【文章內(nèi)容簡介】 避免使用不成熟、過分超前的技術(shù)和產(chǎn)品，在滿足用戶提出的詳細技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，盡力充分考慮周全，給出科學(xué)合理的優(yōu)化建議。? 可靠性系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的基石，從系統(tǒng)設(shè)計理念到系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，再到產(chǎn)品選型，都將持續(xù)秉承系統(tǒng)可靠性原則。并充分結(jié)合其它車載監(jiān)控系統(tǒng)的工程經(jīng)驗，吸取精華部分，為系統(tǒng)高可靠性的總體設(shè)計提供實踐依據(jù)，落實到單體設(shè)備時，都將選用高達數(shù)萬小時平均無故障時間的產(chǎn)品。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 8 頁 總共 48 頁? 經(jīng)濟性將用戶已有系統(tǒng)與視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)相結(jié)合，保護用戶投資，避免相同系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)。? 安全性系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性是不容忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在構(gòu)建系統(tǒng)平臺時，將借鑒運營商多年來的設(shè)計思想，全面實現(xiàn)系統(tǒng)防入侵、數(shù)據(jù)防泄漏。? 開放性本系統(tǒng)設(shè)計將采用標準化設(shè)計，嚴格遵循相關(guān)技術(shù)的國際、國內(nèi)和行業(yè)標準，確保系統(tǒng)之間的透明性和互通互聯(lián)，并充分考慮與其它系統(tǒng)的連接。在設(shè)計和設(shè)備選型時，將科學(xué)預(yù)測未來擴容需求，進行余量設(shè)計。? 易管理性、易維護性本系統(tǒng)將采用全中文、圖形化軟件實現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)管理與維護。自動檢測系統(tǒng)中任何一臺設(shè)備的運行狀態(tài)，并示出詳細參數(shù)，以輔助管理人員及時準確地判斷和解決問題。采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護工具，既降低了對管理人員進行專業(yè)知識的培訓(xùn)費用，又節(jié)省了日常頻繁地維護費用。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 9 頁 總共 48 頁第 3 章 系統(tǒng)方案設(shè)計 總體設(shè)計車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體可以分為四層結(jié)構(gòu)：設(shè)備接入層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、中心管理層和業(yè)務(wù)處理層，系統(tǒng)拓撲圖如下所示： 設(shè)備接入層設(shè)備接入層主要指安裝在車輛上，對車輛內(nèi)外部情況實施實時監(jiān)控的車載終端，主要包括視音頻、報警信息的采集設(shè)備、報警聯(lián)動輸出設(shè)備和音頻功放設(shè)備，以及 GPS 定位模塊、 3G 無線傳輸模塊等。 網(wǎng)絡(luò)傳輸層 網(wǎng)絡(luò)傳輸層是依托電信運營商的 3G 無線網(wǎng)絡(luò)，充分利用 3G 的帶寬資源傳輸視音頻和數(shù)據(jù)信息。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 10 頁 總共 48 頁 中心管理層中心管理層包括接入服務(wù)器、管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、流媒體服務(wù)器、存儲服務(wù)器、報警服務(wù)器等模塊，為整個系統(tǒng)的運行提供管理支撐。 業(yè)務(wù)處理層業(yè)務(wù)處理層是整個系統(tǒng)的最終展示，它提供了對視音頻數(shù)據(jù)的瀏覽、對各種采集數(shù)據(jù)的匯總以及處理等功能。 前端設(shè)計 前端攝像機前端攝像機主要負責(zé)采集車內(nèi)外的視頻信息，為了保證車輛及人員的安全，要求攝像機的覆蓋范圍要到達 95%以上，保證車內(nèi)無死角。前端攝像機采用 廣角彩轉(zhuǎn)黑紅外夜視高清晰 CCD 攝像機，攝像機分辨率在 480 線以上，照度黑白 ，彩色 ；攝像機通過車載硬盤錄像機取電。由于各種車輛的車型大小、車內(nèi)外的構(gòu)造等都差別很大，因此選用攝像機的數(shù)量和安裝的位置方式就必須充分考慮車輛的實際情況進行設(shè)計。