智慧交通系統(tǒng)電子警察設(shè)計方案

1、交通管理智慧監(jiān)控系統(tǒng)解決方案2018年04月第一章背景及需求.91.1應(yīng)用背景.91.2業(yè)務(wù)現(xiàn)狀.91.3總體目標(biāo).10第二章系統(tǒng)總體思路.112.1設(shè)計思想.112.2設(shè)計原則.122.3設(shè)計依據(jù).132.4技術(shù)路線.142.4.1智慧前端技術(shù)設(shè)計路線.142.4.2智慧鏈路技術(shù)設(shè)計路線.162.4.3智慧存儲技術(shù)設(shè)計路線.172.4.4智慧平臺技術(shù)設(shè)計路線.17第三章系統(tǒng)總體設(shè)計.193.1系統(tǒng)組成.193.1.1前端子系統(tǒng).193.1.2網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng).193.1.3后端管理子系統(tǒng).203.1.4中心存儲子系統(tǒng).203.1.5后端云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器.203.2典型結(jié)構(gòu).213.3總體構(gòu)架

2、.213.3.1前端分析模式.213.3.2后端分析模式.223.4信息流向.233.4.1前端分析模式.233.4.2后端分析模式.253.5應(yīng)用環(huán)境.273.6用戶體驗.283.6.1道路全斷面高清視頻監(jiān)視.283.6.2全實時高清錄像.293.6.3機(jī)動車抓拍記錄.303.6.4機(jī)動車特征屬性自動提取.313.6.5機(jī)非人檢測.323.6.6機(jī)非人分類檢索.343.6.7基于特征屬性的快速檢索.353.6.8套牌車輛實時分析及布控.363.6.9基于特征屬性的車輛智能研判.373.6.10視頻檢索協(xié)助破案示例.393.7系統(tǒng)功能.413.7.1道路全斷面視頻監(jiān)視.413.7.2全天候高清

3、視頻錄像.413.7.3機(jī)動車通行記錄抓拍.423.7.4非機(jī)動車通行記錄抓拍.423.7.5行人通行記錄抓拍.423.7.6機(jī)動車車牌識別.423.7.7機(jī)動車車身顏色識別.433.7.8機(jī)動車車型判別功能.433.7.9機(jī)動車車標(biāo)識別.443.7.10機(jī)非人圖片分類檢索.443.7.11交通參數(shù)采集統(tǒng)計.443.7.12視頻標(biāo)簽自動疊加.443.7.13錄像視頻及圖片快速檢索.443.7.14套牌車輛實時分析及布控.443.7.15圖像防篡改功能.453.7.16網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程維護(hù)功能.453.7.17系統(tǒng)運行閉環(huán)運維保障體系.453.8系統(tǒng)性能.46第四章前端分析模式前端子系統(tǒng)設(shè)計.484.1

4、前端子系統(tǒng)結(jié)構(gòu).484.2前端子系統(tǒng)工程布局.484.3前端設(shè)備安裝效果.50第五章網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)設(shè)計.515.1前端點位接入網(wǎng).515.2監(jiān)控中心匯聚網(wǎng)絡(luò).515.3監(jiān)控中心核心網(wǎng)絡(luò).51第六章后端結(jié)構(gòu)化分析子系統(tǒng)設(shè)計.536.1系統(tǒng)概述.536.2系統(tǒng)架構(gòu)與組成.536.3系統(tǒng)功能.556.3.1實時流與歷史流分析.556.3.2車輛基礎(chǔ)信息識別.556.3.3車輛品牌與子品牌識別.566.3.4安全帶檢測識別.566.3.5遮陽板檢測識別.566.3.6危險品車輛檢測.576.3.7打電話檢測識別.576.3.8黃標(biāo)車檢測識別.576.4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計.576.4.1對前端視頻資源的要求.

5、576.4.2硬件資源配置與性能.57第七章存儲子系統(tǒng)設(shè)計.607.1存儲設(shè)計綜述.607.2存儲方案選擇.617.2.1設(shè)備SD卡存儲.617.2.2常規(guī)NVR.617.2.3高密度NVR.627.2.4直存CVR.627.2.5云存儲系統(tǒng).627.3存儲容量估算.637.3.1數(shù)據(jù)存儲.647.3.2圖片存儲.657.3.3視頻存儲.65第八章中心管理平臺設(shè)計.668.1平臺概述.668.1.1平臺整體架構(gòu).668.1.2平臺功能模塊.688.1.3平臺業(yè)務(wù)支撐.698.2平臺運行環(huán)境.708.2.1硬件環(huán)境.708.2.2軟件環(huán)境.718.2.3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境.728.3配置原則.728.4平

