智慧高速综合解决方案

智慧高速综合解决方案 第一章．方案概述 1.1引言 随着我国社会经济的发展和人口流动的持续增长，高速公路成为人们出行的重要途径之一，在人员和物资的跨区域流动中承担着日益重要的作用。高速公路视频监控系统作为高速公路实现安全、高效、节能及环保运行的重要手段，主要负责视频信息、气象信息、路况信息等动态信息的采集、处理和存储，综合各类交通信息资源，为高速公路快速、安全、舒适、高效地运营管理提供保障。 高速公路视频监控系统的作用是对高速公路进行实时监控和交通控制，在现有的道路和环境条件下，通过对采集到的信息进行实时分析、处理和预测，采取有效的交通控制手段，预防可能发生的交通事件、事故和阻塞；当出现突发性交通事故或因道路环境变化而导致交通阻塞时，通过系统及时发现并采取有效措施进行缓解和排除，以防止对路网交通产生更大的影响，进而提高路网运行的利用效率和安全性。 高速公路视频监控系统按照业务划分一般分为收费监控系统、道路监控系统。收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅。 本文旨在提供一套通用、先进、安全可靠、完善的高速公路监控方案，为高速公路视频监控建设提供参考。 1.2建设原则 方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则，综合考虑施工、维护及操作因素， 并为将来可能的发展、扩建、改造等因素预留扩充余地。本方案的设计内容是系统的、完整的、全面的； 方案设计具有科学性、合理性、可操作性。在设计过程中将遵循以下原则： ♦标准化原则 采用标准化技术和协议进行设计、开发，产品均需遵循各类业界标准，从数据结构、技术架构等各个 方面进行标准化建设。 ♦先进性原则 采用当前成熟、主流的技术来构建系统，保证系统硬件、软件、技术方法和数据管理的先进性，充分 兼顾需求和技术的发展，功能完善，稳定可靠，保持系统在较长时间范围内不落后。同时，具有较强的可移桶性、可重用性，在将来能迅速采用最新技术，以长期保持系统的先进性。 ♦可靠性原则 一是以可靠的硬件、成熟的软件产品为基础，结合具体需求进行配置、定制和二次开发的方式进行实施，保证有效缩短项目实施时间，降低项目实施的风险。 二是系统应能够支持较大并发用户同时进行浏览、操作等与数据库的交互式的操作，并且相对占用较少的硬件资源。当意外事件发生时，能通过快速的应急处理，实现故障修复，保证数据的完整性，避免丢失重要数据。 三是系统应具有较强的应变能力和容错能力，确保系统在运行时反应快速、安全可靠。 ♦安全性原则 一是保证系统的安全性。首先，选择先进、可靠的主流硬件产品和成熟、领先的软件产品构建系统，为系统的安全性奠定良好的基础，其次，必须考虑到各种特殊情况下的恢复机制和备份机制，以保证数据的一致性、完整性以及灾难恢复；再次，严格管理制度，为系统安全性提供制度保证。 二是完整的权限控制机制、考虑充分的系统保密措施也是保证安全的重要因素。需依据信息访问权限，向用户提供授权查询，有效避免越权使用。 系统后台用户分层次管理，并且具有可灵活调整、可细分的权限控制。可对信息内容进行严格的角色权限管理，保证每个用户能够看到且只能看到自己权限范围内的所有信息。对系统的管理操作有详实的历 史记录。 ♦易用性原则 系统应该能够快速部署和实施，可以在最短的时间里进行应用结构和功能的定义、设计和实现。 系统应该具有一致的、友好的客户化界面，应用设计遵循简单实用的原则，做到对操作人员、使用人员最低的技术门槛要求，并具有实际可操作性，使用户能够快速地掌握系统的使用。 系统易千维护，可以方便进行在线升级，保证用户投资。 ♦可扩展性原则 为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上，预留足够的设备容纳性以便系统扩充之用。系统中控制部件（软件、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。 