這里以公交車為例，作簡單的說明。一輛普通的公交車最少需要安裝 4 個攝像頭，對車內(nèi)的各個位置進行監(jiān)控，如下圖所示：1) 1 號攝像機前門攝像機 —— 安裝于駕駛座后方的車內(nèi)頂板，鏡頭對著前車門及駕駛座位置，拍攝乘客上車、司機駕駛等情況，可記錄乘客上車信息并規(guī)范司機駕駛行為。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 11 頁 總共 48 頁2) 2 號攝像機車前攝像機 —— 位于在汽車擋風(fēng)玻璃后面，可安裝在車內(nèi)天花板或儀表板上，鏡頭朝前，用于拍攝前方道路狀況、行車標志信息、紅綠燈等，有利于提高駕駛員的交通規(guī)則意識，保障行車安全。3) 3 號攝像機車廂攝像機 —— 位于車廂前部的車內(nèi)頂板，鏡頭方向向后，可基本拍攝到車內(nèi)的所有位置，用于記錄乘客的各種行為，便于事后查證。4) 4 號攝像機后門攝像機 —— 安裝在車廂中后部天花板上，鏡頭朝向后車門，主要拍攝乘客下車情況，同時可兼顧拍攝發(fā)生在車廂后部的事件。實際的效果圖： 前端拾音器系統(tǒng)前端布置用于聲音采集的設(shè)備拾音器，可用于對車內(nèi)的聲音進行實時的采集。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 12 頁 總共 48 頁 數(shù)字視音頻編碼前端采集到的模擬視音頻信號接入數(shù)字硬盤錄像機進行數(shù)字化壓縮處理。首先將模擬視音頻進行數(shù)字編碼，再進行壓縮處理，處理后的數(shù)據(jù)根據(jù)需求進行存儲和無線網(wǎng)絡(luò)上傳。 GPS 定位模塊車載終端設(shè)備可將接收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS（Global Position System）的定位信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)定時發(fā)送至管理中心，管理人員在監(jiān)控中心可獲取車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息.。 緊急報警按鈕（可選）車輛上可以安裝緊急報警按鈕，在車輛發(fā)生緊急事件時，可以由司乘人員觸發(fā)報警按鈕，向管理中心報警，有管理中心迅速作出反應(yīng)。 液晶顯示屏（可選）系統(tǒng)在駕駛室布置一臺 7 英寸彩色液晶顯示屏，用于駕駛員觀察車內(nèi)情況。顯示屏采用逐行掃描方式，分辨率為 800600。駕駛員提供遙控器切換顯示車內(nèi)情況，可選擇單路畫面，也可瀏覽四分割畫面；管理員可通過遙控器實現(xiàn)基本功能外的相關(guān)功能如：資料查詢、系統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)資料下載等功能。液晶顯示屏由車載硬盤錄像機供電。 管理中心設(shè)計 CMS （中心管理服務(wù)器）CMS 是系統(tǒng)的中心管理服務(wù)器。主要功能是：? 用戶管理? 保存客戶和用戶信息，提供客戶的創(chuàng)建、修改、刪除、賦權(quán)等接口。用戶是有客戶的管理員創(chuàng)建和管理的，具體用戶的權(quán)限也是客戶管理員賦予的。? 用戶登錄時，CMS 負責(zé)對其鑒權(quán)。? 用戶執(zhí)行預(yù)覽、云臺控制等各種操作時，CMS 也要負責(zé)對其鑒權(quán)。? 記錄各個用戶的操作流水。? 匯總用戶使用的視頻流量，時間等信息。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 13 頁 總共 48 頁? 前端設(shè)備管理? 保存前端設(shè)備信息，提供前端設(shè)備的創(chuàng)建、修改等接口。? 實現(xiàn)對前端設(shè)備業(yè)務(wù)參數(shù)的配置和查詢。? 前端設(shè)備向平臺注冊時，CMS 對設(shè)備鑒權(quán)。? 匯總設(shè)備的在線狀態(tài)、時間、發(fā)送流量等信息。? 平臺模塊管理其他平臺模塊或者服務(wù)器（除了數(shù)據(jù)庫管理模塊）向 CMS 注冊，CMS 對其鑒權(quán)。? 能力封裝實現(xiàn)對外開放的能力接口，對外提供系統(tǒng)所能提供對外能力的 Web Service接口，將網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)所提供的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)能力封裝為標準的 Web Service API，供其它系統(tǒng)調(diào)用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)所提供的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。 VTDU（流媒體服務(wù)器）VTDU 是系統(tǒng)的媒體轉(zhuǎn)發(fā)/分發(fā)單元，是平臺側(cè)的核心媒體傳送網(wǎng)元，完成音視頻傳送功能?？梢苑植际讲渴?。主要功能是：? 