6、臺功能設(shè)計.728.4.1視頻監(jiān)控.728.4.2交通監(jiān)控.778.4.3運維管理.878.4.4流媒體管理.908.4.5存儲管理.918.4.6報警管理.938.4.7電視墻管理.958.4.8跨網(wǎng)域訪問.968.4.9車輛布控.968.4.10電子地圖.998.4.11實時套牌檢測.1068.4.12智能研判.109第九章統(tǒng)優(yōu)勢.1199.1應(yīng)用優(yōu)勢.1199.2技術(shù)優(yōu)勢.1199.2.1采用“AI+深度學(xué)習(xí)”架構(gòu).1199.2.2交通管理業(yè)務(wù)能力提升.1209.2.3星光級監(jiān)控.1229.2.4高清攝像機(jī)的一體化設(shè)計.1239.2.5適用室外道路監(jiān)控的專屬硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計.1239.2.6

7、高清攝像機(jī)集成算法的自主知識產(chǎn)權(quán).1239.2.7后端分析模式采用超高集成度硬件設(shè)備.1239.3工程優(yōu)勢.124第一章背景及需求1.1 應(yīng)用背景近年來，隨著我國綜合實力和國民收入水平的提高，機(jī)動車每年以10%20%的速度迅猛增長，道路建設(shè)步伐加快，全國城市化水平也在不斷提高，交通管理現(xiàn)狀和交通供需關(guān)系的矛盾進(jìn)一步加劇，與交通相關(guān)的刑事和治安案件數(shù)量也逐年上升，特別是像肇事或作案后駕車沿公路逃逸、盜搶機(jī)動車輛、車輛違章行駛等案件。在此情況下，如何利用先進(jìn)的科技手段提高城市交通管理水平、抑制交通事故、打擊涉車案件、震懾犯罪分子，成為了當(dāng)前公安交通部門亟待解決的問題。為有效應(yīng)對影響社會安全穩(wěn)定的突

8、出問題，創(chuàng)新立體化社會治安防控體系，依法嚴(yán)密防范和懲治各類違法犯罪活動，全面推進(jìn)平安中國建設(shè)，國家和各地方政府將社會治安防控體系的建設(shè)作為工作的重心，城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)在全國范圍內(nèi)如火如荼的展開，取得了可喜的成績，各地道路監(jiān)控網(wǎng)格已初步顯現(xiàn)，城市治安狀況明顯改善。城市道路監(jiān)控系統(tǒng)作為城市治安防控體系的基本骨架，在治安防控和交通管理中發(fā)揮著重要的作用，為道路交通狀況監(jiān)控、交通肇事逃逸追捕、刑事治安案件的偵破等提供有價值的線索，大大提高了交通管理水平和辦案效率。同時，對于交通管理業(yè)務(wù)而言，道路監(jiān)控為其提供了實時道路狀況、過車信息，有助于交通秩序維護(hù)、交通指揮調(diào)度以及應(yīng)急處突決策等等。1.2 業(yè)

9、務(wù)現(xiàn)狀為了形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，城市中往往建設(shè)了成百上千甚至上萬路的海量監(jiān)控探頭，其中槍機(jī)主要發(fā)揮看點作用，一般會將槍機(jī)鏡頭視野投向較大范圍的關(guān)注區(qū)域，并保持常態(tài)固定不動。這些海量的監(jiān)控探頭在帶來大量的可用視頻資源的同時，也帶來了嚴(yán)峻的信息檢索難題。若想在海量的視頻數(shù)據(jù)中去查找某一特定目標(biāo)對象的話，以傳統(tǒng)人工查證的方式，猶如大海撈針，費時費力。而且，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多以滿足實時監(jiān)看和事后錄像查證為主，而治安防控的核心應(yīng)該是“預(yù)警防范處置善后”，尤其是前兩步“預(yù)警和防范”更是重中之重。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)無法全面滿足治安反恐的高要求。1.3 總體目標(biāo)我們希望通過為公安交通管理部門建設(shè)新一代城市道路智慧監(jiān)控