软件系统应该采用面向对象的思想和分层架构来设计，从原则上保证系统的可维护性。如果修改用户界面，只要在表示层修改而无需改动其他层。同时在层与层的交互方面，尽量采用松耦合的原则，避免修改其中的一层而影响到其他层。此外，软件产品应能方便的安装与拆卸，不能设置技术障碍。 部署采用灵活开放的组网方式，方便硬件、软件系统的扩容。 1.3建设目标 根据高速公路运营管理信息化建设的基本要求，建设高速公路视频监控系统，实现高速公路收费站、隧道、桥梁、服务区、枢纽互通、事故多发点等沿线重要点位的高清监控，交通流和交通运行状况的实时监测，异常事件和事故的自动报警，并结合气象采集设备、信息发布设备、火灾报警设备等等一系列交通设备设施的部署，完成高速公路信息化的基础设施体系和基础技术框架建设。 全系统栠视频监控、交通事件检测、交通信息采集、信息发布、数据存储、指挥调度等功能千一体，可以有效保障高速公路的通行安全，规范道路车辆的行驶行为，促进公路收费的精细管理，提升运营维护的运行效率。同时，通过对高速公路各类信息进行收集分析，准确把握高速公路路网运行状况，从而有效 对出行车辆进行疏导和管理，改善高峰期间车辆行驶的平均速度，减少交通拥堵和交通事故的发生，提高高速公路出行服务水平。 1.4需求分析 高速公路视频监控系统包括对收费站岗亭、车道、广场，服务区出入口、广场，隧道、桥梁以及道路沿线重要互通枢纽、事故多发地点的监控。在统一规划统一管理的基础上，以光纤网络专线为传输介质，前端全部采用数字监控设备、或者采用数字监控设备与模拟监控设备相结合，后端采用中心存储与分布式存储相结合的模式实现。要求对高速公路全程进行24小时实时音视频监控，做到集中监控和集中管理，可以在内部网络覆盖的任何地点查看、控制任何一个监控点位，随意调用实时监控画面和视频录像。 同时，以视频监控平台为基础，实现交通事件检测、气象环境检测、交通流量检测、交通信息发布等综合类业务应用。 1.4.1实时监控录像回放 实现高速公路全程各个点位、收费岗亭和车道的高清视频监控，对于收费岗亭等特殊区域，可以按需进行音视频监控和双向语音对讲。监控摄像机应该能够适应高速公路的恶劣气象环境，在白天、夜晚以及雨雾天气仍然能够正常工作，输出高质量的视频图像。 实现多级视频监控联网控制，在基层监控单元和各级监控中心可以控制监控点位的摄像机云台，实现变焦、变倍、变光圈、水平移动、垂直移动等控制功能，达到更大范围、更佳视角和更精确、清晰的监控效果。 实现对所有视频信号的24小时不间断录像，并对录像进行集中存储或者分布式存储。根据业务需要， 存储的录像可以方便地通过各级监控中心的客户端进行查询、调阅和下载。 实现在各级监控中心的电视墙进行实时视频显示，具备视频矩阵切换功能，能够根据预先设定的规则 自动进行视频轮巡。 视频监控平台能够进行前端设备的管理与控制，具备完善的安全级别控制策略，确保只有具有权限的操作人员才能查看和控制相关视频监控设备。 视频监控平台支持多级级联，可以有效地与上级、同级单位之间进行视频联网管理。 系统设备和软件均支持多种标准化协议的接入和互通。在设备层面，支持符合ONVIF标准协议或GB/T28181标准规范的设备直接接入。在平台层面，支持与符合GB/T28059和GB/T28181标准协议的平台互联互通。 1.4.2交通事件报警联动 视频检测技术应用在交通监控系统当中，能够提取视野范围内的检测目标的行为，并自动与报警规则进行比较，当发现可疑行为时自动启动报警机制，提醒管理人员进行人工干预。通过这种技术，管理人员无须时刻盯清监控视频，只需在收到自动报警时进行人工干预即可。只需要少量管理人员便可以同时负责很多路监控视频的监控管理工作，而且这些监控视频无需都在监视器上进行实时播放，在发现可疑行为时再临时切换到监视器上即可，从根本上解决了海量监控视频源和有限监控能力之间的矛盾。 在视频图像的覆盖范围内，能够进行交通参数的检测及各种交通事件、事故的自动检测，包括停车，行人，抛洒物，拥堵，车辆逆行、变道、压线、超速、低速，烟雾，火灾等，同时还能检测车流量、平均车速、车头时距、车头间距、时间占有率、空间占有率等交通流参数。 