轉(zhuǎn)發(fā)功能VTDU 能夠轉(zhuǎn)發(fā)來自前端的音視頻媒體流，根據(jù)調(diào)度指令轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的客戶端。? 分發(fā)功能VTDU 可將同一路媒體流同時發(fā)送向多個接受端。? 業(yè)務(wù)控制VTDU 可接收 CMS 調(diào)度命令，啟動并控制接收和分發(fā)。管理會話、維護接收與分發(fā)媒體流的映射關(guān)系。? 業(yè)務(wù)信息采集VTDU 可采集實時媒體訪問的時長/流量等計費信息，并上報匯總到CMS。 NRU（存儲服務(wù)器）NRU 是系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)錄像存儲單元，實現(xiàn)對音頻/視頻的接收存儲、錄像回放服務(wù)等功能。NRU 可連接 SAN、NAS 等各類物理存儲設(shè)備。 NRU 可實現(xiàn)公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 14 頁 總共 48 頁分布式部署。NRU 的主要功能及實現(xiàn)要求包括：? 錄像存儲NRU 支持從前端或 VTDU 獲取媒體流并存儲在所連接的存儲介質(zhì)中，并保存所存儲資料的索引。? 錄像檢索NRU 支持對檢索指令進行反饋，支持多種檢索方式。? 流式回放NRU 支持回放請求打開文件，并通過 RTSP 提供流媒體服務(wù)。? 錄像下載NRU 支持通過 RTSP 提供錄像下載服務(wù)。支持選擇時段的錄像下載方式。? 存儲介質(zhì)管理NRU 應(yīng)當可實現(xiàn)對 SAN、 NAS、DAS 等多種存儲設(shè)備的接入，并可管理存儲空間、存儲策略。 接入服務(wù)器接入服務(wù)器包括前端接入服務(wù)器 PAG 和客戶端接入服務(wù)器 CAG,。PAG 是系統(tǒng)的前端接入服務(wù)器，是系統(tǒng)與前端會話的模塊，部署在前端與CMS 之間。主要功能是：? 信令轉(zhuǎn)發(fā)PAG 實現(xiàn)前端的接入，接收和轉(zhuǎn)發(fā)由前端或 CAG 發(fā)來的信令。? 前端信令處理對前端來的信令，按照告警、心跳、一般信息等分類進行分揀。告警信息上報給告警服務(wù)器。處理心跳信息，如果判斷超時則上報告警服務(wù)器。一般的前端應(yīng)答消息則轉(zhuǎn)發(fā)給 CAG 或者其他對應(yīng)的服務(wù)器。CAG 是系統(tǒng)的客戶端接入網(wǎng)關(guān)，是系統(tǒng)與客戶端會話的模塊，部署在客戶端與 CMS 之間。在部署時， PAG、CAG 可以在同一臺設(shè)備上實現(xiàn)。主要功能是：? 信令轉(zhuǎn)發(fā)公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 15 頁 總共 48 頁CAG 實現(xiàn)客戶端的接入，接收和轉(zhuǎn)發(fā)由客戶端或 PAG 發(fā)來的信令。? 客戶端信令處理對于客戶端發(fā)出的請求消息，先在 CAG 這邊進行鑒權(quán)，如果有必要則轉(zhuǎn)發(fā)給 CMS 鑒權(quán)。鑒權(quán)通過后轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的服務(wù)器。 Alarm server（報警服務(wù)器）報警服務(wù)器是系統(tǒng)的告警管理單元。接受全部的告警（包括設(shè)備告警，服務(wù)器告警） ，接受客戶端或者其他服務(wù)器的告警訂閱，處理告警聯(lián)動。主要功能是：? 告警存儲將收到的告警存入數(shù)據(jù)庫。? 告警分發(fā)根據(jù)用戶的訂閱規(guī)則將告警分發(fā)給用戶。? 告警聯(lián)動根據(jù)告警聯(lián)動規(guī)則，實現(xiàn)告警聯(lián)動。 安全性與擴容性車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計時采用開放式架構(gòu)，充分考慮系統(tǒng)的安全性和易擴容性，系統(tǒng)的各個服務(wù)器模塊都是分布式獨立設(shè)計，可以很方便的進行集中部署和分布式部署，系統(tǒng)所有的關(guān)鍵模塊如設(shè)備接入網(wǎng)管、客戶端接入網(wǎng)關(guān)、報警服務(wù)器等都采用 N+1 備份，方便線性擴容，系統(tǒng)還專門設(shè)計了負載均衡服務(wù)器來實現(xiàn)這些模塊的負載均衡，使系統(tǒng)資源得到充分的應(yīng)用，而負責(zé)媒體交換的流媒體服務(wù)器是采用了流媒體代理的機制來實現(xiàn)多臺流媒體服務(wù)器的集群，同樣也可以實現(xiàn)線性擴容和負載均衡，中心存儲服務(wù)器同樣采用了視頻錄像管理模塊來實現(xiàn)多個錄像單元的集群，以達到線性擴容和負載均衡的目的。系統(tǒng)的管理和業(yè)務(wù)模塊如中心管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫則采用雙機熱備的方案，充分保證數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性。 