10、系統(tǒng)實現(xiàn)以下核心目標(biāo)：1） 在滿足較大范圍關(guān)注區(qū)域，不妨礙圖像治安防范和道路交通監(jiān)控情況下，具備目標(biāo)分類、目標(biāo)特征識別，實現(xiàn)在海量視頻錄像對特定對象的高效查證。2） 促成治安防控業(yè)務(wù)模式從事后查證到主動防控的質(zhì)的飛躍。3） 在道路監(jiān)控的基礎(chǔ)上可以為交通管理部門提供車輛通行信息。為基于數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用的業(yè)務(wù)，如交通態(tài)勢評估、交通流量分析與發(fā)布等提供更加準(zhǔn)確、實時的數(shù)據(jù)資源，提供輔助決策依據(jù)。第二章系統(tǒng)總體思路2.1 設(shè)計思想城市道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱：智慧監(jiān)控系統(tǒng)）是一種面向城市治安防控和交通管理的復(fù)合型的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在滿足常規(guī)道路監(jiān)控系統(tǒng)對道路斷面全覆蓋的視頻監(jiān)控需求以及全天候的高清錄

11、像需求的同時，智慧監(jiān)控系統(tǒng)引入全畫面視頻檢測、視頻跟蹤、車牌識別等多種業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的視頻智能技術(shù)，使得傳統(tǒng)的道路監(jiān)控系統(tǒng)具備了以下新的能力：1） 機(jī)動車通行自動記錄并抓拍1張圖片；2） 機(jī)動車特征屬性（車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型、車輛標(biāo)志）自動提?。?） 機(jī)動車、非機(jī)動車、行人分類檢測記錄；4） 特征屬性視頻標(biāo)簽自動疊加；5） 交通參數(shù)自動采集統(tǒng)計；結(jié)合中心智慧平臺的研判分析模塊可實現(xiàn)以下新的業(yè)務(wù)應(yīng)用：6） 基于特征屬性的視頻錄像及圖片快速檢索；7） 假/套牌車輛實時分析及報警；8） 機(jī)動車輛黑名單布控及報警；9） 基于特征屬性的車輛智能研判；10） 多源融合的交通誘導(dǎo)輔助決策分析。智

12、慧監(jiān)控系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式海量視頻錄像堆砌在中心，需要大量人力投入進(jìn)行人工查證的問題，同時促成監(jiān)控業(yè)務(wù)模式從事后查證到主動視頻防控的質(zhì)的飛躍！2.2 設(shè)計原則智慧監(jiān)控系統(tǒng)的核心目標(biāo)是最大限度的發(fā)掘道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的價值。在總體原則上，按照“結(jié)構(gòu)上的整體性，技術(shù)上的先進(jìn)性，使用上的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)上的合理性，操作上的友好性，升級上的可拓展性”進(jìn)行設(shè)計。1) 整體性系統(tǒng)在設(shè)計上更多的關(guān)注系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定性與應(yīng)用創(chuàng)新。智慧監(jiān)控系統(tǒng)在滿足傳統(tǒng)道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)對道路斷面全覆蓋的視頻監(jiān)控以及全天候的高清錄像需求的同時，集成了道路目標(biāo)檢測、特征信息提取、特征屬性視頻標(biāo)簽疊加、交通參數(shù)統(tǒng)計、高清圖片抓拍、圖

13、片處理、數(shù)據(jù)存儲、在線傳輸?shù)裙δ?，所有功能高度集成，一體化設(shè)計，并不需要增加額外的硬件分析服務(wù)器，使整個系統(tǒng)更加簡單和穩(wěn)定。2) 先進(jìn)性系統(tǒng)采用先進(jìn)的、具有前瞻性的視頻監(jiān)控技術(shù)，包括高清視頻編解碼技術(shù)、視頻智能分析技術(shù)、高清視頻存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)高效檢索技術(shù)以及先進(jìn)的智慧管理平臺等。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，充分借鑒、利用國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和成功經(jīng)驗，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上和設(shè)備選型上精益求精，將這些代表行業(yè)發(fā)展趨勢的先進(jìn)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，設(shè)計出一套性能優(yōu)異的道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)。整體設(shè)計具有一定的超前意識而不局限于目前的使用條件和規(guī)模。3) 穩(wěn)定性道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)牽涉面多、規(guī)模大、使用率高，系統(tǒng)設(shè)計時將統(tǒng)籌考慮所用設(shè)

14、備和控制系統(tǒng)，選用國內(nèi)外有多年使用經(jīng)驗的成熟、可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的知名品牌產(chǎn)品，符合當(dāng)前公安交管部門管理工作的發(fā)展方向，同時系統(tǒng)選用成熟的技術(shù)，減少了系統(tǒng)的技術(shù)風(fēng)險。系統(tǒng)中核心的智慧監(jiān)控分析設(shè)備、存儲設(shè)備、中心服務(wù)器及后臺服務(wù)軟件等，可實現(xiàn)掉電恢復(fù)后設(shè)備及軟件自動恢復(fù)正常連接、斷網(wǎng)恢復(fù)后設(shè)備及軟件自動恢復(fù)正常連接等故障自動診斷恢復(fù)能力，啟動過程無需過多人工干預(yù)。4) 經(jīng)濟(jì)性以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計依據(jù)，充分考慮用戶實際需要和技術(shù)發(fā)展趨勢，在滿足用戶對功能、質(zhì)量、性能、價格和服務(wù)等各方面要求的前提下，實現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置，降低系統(tǒng)造價。5) 可擴(kuò)展性系統(tǒng)采用靈活、開放的模塊化設(shè)計，賦予結(jié)構(gòu)上極大的靈活性

