运钞车视频监控系统系统方案


运钞车视频监控系统技术方案

运钞车视频监控系统

技 术 方 案

20 年月日

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运钞车视频监控系统技术方案

1、项目背景 我国城市建设规模扩大, 车辆日益增多,给交通运输经营管理和合理调度警用车辆指挥及 安全管理已成为公安、 交通系统中一个重要问题。过去用于交通管理系统的设备主要是无线电 通信设备, 由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令,驾驶员只能自己判断说出车辆所在大概位 置,在生疏地带或夜间则无法确认自己方位迷路,同时执法过程也没有办法录像监视,指挥调 度中心无法实时监看到和联系到现场情况,不便于沟通和指挥。从调度管理和安全管理方面, 其应用受到限制。3G 视频及 GPS 定位技术的成熟给车辆、轮船等交通工具导航定位提供了具 体实时监看和位置定位能力。 车载 3G 视频 GPS 接收机使驾驶员能够随时知道自己具体位置及 随时将图像上传回指挥中心。车载硬盘录像机同时本地存储数据,车载云台摄像机可以 360 度连续旋转、 具备放大缩小, 无盲点进行视频监控和扫描, 所以可以将这些图像信息和 GPS 定 位信息发送给调度指挥中心, 调度指挥中心便可及时掌握各车辆具体位置,并大屏幕的图像显 示及电子图上显示出来。

1. 系统总体设计 运钞车电子监控系统由三部分组成:前端信号采集处理系统、数据传输系统、指挥中心管 理平台。 该解决方案重点描述车载硬盘录像机及配套设计。以下对三个系统的功能进行详细的 描述:

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1.1. 前端设备的关键功能及性能要求: 1.1.1. 数据存储
a)

在运钞车辆上安装车载移动视频监控终端,对车内视音频数据进行实时采集、压缩,考虑 到车辆频繁震动,建议采用 SD 卡或者 SSD 固态硬盘,由于不含机械部件,更加适合稳定 运行。如果考虑普通磁介质硬盘,必须有对硬盘良好的隔振设计。

b)

每台车载硬盘录像机接入 4 路视频信号,每路视频信号采用 D1 分辨率,25fps 帧率, 512Kbps 的码流。每辆车每天按 16 小时运行,这样每天需要的存储空间为:4 路×512K ×3600 秒×16 小时/8/1024/1024/0.9(格式化损失)=15.6GB。每台硬盘录像机最大支持 SD 卡容量为 16G,故一张 16G 的 SD 卡,大约一天时间就要覆盖一次。考虑到 SD 卡的理 论读写寿命为 10000 次(实际可能在 1000 次左右) ,由于视频数据的频繁写操作,加上 SD 没有芯片负责设备读写均衡,按照每天某一区域重复写 10 次来算,这样 SD 卡的读写 寿命应该在 100 天左右。故如果采用 SD 卡存储方式,必须每三个月(一个季度)更换一 次 SD 卡,保证 SD 卡正常工作和视频数据的完整性,需要建立完善的管理制度来配合实 施。

c)

推荐使用硬盘进行存储,其理论 MTBF 平均无故障时间为 200 万小时,远比 SD 卡的使用 寿命要长,再者硬盘支持的容量比 SD 卡要大,500G 的硬盘可以存储 30 天以上的录像数 据。

d)

普通磁介质硬盘由于包含机械结构,与生俱来的这个特性导致其不适合在振动环境下工 作,良好的隔振设计虽然能在一定程度上避免硬盘损坏。但车载环境下的复杂振动和冲击 以及高温环境无法避免地会导致硬盘的高故障率——这一点在业界实际运行的车载设备 中已经证明。

e)

用户需根据自身对录像保留时长和对数据可靠性的要求选择哪种存储介质。不管采用那种 存储硬盘容量有限,建议平时采用周期录像方式,定期备份或定期抽样备份数据。

1.1.2. 数据备份 a) 管理中心管理人员可通过 U 盘或者 USB 移动硬盘等 USB 设备, 备份车载 DVR 内的录像资 料。可远程调看和实时浏览汽车行驶中的视频图像数据、车辆行驶状况、车辆所在位置、 车辆行驶状况和车站情况等信息并在中心平台进行集中存储; b) 硬盘放置在可拔插的防震硬盘盒内部,可直接将硬盘盒拉出,并在硬盘盒上设计一个标准