存儲設(shè)計系統(tǒng)支持多種存儲方式：前端本地存儲、前端集中存儲和平臺集中存儲。前端本地存儲是指在前端設(shè)備本地中進行圖像存儲，一般配置大容量的硬盤或者 SD 卡等存儲介質(zhì)，前端本地存儲不需要通過網(wǎng)絡(luò)，減少對網(wǎng)絡(luò)資源的公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 16 頁 總共 48 頁占用，降低用戶對網(wǎng)絡(luò)接入的要求。前端集中存儲是指前端設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)直接將視頻圖像就近存儲在 NAS 等存儲設(shè)備上，這種存儲方式安全性較高，但由于錄像和實時預(yù)覽都是由前端傳輸視頻，對前端網(wǎng)絡(luò)要求比較高。平臺集中存儲是指平臺通過流媒體服務(wù)器將視頻流集中保存在中心存儲服務(wù)器上，這種方式數(shù)據(jù)安全性高、存儲空間大，但是由于同樣需要良好的網(wǎng)絡(luò)支持，對網(wǎng)絡(luò)依賴性比較高。根據(jù)車載監(jiān)控的特點和無線網(wǎng)絡(luò)的實際情況，本系統(tǒng)推薦使用前端本地存儲為主、平臺集中存儲為輔的方案，在前端本地可以存儲高清晰、完整的視頻數(shù)據(jù)，方便查證，在中心集中存儲用戶關(guān)心的視頻數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的安全，同時方便用戶隨時調(diào)閱查看。 無線流量控制設(shè)計由于 3G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還處于初期階段，3G 的資費還比較昂貴，而且由于無線網(wǎng)絡(luò)的特性，雖然 3G 的帶寬有了很大的提高，但是總體的網(wǎng)絡(luò)資源還是比較有限，為了節(jié)約 3G 資費，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，更好的使用 3G 網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)特別設(shè)計了很多無線流量控制的功能。 流量和時長統(tǒng)計為了使客戶在使用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)時能夠有效的對設(shè)備進行合理使用和流量感知，平臺特別設(shè)計了流量統(tǒng)計、查詢和提醒功能。1) 流量統(tǒng)計系統(tǒng)提供了兩種流量統(tǒng)計功能。包括：月流量統(tǒng)計（以月為單位進行單設(shè)備流量統(tǒng)計）和單次流量統(tǒng)計（以次為單位進行單設(shè)備流量統(tǒng)計） 。2) 流量查詢系統(tǒng)提供了設(shè)備流量的查詢功能，可以查詢每臺設(shè)備在某個時間范圍內(nèi)使用的流量情況。3) 流量時長提醒當用戶單次預(yù)覽某個設(shè)備一段時間后，客戶端軟件會自動彈出對話框，提示：您對 XX 設(shè)備預(yù)覽了 XX 分鐘，產(chǎn)生了 XX 流量，是否關(guān)閉預(yù)覽，以節(jié)省流量，保證設(shè)備的正常運行。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 17 頁 總共 48 頁 視頻分發(fā)為了降低多路并發(fā)訪問給前端 3G 傳輸造成重復(fù)流量和計費，系統(tǒng)采用流媒體技術(shù)解決多路并發(fā)訪問的問題，確保每路視頻在任何時候均只輸出 1 路碼流。多臺流媒體服務(wù)器構(gòu)成集群服務(wù)，采用負載均衡技術(shù)將視頻轉(zhuǎn)發(fā)壓力平均分攤到每臺流媒體服務(wù)器，相較于獨立的流媒體更穩(wěn)定、更智能、更先進。 限時播放在實時視頻預(yù)覽時，可以設(shè)定視頻播放的時間，當播放到達指定時間時，提示用戶是否關(guān)閉視頻，若無動作 10 秒后自動關(guān)閉視頻，避免由于人員疏忽等原因?qū)е乱曨l一直在傳輸，浪費網(wǎng)絡(luò)流量。操作方法1）在客戶端中，選擇限時預(yù)覽并配置時間長度2）打開一路視頻，右鍵菜單選中“限時預(yù)覽” 。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 18 頁 總共 48 頁3）限時時間到，會有對話框提示是否立即關(guān)閉預(yù)覽。 報警提醒用戶可以通過客戶端的設(shè)置，當設(shè)備發(fā)生報警的時候，客戶端立即彈出一個視頻窗口，播放現(xiàn)場的實時畫面，使用戶不用一直打開監(jiān)控畫面進行監(jiān)控，減少視頻傳輸帶來的流量消耗。公交車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第 19 頁 總共 48 頁 短信上下線用戶可以通過平臺發(fā)送短信到指定的車載設(shè)備，使相應(yīng)的設(shè)備斷開 3G 撥號連接或者重新開始