15、，為系統(tǒng)擴(kuò)展、升級及可預(yù)見的管理模式的改變留有余地。核心設(shè)備如存儲設(shè)備、中心服務(wù)器等具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，可隨著治安防控需求的不斷增長進(jìn)行方便的擴(kuò)充和平滑升級，為以后的擴(kuò)充和發(fā)展提供技術(shù)上的保障。各子系統(tǒng)能互聯(lián)互控，實現(xiàn)信息共享。6) 易維護(hù)性與易用性系統(tǒng)主要使用人員為公安警察、交通管理者，從滿足治安防控實戰(zhàn)需要出發(fā)，系統(tǒng)采用簡潔、友好的人機(jī)界面，具有多媒體化操作設(shè)計，在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，能夠簡便快捷的進(jìn)行處理。前端設(shè)備支持遠(yuǎn)程升級和遠(yuǎn)程故障排除功能，維護(hù)便捷，降低系統(tǒng)運維管理成本。同時可自動檢測系統(tǒng)中設(shè)備的運行狀態(tài)，并示出詳細(xì)參數(shù)，以輔佐管理人員及時準(zhǔn)確地判斷和解決問題。使用穩(wěn)定易用的硬件和軟件

16、，完全不需借助任何專用維護(hù)工具，即降低了對管理人員進(jìn)行專業(yè)知識的培訓(xùn)費用，也節(jié)省了日常頻繁地維護(hù)費用。2.3 設(shè)計依據(jù)?公安交通指揮系統(tǒng)工程建設(shè)通用程序和要求（GA/T651-2014）?公安交通管理外場設(shè)備基礎(chǔ)施工通用要求（GA/T652-2017）?公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件（GA/T497-2016）?機(jī)動車號牌圖像自動識別技術(shù)規(guī)范（GA/833-2016）?中華人民共和國機(jī)動車號牌（GA36-2014）?交通電視監(jiān)視系統(tǒng)工程驗收規(guī)范（GA/T514-2004）?公路交通安全設(shè)施設(shè)計技術(shù)規(guī)范（JTJ074-2003）?安全防范工程程序與要求（GA/T75-1994）?視頻安防監(jiān)

17、控系統(tǒng)技術(shù)要求（GA/T367-2001）?民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(GB50198-2011)?安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護(hù)技術(shù)要求(GA/T670-2006)其他國家相關(guān)的政策法令、法規(guī)文件。2.4 技術(shù)路線智慧監(jiān)控系統(tǒng)作為下一代視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)，需要提供端到端的視頻圖像信息業(yè)務(wù)整體解決方案，包括智慧前端、智慧鏈路、智慧存儲、智慧平臺，所有環(huán)節(jié)遵照核心設(shè)計思想進(jìn)行技術(shù)設(shè)計。2.4.1 智慧前端技術(shù)設(shè)計路線2.4.1.1 攝像機(jī)技術(shù)路線在車牌識別、違章捕獲方面已經(jīng)取得了很好的效果，無論是市場占有率還是客戶評價均比較好。但隨著城市交通的發(fā)展，交通場景日益復(fù)雜，對攝像機(jī)自動分析的要求更為苛刻

18、，原有ARM+DS的P硬件架構(gòu)在性能上逐漸成為瓶頸，這也成為制約整個安防行業(yè)在交警業(yè)務(wù)上進(jìn)一步精細(xì)化探索和優(yōu)化的瓶頸。傳統(tǒng)的相機(jī)只關(guān)注單一場景或交警業(yè)務(wù)。但隨著智能交通的發(fā)展，交管部門所關(guān)注的業(yè)務(wù)和場景越來越多樣化和復(fù)雜化，因此要求相機(jī)能夠覆蓋更多樣的場景和業(yè)務(wù)，全面關(guān)注“人-車-路-環(huán)境”，實現(xiàn)“一機(jī)多用”。交通攝像機(jī)的硬件架構(gòu)由原來的ARM+DS更P新為基于“高性能AI硬件結(jié)構(gòu)+深度學(xué)習(xí)算法”的架構(gòu)，將圖像處理方面的獨特優(yōu)勢集成到前端攝像機(jī)內(nèi)，在整體硬件性能與圖像處理速度上提高了5-10倍。2.4.1.2 整體前端技術(shù)路線考慮到智慧監(jiān)控系統(tǒng)前端都部署在室外，環(huán)境比較惡劣，而且需要全天24小