视频监控平台能够管理交通事件检测设备，并能够实时接收和保存事件报警记录以及报警图片和录像，在客户端进行实时报警联动显示。 1.4.3交通状况信息发布 通过前端设备采集交通流量、车速、车道占用率、车头时距、车头间距、车辆排队长度等交通数据， 通过一定的数学模型融合分析处理，形成对某一个路口或者某一段道路是否拥堵以及实时平均车速的分析判断结果，然后可将交通诱导信息发布到LED诱导显示屏。 能够编辖和发布天气条件、节假日问候语、安全提示、施工养护、交通管制、交通事故、限速提醒、预测行程时间等，提示驾驶员安全操作，引导驾驶员合理选择行驶路径。 能够以图像、文字、实时视频等方式发布交通诱导信息，支持周期性计划发布、紧急信息发布等多种信息发布方式。 1.4.4联网设备智能运维 随着视频监控系统的持续发展，无论是设备种类和数量都日趋繁杂和庞大。前端的监控点位数量达到几百、几千甚至几万个，如何保障如此规模的系统安全运行，对设备运行维护工作带来新的挑战。传统的人工运维方式，效率比较低，服务质量无法量化，规范流程比较粗放，很难知晓系统的可用率和稳定性，导致系统建设完成后没有有效发挥作用。 如果未引进视频质量诊断系统实现监控点图像的自动检测和提示报警，将会导致在视频监控系统中无法确保维护的及时性和有效性，往往一个故障问题需要多日才能解决，这对于需要实时无间断监控和录像的视频监控系统来说影响将是致命的。 因此需要从视频联网建设入手到加强图像信息资源的综合利用和维护管理，开展视频监控系统建设。系统视频图像故障诊断技术、视频图像信息整合与共享技术，在保障视频图像优质有效监控的同时，有效保障视频图像的管理与维护，实现图像故障自动报警和一般性故障自我修复功能，将视频监控技术打造成为各部门使用的重要技术支撑，全面服务千各项业务。 本次建设要求提供自动化巡检，视频图像质量智能分析，故障自动报警，资产管理等功能，有效实现视频资源的整合与加强功能性利用，实现视频监控系统和相关业务系统自动运维功能。 1.5设计依据 系统建设以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，具体如下：1．高速公路监控系统设计方面： 《公路工程技术标准》(JTGB01-2014) 《公路网运行监测与服务暂行技术要求》 《高速公路监控技术要求》 《高速公路通信技术要求》 《公路网图像信息管理系统平台互联技术规范》(GBT28059-2011) 《安全防频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》(GBT28181-2011) 2.安防视频监控报警系统设计方面： 《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001) 《安全防范系统通用图形符号》(GA/T75-2000) 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94) 《机动车号牌图像自动识别技术规范》(GA/833-2009) 《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87) 《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》(GNT832—2009) 《中华人民共和国公安部行业标准》(GA?0-94) 《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GAIT496-2009 《防盗报警中心控制台》GB/T16572—1996 《报警系统环境试验》GB15211—1994 《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》(GB/T50311-2000) 《警用地理信息系统系列标准规范》 3.视频监控图像质量方面：