项目解决方案：“ZL铁路轨行车辆”实时视频监控系统

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一、建设背景

1.1 政策背景

1.2 现状

二、建设目标

三、建设依据

四、建设原则

4.1经济高效性

4.2系统开放性

4.3系统继承性

4.4系统扩展性

4.5系统经济性

4.6系统安全性

五、系统架构

5.1系统架构图

5.2技术架构

1、DVS

2、中心管理服务器

3、客户端

六、平台功能设计

6.1视音频实时预览

6.2轨迹回放

6.3录像检索与回放功能

6.4图片抓拍

6.5手机监控

6.6用户权限管理功能

6.7告警管理与联动功能

6.8电子地图

6.9语音对讲和语音广播

6.10电视墙

6.11统计查询

6.12系统管理

七、前段采集设备介绍

7.1车载视频监控设备简介

1、产品规格说明

2、产品主要功能

7.2 高清车载摄像机

1、产品特性

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一、建设背景

1.1 政策背景

        2013年，铁总局发布《铁路综合视频监控系统技术规范》文件，要求铁路综合视频监控系统建设应遵循统一规划、合理布局、互联互通、资源共享的原则，采用先进的视频监控技术，基于铁路系统的IP网络，构建数字化、智能化、分布式的网络视频监控系统，实现视频网络资源和信息资源共享。同时考虑调度、车务、货运、客运、机务、工务、车辆、公安、护路监控、防灾监控、牵引供电和电路、救援抢险、应急管理等多种需求。

        规范还对铁路综合视频监控系统的网络架构做了明文规定：“铁路综合视频监控系统主要由视频节点设备、视频采集点前端设备、视频网络和用户终端构成。其中，视频接入节点位于高铁沿线的各站段或中间站，负责视频的前端采集、编码等;视频区域节点位于路局及客专调度所，主要设备为分散分布的网络录像机(NVR)、硬盘录像机(DVR)、存储设备，同时也可进行大屏集中监控、网管、流媒体转发等;视频核心节点位于铁总局，可对视频监控信息进行调用和汇总。铁路综合视频监控系统的视频业务通过数据网承载，视频采集点的视频信息可通过光缆、电缆或无线传输等方式接入到所属的视频接入节点。”

1.2 现状

        近几年中国的铁路建设进入了高速发展时期，为了保障铁路的安全运营，视频监控得到了大量应用。同时，人们对图像的要求也越来越高，从最开始的能看到图像，到现在的要看到清晰的图像，再到今后的能进行处理分析的高清晰图像等等。在数字监控潮流下，对图像清晰度的追求成为了视频监控一个重要的发展趋势，高清摄像机及高清监控系统的应用也逐渐被铁路行业所重视。

        ZL铁路是“一带一路”旗舰工程，是泛亚铁路中通道，MW铁路起于ZL边境口岸磨丁，向北接中国YN省新建YX－MH铁路，向南经LW北部的NT省、WDMS省、LBL邦省、WX省后到达线路终点—LW首都WX市，单线电气化铁路，设计速度160km/h，线路全长414.332km。

        轨道工程线路长，轨行设备多，为充分展现中国企业现代化施工形象，高效的推动施工生产，故需在调度中心增设轨行设备行车监控视频系统。

二、建设目标

        在MW铁路投入的17台机车和5台轨道车上安装车载视频（带一定存储功能）和行车定位功能（施工车辆）。调度中心投入一台电脑和视频。

        轨行车辆是双向驾驶，需要在每台车辆前后安装，启动哪个方向驾驶，就启动相应驾驶方向的行车视频。

        在一台屏幕上可显示多台不同型号的轨行车辆的情况和位置。

        MW铁路是单线铁路、 故区间是一条线，只有车站是多股道线路，需要将轨行车辆定位至相应股道。

        通过电脑实时可调出不同车辆现场视频情况，车载视频可在本地存储3天。

三、建设依据

1. 安全防范系统通用图形符号   GA/T74-2001
2. 安全防范工程程序与要求     GA/T75-2001
3. 安全防范工程技术规范       GB 50348-2004
4. 计算机网络规范             100BASE-T
5. 安全防范系统验收规则       GA/T308-2001
6. 智能建筑设计标准           GB/T50314-2000
7. 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》    GB50198-94
8. 《公安部安全技术防范系统设计施工总则》