19、時不間斷工作，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性要求很高，因此智慧監(jiān)控系統(tǒng)的前端均采用嵌入式一體化技術(shù)設(shè)計。1) 高清成像智慧監(jiān)控攝像機(jī)和智慧監(jiān)控球均采用“高清圖像傳感器+ISP+DSP”技術(shù)方案，通過對ISP和DSP的精細(xì)化控制來確保高清圖像的成像質(zhì)量，使得高清攝像機(jī)在不同環(huán)境、不同光照條件下均可達(dá)到滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用的成像效果。同時設(shè)備配置超低照度的SENSOR感光元件和針對道路環(huán)境設(shè)計的專屬濾光片工藝，配合高性能的低照、降噪、寬動態(tài)算法，夜間成像效果更加明亮通透。2) 視頻檢測利用視頻檢測中的目標(biāo)檢測算法實時監(jiān)測視頻圖像中的目標(biāo)(機(jī)動車、非機(jī)動車、行人)，并提取目標(biāo)的各種屬性特征（如機(jī)動車屬性包括：目標(biāo)結(jié)

20、構(gòu)、車輛號牌、車牌顏色、車輛行駛速度等），當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入抓拍識別區(qū)域時，自動記錄特征圖像。3) 車牌識別相對于單幀畫面車牌識別技術(shù)，本系統(tǒng)采用“多幀識別技術(shù)”，對每一幀畫面都進(jìn)行車牌識別，一方面可提升車牌識別準(zhǔn)確率，另一方面有助于對每輛車進(jìn)行持續(xù)跟蹤。4) 視頻跟蹤視頻跟蹤技術(shù)應(yīng)用于目標(biāo)確認(rèn)后通過監(jiān)測區(qū)域視野范圍的全過程。當(dāng)目標(biāo)觸發(fā)確認(rèn)后，系統(tǒng)通過視頻跟蹤檢測算法對目標(biāo)進(jìn)行實時跟蹤，通過對目標(biāo)車輛的軌跡分析、預(yù)測和判別，適時做出記錄決策。對于機(jī)動車采用基于車輛輪廓的跟蹤算法，能提高區(qū)分前后跟車的準(zhǔn)確性，即使車輛無車牌，也能捕獲與跟蹤。5) 交通參數(shù)采集在車輛檢測、車輛跟蹤的基礎(chǔ)上，結(jié)合車道屬性統(tǒng)計

21、出分車道、分?jǐn)嗝?、分時段的車流數(shù)據(jù)，計算出車流量、占有率、車道平均速度等交通參數(shù)。6) 卡口監(jiān)測利用多幀識別技術(shù)提取通行車輛的號牌特征，利用車牌顏色識別與車輛輪廓分析提取車型特征，利用視頻跟蹤技術(shù)對車輛進(jìn)行抓拍記錄，同時可與黑名單庫進(jìn)行比對、報警。7) 一機(jī)多用在滿足高清視頻監(jiān)控和錄像需求的同時，實現(xiàn)道路目標(biāo)對象的捕獲和特征信息提取，以及交通參數(shù)統(tǒng)計，為后端智慧平臺提供充足的數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)應(yīng)用，減少監(jiān)控攝像機(jī)投入。2.4.2 智慧鏈路技術(shù)設(shè)計路線傳輸鏈路負(fù)責(zé)完成視頻圖像信息的傳輸和交換，傳輸鏈路的可靠與穩(wěn)定直接關(guān)系到最終的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果，智慧監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸鏈路設(shè)計需滿足以下幾點要求：1) 支持多種

22、拓補(bǔ)前端智慧監(jiān)控點位需接入支持包括電口（RJ45）、光口（SFP、光端機(jī)）、EPON（ONU模塊或ONU設(shè)備）、ADSL等多種接入方式，具體技術(shù)選擇需結(jié)合實際的傳輸距離以及所需傳輸碼流的帶寬大小確定。鏈路設(shè)計需支持豐富的路由策略，包括采用動態(tài)路由協(xié)議RIP、OSP、FIS-IS以及BGP協(xié)議，和靜態(tài)路由策略進(jìn)行路由最優(yōu)路線選擇和路由備份設(shè)計。在匯聚層需要按最優(yōu)帶寬方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計。2) 動態(tài)帶寬分配鏈路設(shè)計需支持流量QoS控制，對視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)（實時媒體流、視頻存儲流、錄像回放媒體流、控制信令）數(shù)據(jù)支持不同優(yōu)先級的轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度。需支持設(shè)備堆疊，保證重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)部署匯聚時帶寬的充足。3) 斷纖、斷

