高速公路视频监控设计方案

自隆高速方案设计目录第一章项目概述 (3)第二章视频监控系统整体改造方案建议 (4)2.1、系统设计依据 (4)2.2、系统设计方法 (4)2.3、设备选型依据 (5)2.4.1 1080P网络高清摄像机 (5)2.4.2 VDE300带码流控制工业以太网交换机视频综合管理系统 (8)第三章、方案详细设计 (14)3.1 系统总体结构及概述 (14)3.2 自隆高速CCTV系统详解 (15)3.3 监控分中心系统构成 (21)第四章、设备介绍 (22)4.1 传输设备 (22)4.1.1 VDE300带码流控制工业以太网交换机视频综合管理系统 (22)4.1.2 VDE300工业以太网远端模块设备特点 (23)4.2 软件管理平台介绍 (24)第一章项目概述自隆高速路现需要对其进行系统设计,鉴于全省高速路段联网控制及未来高清化趋势，结合自隆路段自身需求，便于自隆高速路段监控设施形成一个面向未来的更完善的系统，减轻维护管理难度，降低维护管理成本。

特向贵司推荐微迪VDE300带码流控制工业以太网交换机视频综合管理系统，该管理系统具有如下特点：●先进性：采用科学的、主流的，符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高、兼容性强。

●可靠性：采用成熟、稳定、完善和通用的技术设备，系统具有一致性，升级能力和技术支持，能够保证全天候不间断长期稳定运行，有完备的技术培训和质量保证体系,整个系统成环可以在某条线缆故障时自动切换到另一环路。

●实用性：设计合理，构架简洁，功能完备，切合实际，能有效提高工作效率。

●经济性：在充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。

采用经济实用的技术和设备，充分利用现有的设备和资源，综合考虑系统的建设、升级、联网和维护费用，不盲目投入。

●灵活性：该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用，可节约大量系统光纤资源。

●提高监管力度与综合管理水平：本项目系统设备控制高效率、准确及可靠。

本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，实时动态撑握监视及报警情况。

本系统设计大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

第二章视频监控系统整体改造方案建议2.1、系统设计依据本系统的所有设计和施工方案均遵循有关国际和国家标准进行，在硬件的配置上也都采用标准结构，以使系统具有开放性。

整个监控系统的设计、施工过程严格按国家标准《民用闭路监视电视系统工程技术规范》进行；通讯信号的传输和通讯设备的选用则遵循国际电信联盟ITU—TH.320、ITU—TG.703；软件开发上严格按照软件工程设计规范进行。

本系统所遵循的主要标准如下所列：GB50198—94 民用闭路监视电视系统工程技术规范GB4728—85 电气图用图形符号国家标准GBJ115—87 工业电视系统工程设计规范YDJ1—89 邮电通讯电源设备安装设计规范GBJ79—85 工业企业通讯接地设计规范IEC364—4—41 保护接地和防雷接地标准GB50636-2010 城市轨道交通综合监控系统工程设计规范GB50348 安全防范工程技术规范GB50395-2007 视频安防监控系统工程设计规范2.2、系统设计方法针对客户需求及目前高速公路视频监控技术应用及发展趋势，我公司建议自隆高速系统建设方案如下：1、沿滩，富顺，狮市，响石，隆昌主线收费站车道、亭内、广场摄像机全部采用1080P网络高清摄像机。

2、收费站摄像机高清视频、亭内拾音器、脚踏报警开关、热线电话等业务，均通过“带码流控制工业以太网交换机”（以下简称VDE300-3042-4IPC）经光纤接入到2层工业以太网交换机（以下简称VDE300-6126G）再接入到三层工业以太网交换机进行统一管理。

3、新系统要有很好的扩容性，本次建设采用的视频综合管理系统以及远端设备主要负责收费车道的视频、数据业务，并为视频管理系统预留出足够的板卡位置，便于将来对车道视频传输、地方道路情报板数据传输、广场摄像机视频及控制传输进行升级，并预留与相邻站点及分中心的传输组网功能。