四、建设原则

4.1经济高效性

        经济高效性。技术方案设计充分考虑市场经济原则，既有利于列车的安全方便管理，又有利于降低系统投资成本，特别是运营成本，能够充分考虑总控中心的市场化经营模式。

4.2系统开放性

        系统的开放性。系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，并支持二次开发。

4.3系统继承性

        系统的继承性。最大限度利用原有部分设备，充分利用已有硬件设备和网络资源。

4.4系统扩展性

        系统的可扩展性。对系统终期容量及网络发展设想进行方案设计，实现平滑扩容。采用智能接口技术，能够满足系统向4G等不同无线通信系统平台的平滑过渡，建立一个跨平台的网控中心。对于不同的通信平台，只需要在总控制中心分别设置一台前置设备进行数据交换即可实现连接。降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护、升级的效率。

4.5系统经济性

        系统经济性。在技术方案中，在性价比最好的情况下尽量做到最低成本。在考虑终端设备价格同时，还考虑了通讯系统运营费用。

4.6系统安全性

        系统设计时考虑的安全性包括：系统在互联网上防止非法用户使用系统资源、防止网络病毒的入侵；在数据传输上，防止数据的泄漏，防止数据传输时出错；实现完整的网管系统，实时检测整个网络的运行状况；软件设计时，采用出错冗余技术，保证系统的运行的安全性。

五、系统架构

5.1系统架构图

5.2技术架构

        系统从逻辑上主要包括三个部分：前端设备（即DVS）、中心管理服务器、客户端。下面分别描述这三部分的功能：

1、DVS

        DVS网络视频服务器、又叫数字视频编码器，是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备，由音视频压缩编解码器芯片、输入输出通道、网络接口、音视频接口、RS485串行接口控制、协议接口控制、系统软件管理等构成，主要是提供视频压缩或解压功能，完成图象数据的采集或复原等，将模拟的视频信号压缩编码为H.264的码流，然后通过通信信道传输出去，本系统可采用的信道包括无线信道进行传输。无线通道采用4G无线网络。目前，国内城市都已经部署了4G无线网络，为无线视频传输搭建了良好的平台。

2、中心管理服务器

        监控平台包括中心管理服务、转发服务、存储服务器等，其作用简单概括是管理协调系统的运作，并在前端设备与客户端之间建立联系，与视频流转发。编码器拔号连入4G网络后，首先是向视频服务器注册，把自身的信息向系统报告，报告的信息包括本编码器是否已准备就绪，是否有云台连接到本编码器，客户端才能以此来发现前端设备。客户端对前端设备的操作也是通过视频服务器转发到前端设备的。

        中心管理服务是业务系统的核心，提供编码器终端上线注册功能，并与终端实时保持心跳连接；是一个中心通信枢纽，连接了所有终端设备和网络模块，主要起到注册和定位的作用。终端设备通过中心管理服务器注册，成为在线设备，所有的终端设备，以及转发服务器和存储服务器等网络模块都必须在中心管理服务器注册，成为在线设备。在线设备之间通常在中心管理服务器的协助下进行通讯。通过客户端可以进行视频监控业务操作。

        主要功能包括：用户管理、设备管理、日志管理、业务管理。主要完成业务管理、用户和设备管理等功能。

        转发服务器作为监控中心和终端（编码器）交互的平台，主要进行数据图像和报警信号的转发工作，并进行操作员权限的认证和管理。平常用户访问的合法图像，都是直接来自于前端视频服务器，保证了现场图像的实时性：但是在大量用户同时访问某个热点前端图像的情况下，前端服务器压力就非常大，网络带宽也有限制，这样可能无法保证所有用户的正常连接、观看图像。转发服务器就解决了这一难题。