23、電自愈智慧監(jiān)控系統(tǒng)需支持在傳輸鏈路因線路故障或斷電等原因中斷的情況下，始終處于?；顮顟B(tài)，并當(dāng)傳輸鏈路恢復(fù)時，前端與后臺自動重連。同時數(shù)據(jù)傳輸具有以下緩存機(jī)制：當(dāng)前端與后臺中心系統(tǒng)的傳輸鏈路工作正常時，記錄信息應(yīng)經(jīng)實時上傳中心系統(tǒng)；當(dāng)傳輸鏈路發(fā)生故障時，記錄信息緩存在前端設(shè)備中，當(dāng)傳輸鏈路恢復(fù)正常后，緩存在前端的記錄信息應(yīng)自動補(bǔ)錄到后臺中心系統(tǒng)。2.4.3 智慧存儲技術(shù)設(shè)計路線存儲系統(tǒng)作為視頻、圖片、特征數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等存儲和管理的重要環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定性和可靠性同樣直接關(guān)系到最終的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果，智慧存儲系統(tǒng)設(shè)計至少應(yīng)滿足以下要求：1) 存儲系統(tǒng)具備7×24小時大碼流不間斷視頻錄像、快速檢索

24、、回放和管理的功能。2) 存儲系統(tǒng)支持圖片的高速寫入、快速檢索、并發(fā)下載、圖片壓縮、鎖定、刪除等功能。3) 隨著數(shù)量容量增加，運行壓力持續(xù)加大，存儲系統(tǒng)能夠通過集群技術(shù)、虛擬化技術(shù)動態(tài)自動調(diào)整業(yè)務(wù)壓力，將業(yè)務(wù)響應(yīng)的壓力進(jìn)行分散開來，減少單點壓力過大。4) 存儲系統(tǒng)應(yīng)支持標(biāo)簽定義查詢，如通過車輛號牌、車牌顏色等車輛特征屬性信息結(jié)合通行地點、通行時間進(jìn)行精確或模糊條件查詢，快速定位車輛相關(guān)視頻。5) 支持接入符合標(biāo)準(zhǔn)ONVIF、PSIA、GB28181協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，并支持以私有協(xié)議方式接入第三方攝像機(jī)。支持接入不同分辨率、幀率、碼率的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。針對關(guān)鍵視頻，包含實時流和歷史視頻進(jìn)行加鎖，確保

25、不被循環(huán)覆蓋；設(shè)備內(nèi)部可實時備份錄像數(shù)據(jù)，無需第三方軟件。2.4.4 智慧平臺技術(shù)設(shè)計路線智慧監(jiān)控系統(tǒng)平臺采用成熟、主流的技術(shù)構(gòu)建，充分兼顧公安交警業(yè)務(wù)需求和技術(shù)的發(fā)展，充分考慮與公安其他信息系統(tǒng)的連接，建設(shè)可擴(kuò)展的開放平臺。1) 基于SOA體系設(shè)計系統(tǒng)框架，采用J2EE體系作為應(yīng)用實現(xiàn)的規(guī)范，通過將前臺展示、中間業(yè)務(wù)層和后端數(shù)據(jù)存儲相分離的架構(gòu)思想，來支持電子警察系統(tǒng)管理平臺的多層架構(gòu)設(shè)計，并可以滿足跨硬件平臺、跨操作系統(tǒng)的要求；2) 采用基于開放標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)的WebService實現(xiàn)資源共享，實現(xiàn)跨平臺異構(gòu)多源數(shù)據(jù)的訪問和互操作；3) 采用B/S方式架構(gòu)，頁面展現(xiàn)使用AJAX，提供更好的用戶

26、交互體驗；4) 管理平臺軟件使用Oracle企業(yè)級數(shù)據(jù)庫，并采用WebLogic商用應(yīng)用中間件，不直接對外開放數(shù)據(jù)庫通訊端口，保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全；5) 平臺各服務(wù)系統(tǒng)支持分布式部署方式，可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展要求分批部署，靈活擴(kuò)充，關(guān)鍵服務(wù)器還支持集群部署；系統(tǒng)各服務(wù)模塊可部署在通用服務(wù)器硬件設(shè)備上，并具備較強(qiáng)的擴(kuò)容性，能隨著電子警察接入點的增加對平臺進(jìn)行硬件和模塊的擴(kuò)容不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)；6) 平臺軟件支持SSL協(xié)議加密方式進(jìn)行傳輸，并支持公安部統(tǒng)一使用的USB密鑰PKI認(rèn)證方式，保證身份認(rèn)證的安全性；7) 平臺提供警用GIS平臺接口，并提供接口調(diào)用的具體技術(shù)細(xì)節(jié)和相關(guān)協(xié)議，滿足省、市、縣局警用GI

