各路段摄像机采集的视频信号现场进行编码、压缩，就近接入以太网进行传输。
各监控点只需在设备安装时对设备IP等信息进行初始设置，此后无需对设备进行设置和管理。该管理功能由各地区交管分中心或更上一级的监控中心统一负责。
二、地区交管分中心
地区交管分中心负责本路段设备的统一配置、维护、监控。在交管分中心，利用威乾视频管理软件，可以实现对前端设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台控制等功能。
本视频管理系统支持分布式存储技术。存储包括两级，一级是存储在本机的硬盘中，另一级是本地管理中心，每一个本地管理中心，根据设置选项保存它所负责的视频产品的音视频录像数据。考虑到线路资源的占用，本方案中我们建议在各地区交管分中心对监控图像进行统一的录像和保存，上级监控中心可以远程查询、调用录像信息。
在交管分中心，可以利用PC式监视器对前端监控点的图像实时监控，也可以利用威乾数字多路视频解码器VN8000A，将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
三、市交管中心
市交管中心负责对全市道路交通情况进行监控。基于网络化的视频监控技术，可以使得市交管中心的调度能力大大加强。市交管中心的管理主机上，装有视频管理软件，不但可以对任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。
市交管中心也可以对部分重要监控点的视频信息进行远程录像或备份。
四、系统功能
(1) 用户管理模块
该模块主要完成用户集中管理、用户权限分配和用户集中认证功能。
用户集中管理主要包括增加用户、删除用户、更新用户和用户查询的功能，可以对所有的视频设备上的用户进行管理。
用户集中认证指所有用户，无论在网络的什么位置，当对网络视频服务器提出访问要求后，都被要求输入用户名和密码，该用户名和密码经过认证服务器认证通过后，用户才可以对视频图像进行监控、浏览和管理。
(2) 设备管理模块
IP地址设置
网关设置
时间设置
网络协议设置
PTZ协议选择
数字水印设置
画面输出方式选择
图像大小、分辨率设置
轮询方式设置
告警输入设置
站点电子地图生成
(3) 视频监视模块：
可以同时查看16路实时摄像机图像
在监视的同时进行PTZ摄像机的上、下、左、右转动及变倍、聚焦、光圈等操作；
双向语音对讲
配置各布局页及设置各布局页停留时间，可以建立多个布局页，每个布局页可以采用不同的分割方式，各个布局视图之间可以按照设定自动或手动切换；
以资源列表的方式显示前端摄像机（编码器）及监视器（解码器），并实时显示设备的状态（在线或离线）
手动触发录像和录音
激活数字缩放模式
(4) 录像功能模块：
按照时间和日期回放任何一个摄像机的录像资源
按照事件、报警、书签和动态侦测搜索视频序列
在指定的图像区域内搜索动态发生变化的视频序列
同时回放多达4个视频序列（同步或异步）
在任何一个视频序列中创建新的书签
按帧回放、快速回放或快进
以JPEG或者BMP格式储存选定的图像
五、系统优势
本视频监控管理系统将监控技术由模拟化、数字化时代，推进到网络化时代。与传统的模拟监控相比，网络视频监控具有不可比拟的优越性：
(1) 远程监控
数字化、网络化已经成为未来技术和管理的趋势，借助网络视频监控技术，可以充分利用道路交通现有的传输资源以及互联网传输平台，轻松实现远程监控。
(2) 集中管理
本视频管理系统，支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及图像调用，改变了以前模拟系统分散管理的弊端，大大提高管理效率和调度能力。
(3) 灵活升级
本视频管理系统基于开放式标准设计，提供了监控点数无限升级的可能性，系统容量不再依赖于传输及节点设备，而是可以任意扩容，随时接入。
(4) 经济型架构
本视频管理系统基于IP 架构，网络视频服务器可以在监控点处安装，不需要额外铺设长距离视频线和控制线到监控中心，系统可以同时管理数据、视频、音频和其他文件，实现高效、低成本的管理，节省了系统投资和施工成本。
(5) 可靠性强
本视频管理系统的硬件遵循电信级产品设计理念，其嵌入式操作系统、模块化结构设计，大大提高了设备稳定性和可靠性。威乾视频管理系统提供的设备集中管理功能，也为监控设备稳定运行、及时响应故障告警提供了支持。
(6) 开放接口，可定制开发
本视频管理系统支持二次开发。可以将视频监控功能融入道路交通管理部门的统一的管理平台中。
(7) 智能化应用
本视频管理系统支持移动侦测、事件处理、传感器输入等其他内置功能，可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略，并可以对帧速率、清晰度等进行动态调节，真正实现了智能化应用