        存储服务器主要对视频的远程存储、历史视频回放、存储策略、调看前端DVS视频、GPS数据等进行存储。

3、客户端

        客户端主要是应用于PC上视频监控，接收来自转发服务器的视频流，并播放给用户观看。另外它还有一些辅助功能，具体是：调看历史视频功能、修改前端DVS参数的功能、控制云台的功能，移动侦测的设置功能，OSD的设置功能。

六、平台功能设计

6.1视音频实时预览

视音频实时预览主要指实时图像查功能。

1. 支持预览时画面分割：单画面、4画面、5画面、9画面等多种可选分屏监控方式；
2. 支持电子缩放，可以对鼠标选中局部区域进行放大，可以拖动选中框漫游,可以通过鼠标滚轮放大缩小选中区域；
3. 可以对实时的码流情况进行分析，并以图表形式显示
4. 支持即时回放，对正在预览的视频保存当前时间前若干时间的数据可以立即回放
5. 支持实时音视频和电子地图同步查看。

6.2轨迹回放

        历史轨迹主要功能是对车辆历史行驶轨迹的回放查看，可以方便的查询到车辆是否按照要求的线路行驶，是否有过什么问题出现，以及在轨迹回放过程中，系统在截取点都列有详细地址及车辆状况，包括了截取点的车牌号、车辆在这一地点的方向、速度、经度、纬度、地理位置等，显示的这些详细内容与轨迹播放中的车辆运行全程保持同步。还可以导出轨迹回放报表到Excel表格，方便查看共享。

6.3录像检索与回放功能

        包括检索和回放车载监控主机本地存储和中心存储服务器内的录像资料。

1. 支持中心服务器录像的搜索和回放，并提供联动回放控制功能，支持暂停、快进、快退等操作；
2. 支持车载监控主机录像的搜索和回放，并提供联动回放控制功能，支持暂停、快进、快退等操作；
3. 支持视频剪辑，可以自由选取剪辑的开始和结束时间，一段录像可以分若干段剪辑。

6.4图片抓拍

1. 支持将图片保存在前端存储设备、中心存储服务器和客户端本地；
2. 支持多种图片的抓拍方式，可以手动抓拍、定时抓拍、定点抓拍和报警触发抓拍；
3. 可以搜索各个地方存储的图片，并以缩略图的方式显示。

6.5手机监控

        手机监控主要是利用手机终端的移动性，来解决视频监控以往只能在监控中心或者办公室浏览视频，无法做到随时随地的问题。利用手机监控，用户可以随时调阅感兴趣的视频资源，及时发现问题解决问题，同时，平台的报警系统可以和手机监控结合，当平台发生报警时，可以向客户的手机发送报警短信，同时发送一个视频链接到客户手机，客户只需点击链接就可以直接调看相关的视频，不要再进行登陆客户端等繁琐操作，第一时间看到报警现场的情况。

6.6用户权限管理功能

        中心管理服务器对系统管理员和监控用户进行管理。

1. 支持定义系统管理员角色，具备超级管理员角色，每类管理角色可以分配任何指定的管理权限；
2. 支持创建监控用户并分配其监控权限；
3. 管理员和监控用户可以按照机构分级，可以支持无限级机构；
4. 每级管理员只能负责本级范围内的管理工作，监控用户只能监控本级范围内的视频画面；
5. 支持划分用户等级，同一机构下等级高的用户具有访问同一资源的优先权。

6.7告警管理与联动功能

1. 支持自定义报警分类和报警级别，并根据分类和级别定义相应的报警联动策略；
2. 报警可以联动前端设备、中心存储服务器和客户端本地录像；
3. 报警可以联动前端设备、中心存储服务器和客户端本地抓拍图片；
4. 报警时可以立即在电视墙上将事发车辆的视频显示在显著位置；
5. 报警时可以在电子地图上明显标记车辆，并实时跟踪
6. 监控人员可以将报警事件形成案件，并上报到管理服务器进行存储。