2.3、设备选型依据2.4.1 1080P网络高清摄像机近几年来，随着IP视频技术的不断发展，网络高清摄像机已经逐步取代广泛使用的模拟摄像机，应用在各种场合，尤其是在高速公路、智能交通、平安城市等视频路数多，对视频质量要求高的行业，那么我们为什么选择1080P网络高清摄像机呢？原因如下：1．扫描方式模拟摄像机基本为隔行扫描，运动画面容易出现模糊现象，数字高清摄像机则为逐行扫描或全局曝光，运动画面清晰。

隔行扫描（模拟摄像机）逐行扫描（数字摄像机）2．分辨率与解析度模拟摄像机无论有多高的解析度参数，只要接入录像机等后端设备，受最高D1分辨率限制，再加上反复的模数转换与D1反交错处理产生的损伤，最终获得的解析度只有150-400TVL，而数字高清摄像机分辨率高达720P与1080P，甚至更高，解析度可以达到800TVL以上。

3．噪点和干扰模拟摄像机视频从CCD传感器一出来就是模拟信号，而模拟信号无论是在摄像机内部，还是输出后传输过程中，都可能受到不同程度的干扰，从而产生波纹与噪点。

而数字高清摄像机输出的是数字信号，更不容易受到干扰，因此画面干净。

数字信号不易受干扰4．色彩还原度模拟摄像机输出的是CCTV广电标准复合模拟视频，是将亮度信号与色度信号调制在同一频带一起传输的，这种复合视频信号传给DVR时，首先由视频采集芯片（如：SAA7130,TW6816）将模拟信号转成数字信号。

同时还要负责把色度信号与亮度信号分离，可是，由于亮度与色彩信号占用了相同频带分离难以彻底。

导致色彩信号串到亮度信号里，亮度信号串到色彩信号里，导致模拟摄像机色彩还原度不好。

5．显示设备与效果最近几年，显示器与电视机（监视器）的分辨率越来越大，屏幕尺寸越来越大，而价格却越来越便宜，高速公路管理部门一般采用这种大屏幕的显示设备来进行实时监控。

然而，我们的模拟监控像素只有9到41万像素，远远小于大屏幕显示设备的1920X1080,如果把低像素放大满屏显示，画面清晰度极其模糊与糟糕，不仅如此，模拟监控的4:3画面显示在16:9的宽屏幕设备上，还要面临变形的烦恼。

综上所述，模拟摄像机和数字高清摄像机有如下技术对比：综上所述，数字高清监控是安防监控行业的发展趋势，因此我们推荐使用微迪的VDE300带码流控制工业以太网交换机视频综合管理系统和1080P网络高清摄像机完成此次自隆高速项目的建设。

2.4.2 VDE300带码流控制工业以太网交换机视频综合管理系统选择了网络高清摄像机进行前端视频采集，就必须为其搭配一套稳定可靠的传输和管理系统。

目前高速公路主流的视频监控方案主要有以下几种：1.数字非压缩光传输平台2.EPON无源光网络3.工业以太网交换机+商用三层交换机以下是几种方案的优缺点分析：高速公路监控系统主流视频平台分析数字非压缩光传输平台EPON无源光网络工业以太网交换机+商用三层交换机优点1.进入高速市场较早，市场占有率大。