27、S平臺共享過車數(shù)據(jù)和視頻信息的需求。第三章系統(tǒng)總體設(shè)計3.1 系統(tǒng)組成道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)和后端管理子系統(tǒng)組成。實現(xiàn)對監(jiān)控點道路全斷面的視頻監(jiān)視、圖像傳輸、圖像預(yù)覽、錄像存儲、錄像檢索回放及管理，同時實現(xiàn)對機(jī)動車進(jìn)行圖片抓拍、識別、傳輸、處理、分析與集中管理。3.1.1 前端子系統(tǒng)3.1.1.1 前端分析模式負(fù)責(zé)完成道路斷面的高清視頻圖像采集、編碼、壓縮及圖像上傳，同時負(fù)責(zé)完成對機(jī)動車的信息采集和分類。包括車輛特征照片、車牌號碼與車牌顏色等。并完成圖片信息識別、數(shù)據(jù)緩存以及壓縮上傳等功能。前端分析模式下的智慧監(jiān)控系統(tǒng)，其前端子系統(tǒng)主要由智慧監(jiān)控單元(或智慧監(jiān)控球)、補(bǔ)光

28、燈（選配）、光纖收發(fā)器等組成。3.1.1.2 后端分析模式負(fù)責(zé)完成道路斷面的高清視頻圖像采集、編碼、壓縮，視頻流傳輸給后端視頻云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器，由分析服務(wù)器完成對機(jī)動車的信息采集和分類。后端分析模式下的智慧監(jiān)控系統(tǒng)，前端主要有普通監(jiān)控攝像機(jī)、補(bǔ)光燈（選配）、光纖收發(fā)器等組成。3.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)組網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)、圖片的傳輸與交換。前端接入網(wǎng)絡(luò)一般通過租用運營商光纖鏈路組建專網(wǎng)（裸光纖或帶寬租用），對于市區(qū)較密集的點位可通過EPON方式組網(wǎng)，對于偏遠(yuǎn)地區(qū)可采用WLAN方式組網(wǎng)。中心網(wǎng)絡(luò)主要由接入層交換機(jī)以及核心交換機(jī)組成。3.1.3 后端管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)的匯聚、處

29、理、存儲、應(yīng)用、管理與共享，由中心管理平臺和存儲系統(tǒng)組成。中心管理平臺由搭載平臺軟件模塊的服務(wù)器組成，包括：管理服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器、圖片服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。3.1.4 中心存儲子系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模需求，可選擇NVR、直存磁盤陣列以及云存儲系統(tǒng)，能夠從智慧監(jiān)控前端直接取流存儲，其中直存磁盤陣列、云存儲系統(tǒng)可實現(xiàn)視頻流、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)混合存儲。3.1.5 后端云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器對于系統(tǒng)中存在的已建的純視頻監(jiān)控點位、無法通過系統(tǒng)升級而具備豐富的結(jié)構(gòu)化分析的前端點位，系統(tǒng)通過后端云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器取實時視頻流，在后端進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析，其效果與前端分析一樣，能夠獲取車輛屬性、交通參數(shù)等數(shù)據(jù)信息

30、，并可實現(xiàn)標(biāo)簽化的視頻存儲。3.2 典型結(jié)構(gòu)圖1.典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.3 總體構(gòu)架根據(jù)視頻智能分析設(shè)備的應(yīng)用形態(tài)以及核心設(shè)備部署位置的不同，智慧監(jiān)控系統(tǒng)可分為前端分析和后端分析兩種架構(gòu)。3.3.1 前端分析模式由前端一體化智慧監(jiān)控單元或智慧監(jiān)控球完成對常規(guī)道路斷面的全覆蓋監(jiān)控和全天候錄像，同時實現(xiàn)車輛捕獲、車牌識別、車型識別、車身顏色識別、車流量統(tǒng)計等智能分析功能。智慧監(jiān)控系統(tǒng)前端可安裝在街道、公路兩邊的立桿橫桿或龍門架上，對道路進(jìn)行監(jiān)控，并實現(xiàn)視頻圖像結(jié)構(gòu)化描述（提取車輛特征信息）。單個230萬像素智慧監(jiān)控前端支持同時分析最多3個車道的過往車輛，并對56個車道進(jìn)行監(jiān)控，600萬像素最多分析車道數(shù)