6.8电子地图

        实现基本的电子地图功能，并可以方便的在电子地图上增加热点，记录设备的相关信息，同时集成视频预览、设置、报警联动等功能，使操作更加形象化。同时，系统还可以与GPS、GIS等系统进行有效地结合，提供更加丰富的功能支持。

6.9语音对讲和语音广播

1. 系统可以与前端实现语音对讲交互功能。
2. 系统支持同时向多个前端设备发送音频广播。
3. 实现语音对讲必须由控制中心发起。

6.10电视墙

        系统支持客户端集成解码卡和解码服务器两种模式实现电视墙功能，可以实现单画面和多画面的分组轮询，可以配置当报警发生时，在电视墙指定的显著位置显示报警现场画面。

6.11统计查询

        系统具有报警统计查询功能（报警统计报表、紧急报警查询、GPS信号丢失报警查询、存储介质故障查询、视频丢失报警查询、设备故障报警查询、）、车辆上线明细表。

6.12系统管理

        本系统具有角色管理、用户管理、日志管理、系统设置。

七、前段采集设备介绍

7.1车载视频监控设备简介

        行驶记录仪是专为车载视频监控、行业定点远程监控、车行驶记录开发的一款高性价比、功能丰富、可扩展性好的设备。它采用高性能处理器和linux2.6操作系统，涵盖了视频监控领域最成熟的H.264视频压缩/解压缩、无线拨号、GPS定位、无线数据传输等技术。

        支持硬盘+SD卡存储。该产品在兼顾标准八路1080P音视频、本地录像、录音、本地录像回放、数据存储和设备维护、WiFi等功能外，采用GPS模块或GPS/北斗模块双模配置，以其独特的车辆调度、监控、里程统计、TTS语音播报/提示、多种报警功能及诸多扩展功能。

1、产品规格说明

产品规格如下表：

规格项		说明
协议		符合JT794标准，支持部标JT808、GB19056、JT1076/1077等多种协议
电源输入		支持多种电源输入(DC +8V～36V)，符合12V/24V车辆电气要求
		点火信号（车钥匙） ≤6V，点火信号关闭 ≥7.5V，点火信号开启
摄像头供电电源（AV IN1-AVIN8）		摄像头电源输出+12V，输出电压12V（+/-0.5V），最大输出电流3A（输出带过流保护），每路摄像头红外开启后电流不超过0.35A。
显示屏供电电源（AV OUT）		显示屏供电输出，+12V（+/-0.5V），每路屏的电流不超过0.75A。
外接设备电源输出（DC OUT）		输出电压12V（+/-0.5V），最大输出电流0.75A 显示屏和12VOUT供电只能二选一
		+5V，输出电压5V（+/-0.2V），最大输出电流1A
功耗		9W(无外设)
录像存储媒质		SD卡（读写速度-class 10，可支持1张SD卡，单张SD卡最大128GB） SD卡采用循环录像方式 SD卡可做主备存储 机械硬盘和固态硬盘存储
视频	视频流标准	ISO14496-10
	视频码率	16Kbps～2000Kbps可调
	视频输入	八路标清或八路高清（720P/1080P）视频输入1.0Vp-p，阻抗75Ω
	视频输出	一路复合视频输出1.0Vp-p，阻抗75Ω
	本地视频输出显示	单画面、四画面、九画面可配置
	视频制式	PAL/NTSC制式
	图像压缩标准	H.264 Main Profile
	图像分辨率	QCIF/CIF/HD1/D1可选(最大支持四路D1)、720P、1080P
音频	音频压缩标准	G.726
	音频输入	支持八路音频输入
	音频输出	单路音频输出
	录音方式	声音与视频同步录制
	音频码率	16Kbps/32Kbps/40Kbps可选
语音对讲	语音对讲	外接咪头和喇叭，支持语音对讲功能
TTS语音播报	TTS语音播报	支持外接TTS语音播报器
G-sense	碰撞	内置三轴加速度传感器，大于1g进行碰撞报警。
	侧翻报警	侧翻是检测相对水平面的角度。交通部默认是30度，大于30度就报警。
掉电保护	掉电保护	内置锂电池，在主电掉电情况下，设备可工作2min，进行数据存储，上报数据。
I/O	I/O报警输入	支持7路I/O口报警输入。 高电平报警输入值：6～36Ｖ 低电平报警输入值：0～5V
	劫警输入	默认为高电平，低电平（0V-0.8V)有效。
	高电平报警输出	2路高电平报警输出。 开关量最大支持12V&0.3A的通流能力。
驾驶员身份识别	驾驶员身份识别	支持可接触24C02类型IC卡。
通信接口	串行接口	支持一个RS485接口，支持一个RS232接口
	CANBUS接口	一路CAN接口，兼容CAN2.0B
	网络接口	一路10M/100M自适应网络RJ45接口
USB接口	USB2.0	USB2.0高速传输
无线通信	Wifi接口	支持802.11b/g/n，2.4G/5.8G无线
	3G/4G接口	支持LTE
GPS/北斗双模	首次冷启动时间	≤35s
	首次热启动时间	≤2s
	重捕捉时间	≤2s
	定位精度	水平≤15m，高程≤30m
	测速精度	≤2m/S
	跟踪灵敏度	-159dBm
	捕获	-144dBm
	GNSS频率	BD1 B1/GPS L1
	导航数据格式	NMEA 0813
其他	工作温度	-20～+70℃（通风良好条件下的环境温度）
	尺寸外观	长188mm*宽177mm*高58mm

