一、系统概述
1.前言
轨道交通作为国家重要的运输部门,其日常的稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转,加之轨道交通系统部门众多、所辖区域车站数量多、规模小、分布零散,受站点之间、站点与车务段之间线路长,通信联络手段不完善等诸多环境条件的限制,对于车站安全生产与行车管理、事故防范的协调预防仅限于繁琐的人为盯防,不能全面、直观、快速、准确地掌握班组、车站整体安全生产运营情况。2008年1月份,我国南方地区遭受了大面积的冰雪凝冻灾害,对电力供应和轨道交通运输系统造成了严重破坏。同进也暴露了轨道交通系统“信息孤岛”的弊端,轨道交通系统由于部门众多、地点分散、现场环境复杂等因素,使得维护工作困难。轨道交通系统多级联网监控已成为未来轨道交通安防系统的发展方向。
北京黄金视讯全数字网络视频监控系统不用铺设专用的网络,采用车载硬盘录像系统,融入目前高速发展的3G网络,充分利用轨道交通现有网络资源,把目前最先进的IP网络传输技术与视音频编解码技术引入到网络监控中。实现无论在任何地方,只要通过一台普通的计算机接入网络,即可方便实现异地监控,管理不同地理位置的路段道路运行情况。
2.系统概述
车载移动网络监控系统采用先进的数字视音频监控技术,在车辆上安装终端,使用大容量硬盘对车辆内外的视音频信息进行实时记录保存以备日后查证使用。本系统结合无线网络传输技术,在轻轨、公交车内外安装前端摄像机对车辆进行全方位的监控,并将视音频数据实时传输到指挥中心,给领导远程指挥调度提供第一手资料;在发生突发事件时,指挥中心能根据获取的现场资料迅速作出反应;是打造“平安社会”强有力的不可缺少的基础设施之一,可为保一方平安做出贡献。
近年来发生过不少针对轻轨、公交车的盗窃、抢劫案件发生,目前防范主要措施是乘客自我防范为主;使用车载移动网络监控系统对轻轨、公交车实施立体的治安监控,可实现技防、人防二者的有机结合,起到威慑犯罪、预防犯罪;实时报警,现场查证的重要作用;可最大限度的节约警力,并在维护社会安定、打击犯罪等方面发挥重要的作用。
通过安装车载移动监控系统可实现对轻轨、公交车辆的实时监控,确保轻轨、公交车的运行安全。
3.需求分析
本系统需求:在轻轨、公交车辆上安装车载移动监控系统,对车辆内外的视频音频等情况进行直观的记录,并可通过网络实时了解车辆相关信息如车辆所在位置、车内情况、车辆运行情况等等。
4.车载移动网络监控系统组成
本系统有由三部分组成:
(1)车载移动监控终端
车载移动网络监控终端负责对前端采集的视音频数据进行数字压缩处理,并进行数据保存。
(2)数据采集传输系统
在车辆进站后将采集到的视音频数据通过高速SATA硬盘(高速硬盘备份)或无线网络方式传输至指挥中心。
(3)指挥中心数据分析系统
指挥中心对收集到的前端数据进行综合分析管理,对数据进行分类保存。
二、系统基本功能
车载移动监控系统具备下列功能:
1.图像采集
系统前端采用高清晰、全天候车载摄像机,可将路面情况和车内情况实时采集至监控终端中。
2.声音采集
系统前端可通过拾音器将车内、外音频信号采集到终端中。
3.录像功能
车载移动网络监控系统具有视频信号和音频信号的实时硬件同步采集压缩、压缩码流记录硬盘、实时视音频预览、视音频信号切换、本地录像文件回放、实时无线网络传输、远程文件回放和下载等功能。
4.本地显示
系统可在本地利用液晶显示屏显示车外监控图像,并通过显示屏对系统进行操作,可对摄像机的位置、方向、倍率进行管理。
5.无线网络传输功能
采用基于运营商的无线网络平台传输视音频信号,适用于车辆远程监控使用,传输距离远、覆盖范围广。
6.磁盘高速备份功能
系统支持高速串行总线SerialATA接口(串行ATA)硬盘。SATA符合硬盘未来发展的方向,大大提高了数据采集和备份的速度。
7.定时关机功能
延时关机是指在断开点火控制信号后,设备延时用户事先设定的时间进入安全关机模式,自动关机。
8.GPS扩展功能
系统可以和GPS等相关设备连接,举办强大的扩展功能。
9.车辆运行日志功能