31、則可增至4個。圖2.道路智慧監(jiān)控系統(tǒng)·前端分析模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.3.2 后端分析模式通過部署大路數(shù)高并發(fā)的視頻云結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器，接收普通監(jiān)控攝像機(jī)采集的視頻，實現(xiàn)對道路監(jiān)控視頻的車牌識別、車輛特征信息提取，并且能夠根據(jù)車輛特征信息進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、錄像定位及回放。智慧監(jiān)控終端服務(wù)器具備良好的兼容性，支持從多種設(shè)備取視頻流進(jìn)行分析，設(shè)備類型包括IPC、DVR、NVR、CVR、視頻綜合平臺、流媒體服務(wù)器等，以及支持Onvif、RTSP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的其它廠家攝像機(jī)，適用范圍廣泛。后端分析架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對原有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行利舊，以最小成本提高道路監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價值，讓道路監(jiān)控系統(tǒng)智能化。圖3.道路智慧監(jiān)

32、控系統(tǒng)·后端分析模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.4 信息流向3.4.1 前端分析模式3.4.1.1 實時預(yù)覽圖4.實時預(yù)覽流3.4.1.2 錄像回放圖5.錄像回放流3.4.1.3錄像檢索圖6.錄像檢索流3.4.1.4圖片存儲、預(yù)覽及回放圖7.圖片存儲、預(yù)覽及回放3.4.2后端分析模式3.4.2.1實時預(yù)覽圖8.實時預(yù)覽流3.4.2.2錄像回放圖9.錄像回放流3.4.2.3錄像檢索圖10.錄像檢索流3.4.2.4圖片存儲、預(yù)覽及回放圖11.圖片存儲、預(yù)覽及回放3.5應(yīng)用環(huán)境本系統(tǒng)適用于城市快速路、主干道、次干道、支路等城市道路環(huán)境以及城鄉(xiāng)結(jié)合路段、鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路等，主要用于道路路面監(jiān)控及特征目標(biāo)捕獲分析。建

33、議單臺230萬像素智慧監(jiān)控單元監(jiān)控覆蓋視場不大于雙向6車道。最優(yōu)應(yīng)用環(huán)境：雙向4車道道路斷面/單臺智慧監(jiān)控單元（或智慧監(jiān)控球）常規(guī)應(yīng)用環(huán)境：圖12.前端部署（小場景）雙向6車道道路斷面/單臺智慧監(jiān)控單元（或智慧監(jiān)控球）圖13.前端部署（大場景）單臺智慧監(jiān)控單元（或智慧監(jiān)控球）可實現(xiàn)對6車道及以下道路斷面的高清視頻監(jiān)控的全覆蓋；同時對臨近智慧監(jiān)控單元（或智慧監(jiān)控球）的2-3條車道的機(jī)動車進(jìn)行自動抓拍，并完成對機(jī)動車特征屬性的自動提取以及視頻標(biāo)簽的自動疊加。對于600萬像素智慧監(jiān)控前端，相對于230萬像素前端，能夠在視場范圍上多覆蓋12個車道，并能夠識別4個車道的機(jī)動車進(jìn)行自動抓拍、識別。3.6

34、用戶體驗3.6.1 道路全斷面高清視頻監(jiān)視智慧監(jiān)控前端可對縱深近200米的距離進(jìn)行監(jiān)控，橫向監(jiān)控覆蓋逾6車道，分辨率1920×1200pixel。圖14.道路全斷面視頻監(jiān)控3.6.2 全實時高清錄像智慧監(jiān)控前端在進(jìn)行機(jī)動車抓拍的同時還能夠提供一路全實時的高清視頻流（25fps1920×1200pixel/CMOS、25fps3072×2048pixel/CMOS）。圖15.實時高清錄像3.6.3 機(jī)動車抓拍記錄圖16.機(jī)動車抓拍-第1車道在滿足監(jiān)控場景不大于雙向六車道的條件下，系統(tǒng)能夠?qū)νㄟ^監(jiān)控點視頻監(jiān)控覆蓋范圍內(nèi)靠近攝像機(jī)的3條車道進(jìn)行自動車輛捕獲和識別，抓拍1張照片并生成一條機(jī)動車通行記錄。圖17.機(jī)動車抓拍-第2車道圖18.機(jī)動車抓拍-第3車道3.6.4 機(jī)動車特征屬性自動提取?車牌號碼識別表1車輛號牌識別字符字