2、产品主要功能

产品主要功能如下表：

功能大类	功能小类	功能说明
音视频监控	实时音视频	标清支持1～8路实时音视频上传（最大编码能力：支持8路25帧1080P实时编码）；高清支持1~4路实时音视频上传（最大编码能力：支持4路25帧720P实时编码） OSD叠加（时间、通道名称、GPS、车速、车牌） 支持平台和WEB页面请求音视频（监听或对讲）
	音视频录像	支持全部通道实时录像 录像OSD叠加，例如：时间、通道名称、GPS、车速； 支持音视频参数本地或远程平台设置 通道编码禁启用，支持灾备自动录像 支持紧急报警录像 支持录像自动覆盖 支持本地或平台软件回放单路录像，且能播放、暂停、拖动等控制 支持本地和平台录像下载导出指定时间段录像
调度监控	定位	支持GPS/BD实时进行定位数据采集功能 系统支持获取GPS（或北斗）速度功能 系统支持在无线断网重连平台后将GPS（或北斗）数据补传到平台
	里程统计	支持GPS/北斗里程数据统计
	TTS语音	监控中心可下发调度信息，同步TTS语音播放 超速和疲劳驾驶报警产生时可TTS语音提示
	车载电话 （此功能定制）	支持车载电话功能（双向语音通话、单向语音监听）
	图像抓拍	支持图像抓拍（定时抓拍、即时抓拍）
	报警及状态	支持超速报警 支持紧急报警 支持疲劳驾驶报警 支持停车超时报警 支持线路偏移报警 支持进出区域报警 支持存储故障/视频丢失报警 支持GNSS异常相关报警 支持碰撞/侧翻报警 支持IO定义的状态触发上报
设备维护	设备自检	设备可对自身状态进行检查，有问题时进行故障提示 设备前面板有状态图标，状态信息丰富
	设备休眠	可设置在ACC断开一段时间后设备关闭某部分电路，进入休眠省电模式，定时上报位置信息
	管理控制	操作语言：中文/英文 操作界面：WEB浏览器界面 用户管理：用户密码、管理密码两级密码管理 时间同步设置：GPS校时、服务器校时、网络校时、手动校时 配置文件导入导出 前面板LCD及LED指示灯显示设备状态
	设备升级	本地可通过U盘或WEB界面或对设备进行软件升级
		支持平台远程升级
	开关机模式	支持定时开关机、点火两种开关机模式
	宽电压	支持宽电压工作（8V~36V），适配不同车型可配置
	备用电池	标配1200mAh锂电池，主电断电后备电自动供电
	存储格式化	支持存储介质自动格式化及手动格式化
	事件日志	完善的日志记录设备实时报警、管理操作等事件
	延时关机	支持点火开关关闭后延时关机
行驶记录仪	自检功能	开机时，自动对CPS天线、3G天线、IC卡检测、备电检测
	数据记录	精确检测并记录车速、刹车、转向灯、近远光状态及行驶里程，并存储本地存储介质，同时中心平台能通过无线网络采集，本地可U盘导出记录的数据
	数据通信	支持RS232通信、USB通信、驾驶人IC卡