系统可通过车载电子语音报站系统和车载移动监控终端,将车辆的运行情况实时传输至指挥中心,并以日志的形式记录保存。
三、系统设计方案
1.总体设计
系统在轻轨、公交车辆上安装车载移动网络监控终端和监控前端设备,对车内外的情况进行实时监控;监控指挥中心通过无线网络获取前端的实时数据,并进行分析管理。
2.前端设计
(1)前端摄像机和拾音器
本系统在汽车顶部安装车载云台摄像机,在车内部安装小型半球摄像机,采集视频图像信号;在车辆的内外安装拾音器,用于采集声音。
本系统在车内布置两个广角半球摄像机:
•布置在通道内,用于查看车内情况。
•布置在进出口,用于监控轻轨、公交车门口情况。
•在车顶布置一台车载云台摄像机,用于观察车外部相关情况。
(2)数据存储设计
系统采用专业的车载移动网络监控记录设备(车载移动网络监控系统终端)。对前端的视音频信号进行模拟数字转换,并压缩保存在硬盘中。
数据存储量计算:
以每天12小时,三路视音频录像为例;H.264压缩方式下,采用变码流方式,每路最大512K码流,每天所需存储空间最大为:(512K×3600×12/8)×3=7.5GB。若使用160GB的硬盘可至少保存20天以上的历史数据。所需硬盘的容量可由设备记录的时间长短确定。
(3)车辆运行记录功能
本系统具备车辆运行记录功能,可与车载电子语音报站系统和GPS系统等一起联用,并能对车辆运行的时间、运行轨道、行经站点等进行记录保存,以确保运行过程中的安全。
所有电子标签相关信息以日志的形式保存。以便检阅,并能根据运行日志的记录可智能分析车辆运行高峰,以便调度部门合理的按排出车计划。
3.数据采集传输系统设计
(1)无线网络数据传输设计
在车辆高速行驶的情况下要实现远程图像实时监控是一个难题,系统采用先进的CDMA/1X无线网络传输技术,通过在终端和指挥中心建立无线VPN通道,实现图像安全可靠的传输,系统可达到清晰的浏览CIF以上分辨率的视频流图像。在运营商网络升级至3G以后可平滑升级,图像质量和图像流畅程度有明显的提高。
无线网络传输系统拓扑结构图:
系统数据备份可采用最先进的SATA高速磁盘备份技术,提供外接SATA硬盘盒导出数据,可进行“自动备份”和“自定义备份”。“自动备份”功能提供当天或预先设定时间内的全部数据备份,“自动备份”功能无须人员干预,只需将外接盒直接插在备份接口即进行数据备份;“自定义备份”功能可针对所需要的时间段进行有选择性的数据备份。
4.指挥中心数据分析设计
指挥中心布置管理服务器、流媒体转发服务器和管理PC。管理服务器可对用户权限、设备运行情况进行管理;流媒体转发服务器负责将接收到的视音频图像转发给权限许可的用户;经过授权的管理PC可浏览所需的图像。图像也可通过数字矩阵上电视墙。通过车载GPS系统,指挥中心可以实时了解车辆的所在位置和运行轨迹。
系统可对采集到的数据进行分析整理,按照需要的数据类型进行排列分类,并可对重要的视音频数据进行剪接编辑处理,截取的图像也可以以图片的方式进行保存。
系统架构
系统接入的所有视、音频的控制可通过GEV大型分布式联网管理平台,由网络上的服务器或客户端来实现。
GEV大型分布式联网管理平台有六个基本的子系统构成:认证中心服务器模块、流媒体服务器模块、代理服务器模块、存储服务器模块、配置维护服务器模块和电子地图模块软件应用程序,及软件开发包组成。
认证中心服务器模块GEV-CCS10:负责各级用户的权限认证和在线设备的IP地址认证,可实现对远程DVR/DVS/IP摄像机等数字图象设备的任务、报警、日志、电子地图的集中配置修改,可对在线远程设备实时巡检和访问控制。所有被监控设备都有日志记录,包括用户、被操作设备、操作时间等,系统可方便地进行操作查询统计。采用软件许可证方式加密,一个许可证安装在1台主机上。
流媒体服务器模块GEV-STS10:包括两个部分:流媒体转发,流媒体路由。用于中心视频转发管理和带宽控制管理,单机最大支持并发转发200路图象。采用软件许可证方式加密,一个许可证安装1台流媒体服务器上。
代理服务器模块GEV-AS10:负责嵌入式系
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