2.主要针对非压缩视频。

3.组网方式较灵活，在光纤资源丰富的情况下，可组成链状、树形、星型、环形等网络。

1.在电信行业使用较广泛。

2.主要承载业务为数字信号，对IP视频流支持较好。

1.工业级设计，具备防水、防尘、防雾、抗电磁干扰、抗高低温、抗腐蚀等多种优点，稳定性极强。

2.价格比其他组网方式低。

3.设备功耗低。

4.设计目标就是承载IP数字信号，可方便接入IP高清图像。

5.组网方式灵活，可组成链状、树形、星型、环形等任意网络，实现环网链路备份。

6.采用标准的以太网协议，开放性接口，可任意接入其他符合以太网协议厂家设备，比如思科、华三等网络设备。

7.施工便利，接口为以太网或光纤，避免了传统同轴电缆的焊接工作。

缺点1.价格较贵。

2.其网络平台主要承载的是数字非压缩视频，每路视频为125M，占用带宽大，单纤传输非压缩视频最大为16路，对于1080P网络高清视频，提供端口及资源有限。

3.各设备厂商均采用的是自身独立的设备结构和算法，无统一标准，虽然宣称开放SDK包，但其实无法接入其他厂家设备，容易形成垄断。

4.在业务量较大的情况下会占用大量光纤资源。

1.组网方式单一，只能组链状或树形网络，无法成环，无法提供链路保护功能。

2.由于采取分光器逐级分光方式，施工、维护、升级极其不便，需要耗费大量人力物力进行逐级的光损耗测算，不适用于高速公路领域。

3.系统保密性有缺陷。

4.分光器会随时间老化，影响业务传输。

1.QoS无法保证，未针对IP图像的码流特性进行优化，在突发大码率情况下会形成网络拥堵，造成后端图像卡顿、丢包、拖影等现象，严重影响用户体验。

为规避突发码流带来的传输问题，很多系统在中心段调用的是各收费站NVR或IP-SAN中存储的图像，丧失了图像的实时性，同时由于已经经过了存储设备压缩，在大屏幕上显示效果远远低于实时IP图像。

2.系统保密性有缺陷，全交换体系可从网络中任意一点侵入。

3.业务层面只提供RJ45电口，无法兼容音频、开关量、低速数据等业务，为解决上述问题，有些项目多采用光端机等做辅助传输，形成多套传输系统，管理维护及其不变。

综上所述，以上方案对于高清IP监控视频的传输都存在或多或少的问题，给用户带来了诸多不便。

针对以上问题， VDE300除了具备工业以太网交换机的全部优点以外，还开创性的将带宽可管理的理念纳入到平台中去，真正实现了在任何网络结构下，都可以给每路1080P网络高清视频流分配一个独立的带宽，确保从最前端到中心端的每路视频流享有一个独立的，不被占用的带宽，同时结合微迪通信独有的IP 视频流量优化技术，从而从根本上避免了动态图像突发带来的视频流激增导致的IP视频传输卡顿、丢包、拖影、丢帧等各种问题，另外也解决了网络保密性的问题，即在网络中任意一点接入，只能收到该节点的信息，不能访问其他节点信息。

在目前高速公路的高清网络图像监控系统中，图像不流畅，不确定的卡顿是困扰用户的主要问题，导致这些问题的原因很多，其中一个非常重要的因素在于图像信号本身的特点。

在H264协议里定义了三种帧，完整编码的帧叫I帧，参考之前的I帧生成的只包含差异部分编码的帧叫P帧，还有一种参考前后的帧编码的帧叫B帧。

H264采用的核心算法是帧内压缩和帧间压缩，帧内压缩是生成I帧的算法，帧间压缩是生成B帧和P帧的算法。

I帧所包含的信息量远远大于B帧和P帧，所以通常所说的1080P图像4M码流仅仅是指图像的平均码流，但实际上在I帧出现的位置上会突发更高的码流，当在画面中出现大量运动图像的时候，瞬间码流甚至高达70M以上，参见图示：那么如何改善这种情况呢？微迪专利的VDE300码流处理优化技术可以改善这种状况，我们将急剧变化的码流结构加以优化，把突发的峰值码流适当控制，让码流结构更合理，那么就可以大大改善这种状况，最终的结果是在同样的情况下，图像的流畅性得到改善，得到更流畅的图像，换言之，在同样的网络资源下可以容纳更多路的高清图像，在更流畅的同时，降低了系统带宽资源配置，降低了系统的造价。