	安全警示	超时驾驶语音及上报、超速驾驶语音及上报、刷卡提示
	显示打印导出	菜单显示、行驶记录数据打印或导出
WiFi功能（可选）	AP热点	把设备当做一个移动的开放路由器，供带WiFi功能的客户端连接无线上网
IO及扩展功能	透明通道传输	提供透明通道，用于RTU（传感器）数据的传输
	云台控制	预留RS-485接口连接云台（支持PELCO-D和PELCO-P协议）
	开关量采集	支持7路开关量采集，低于5V为低电平，高于6V为高电平
	脉冲量采集	支持2路脉冲量采集，采集车速并上报到服务器
	CAN信息采集	支持一路CAN信息采集，采集发动机和车身CAN的数据
	RS232接口连接	前置DB9接口，用于调试参数设置，还可接打印机
	USB接口连接	用于导出行车记录仪数据； 支持对外设充电电流500mA；
	AD量采集	支持2路AD量采集，电压范围0~36V
	显示屏	132*64单显屏，用于人机交互，带背光
	驾驶员身份识别	内置接触式IC卡装置
	12V高电平输出	硬件支持2路，适合EGR车型控制
	劫警装置	支持外接劫警按钮
	内置电池	支持终端自身供电
	交通部部标	支持JT/T 794-2011和JT/T 808-2011协议
	行车记录仪（3C）	GB/T 19056-2012
	远程配置参数	支持远程更新参数
	不规范驾驶模型	根据客户需求可增加模型 超速预警/报警 碰撞报警（默认1g加速度） 疲劳驾驶预警/报警（默认连续驾驶4小时） 车辆侧翻预警
	休眠唤醒	ACC OFF状态下外设断电关闭，默认每隔5分钟上报一次位置信息
	多中心接入	产品可同时连接两个的监控中心，并能获取监控中心下发的信息，产品能按设置的时间定期连接设定的监控中心平台
	多终端管理	产品支持列线网络远程方式实现产品在监控中心的注册、注销以及固件更新、固件参数的修改、查询、重新启动、恢复出厂设置等功能；同时产品也支持用过本地更新固件（USB等方式）
	区域提醒	产品可存储有不少于24个多边形或圆形区域，当车辆驶入禁入区域或驶出禁出区域时触发，监控区域可由监控中心远程设置
	线路偏离提醒	产品可存储不少于24条路线，每条路线最多16个点，当车辆偏离设定的线路时，触发报警，监控线路可由监控中心远程设置
	消息接收	设备可以接收到服务器的消息，并能自动以语音和文字两种方式同时播放消息
	盲点补偿	当联网遇到网络不正常或其它原因导致产品不能联网，产品能够自动保存数据，并在下次正常联网时一起上报数据
	外接AV屏	支持外接7寸AV屏显示实时视频

7.2 高清车载摄像机

1、产品特性

• 金属外壳
• 航空头母头,标配3.6mm镜头（可选2.8mm）
• 720P高清
• 红外有效距离15米
• DC12V
• IP67级防水