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的 USB 接口,可直接将硬盘盒接入 PC,在 PC 上直接读取和播放硬盘内部的音视频数据; c) 支持远程读取硬盘内部数据功能; d) 设备支持 WiFi 功能和断点续传功能,方案设计上可在运钞各市总行架设 WiFi 热点,支持 车辆进入停车场后自动下载硬盘内部数据到中心存储服务器。

1.1.3. 扩展接口 a) 具有扩展端口,可提供 9 路行车状态信号输入,能检测车辆左转、右转、刹车、倒车等行 车状态以及车速信息; b) 支持 4 路报警输入和 2 路报警输出,以及 1 路音频输入输出接口; c) 支持双向语音功能以及前置视频输出接口; d) 内置高灵敏度 GPS 模块提供 SMA 天线接口、RS485 接口等,充分考虑将视频实时监控系 统和运钞信息化发展的需要,实现监控、管理、调度一体化建设,建设实时信息数据采集 系统、基础信息数据库和应用监控管理平台,实现管理部门之间的信息资源共享,避免重 复投资、重复建设。 e) 具有 RS-485 接口,以接入其他外设(LED 显示屏等) 1.1.4. 通讯接口 a) 内置无线传输模块,可以选择 EVDO/TD-SCDMA/WCDMA/EDGE 网络实现视频图像的无线 传输; b) 1 个 RJ45 10M/100M 自适应以太网口,可通过计算机查看实时监控信息和历史记录信息, 支持多方式数据备份。 1.1.5. 设备控制方式 a) 对设备的操作通过红外遥控器及设备前面板控制按键;具备密码保护功能,防止未授权人 员对设备信息的读取。 b) 考虑到设备可能安装在难以触及的位置以及安装位置离显示屏较远的地方,设备需具备红 外遥控延长接口,能将红外遥控线引到操作人员方便使用的地方; 1.1.6. 具备延时关机、定时开关机功能 a) 设备必须提供点火线开机方式;同时可设置 5 分钟~3 小时断电延时关机——不建议超过

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3 小时以上的延时关机,可能会导致车辆电瓶电量耗光。 b) 考虑到特殊情况下需要的定时开关机功能,设备需具备可配置的定时开关机功能; 1.1.7. 安全保护措施 a) 有安全保护措施对视频监控设备及数据做有效保护,比如增加外部防护设备对设备进行防 尘、防水、防爆保护,降低人为干扰、人为损坏的可能。 b) 另一方面,设备本身的安全性能必须保证。设备的电源系统必须具备过压、过流、短路保 护功能,另外设备所使用的材料必须为阻燃性质; 1.1.8. 前端摄像机 系统前端在车前部、车厢布置一个 590TVL 高清晰彩转黑半球摄像机,车头挡风玻璃处、 车尾布置一个高清晰彩转黑针孔摄像机。车头挡风玻璃安装的摄像机不需要红外功能。 安装效果图如下:

车前针孔摄像机车厢前部摄像机主要;车厢内部摄像机主要监控押钞工作人员信息;主 车头摄像机:安装在车头,摄像范围是车辆行驶正前方,记录车辆行驶路径前方动态; 车内 2 摄像机:安装在驾驶位的右上方,主要监控驾驶员操作相关情况; 车厢 1 摄像机:安装在车厢内后上方,主要监控车内运钞工作人员的情况; 车尾摄像机:安装在车尾后上方,要监控车辆后方信息; 摄像机技术要求: ? 水平分辨率≥590 线; ? 红外距离≥20 米; ? 最低照度达 0.1Lux/F1.2
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? 背光补偿功能; ? 自动白平衡功能; ? 高色彩还原度; ? 自动电子快门; ? 高信噪比; ? 自动电子增益; 1.1.9. 监视器 系统在驾驶室布置一台 7 英寸或 8 英寸彩色 LCD 显示屏,用于驾驶员观察车内情况。驾 驶员提供遥控器切换显示车内情况,可选择单路画面,也可浏览四分割画面;管理员可通过遥 控器实现基本功能外的相关功能如:资料查询、系统升级、数据资料下载等功能。显示屏由车 载硬盘录像机供电。 1.1.10.车载硬盘录像机 运钞移动车载监控核心设备是嵌入式车载数字硬盘录像机。 采用嵌入式处理器和嵌入式操 作系统,结合 IT 领域各项最新技术,如视音频压缩/解压缩、大容量硬盘记录、TCP/IP 网络 等技术、无线网络传输技术,代码固化在 FLASH 中,使得系统运行更稳定。它采用特殊的减 振加固技术,可在车辆运行的颠簸、振动的恶劣外部环境下正常使用。 车载嵌入式网络硬盘录像机同时具备数字视音频录像机(DVR)和数字视音频服务器 (DVS)的特性,既可本地独立工作,也可连网组成一个强大的安全监控网 1.1.10.1. 视音频数据编码功能 前端采集到的模拟视音频信号接入数字硬盘录像机进行数字化压缩处理。 首先将模拟视音 频进行数字编码,再进行压缩处理,处理后的数据根据需求进行存储。 编码采用 MPEG-4h 或者 H.264 格式。 1.1.10.2. 录像功能 车载移动网络监控系统具有视频信号和音频信号的实时硬件同步采集压缩、记录硬盘、实 时视音频预览、视音频信号切换、本地录像文件回放、实时无线网络传输、远程文件回放和下 载等功能。 1.1.10.3. 无线网络视频传输功能 产品配备无线网络传输模块,采用基于运营商(中国联通 WCDMA、中国电信 EVDO 或中 国移动 TD-SCDMA)的网络传输视音频信号,适合不同网络环境下视频数据的远程传输。 同时设备支持 WIFI 功能,可利用专有的 WLAN 进行大量数据的下载和上传。
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1.1.10.4. GPS 定位模块 车载数字硬盘录像机集成 GPS 功能模块接口,GPS 功能可将接收到的全球卫星定位系统 GPS(Global Position System)的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至运钞调度管理中 心,车辆调度管理人员在监控中心可获取运钞车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息,并做出调 度决策。 1.1.10.5. 远程报警功能 系统支持远程报警功能, 在报警按钮按下或者系统异常时, 设备向监控中心上报报警信息, 并把报警图片实时上传到监控中心,并根据相应的报警机制进行处理。 1.1.10.6. 存储设备 建议产品采用无机械部件的 SD 卡或者 SSD 硬盘, 使硬盘录像机在车上颠簸时也可以长时 间稳定运行。 使用普通的磁介质硬盘必须具备良好的硬盘隔振设计。 1.1.10.7. 延时关机功能 延时关机是指在断开点火控制信号后, 设备延时到用户事先设定的时间 (5 分钟~3 小时) 进入安全关机模式,自动关机。 1.1.10.8. 宽幅输入电源适应功能 车辆大多采用直流 12V 电源,行驶过程电源稳定在 8V~15V 之间,但是在车辆点火时汽 车电源会突然降低到 10V 左右, 下降过程约为 40ms, 然后恢复至正常电压范围内 (12~15V) 。 输入电源的瞬间降低可能导致车载设备出现故障,如:重新启动、设备死机等,因此对车载终 端提出输入电源宽幅适应的要求。 针对运钞车对电源宽幅适应的特殊要求,车载数字硬盘录像机采用宽幅输入电源,其适应 范围为直流 8~36V,满足各种类型运钞车的应用。 电源经过特殊的设计,具备断路、短路、过流、过载保护功能,对设备保证正常运行起了 重要作用。电源具备直流 12V/5V 输出功能,可以满足车载硬盘录像机、数据备份仪、液晶显 示屏、摄像机等相关设备的供电需求。 1.1.10.9. 设备状态上传功能 监控中心可实时了解设备运行情况,并做出处理。 ? 设备循检功能,管理服务器定期对终端进行循检,了解设备运行状况,循检内容包括设备 是否在线、软硬件有无出错信息,车辆运行情况等;

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? 在遇到视频信号遮挡、视频信号丢失、硬盘出错、非法访问等异常情况的时候,设备即时 向监控中心和车上CRT监视器传输出错信息,提请管理人员进行维护。 ? 由于3G无线网络带宽的限制,长时间传输视频图像不太现实,为了解决该问题,设备有 针对性的支持图片定时上传、报警时触发上传图片功能。 1.1.10.10. 抗恶劣环境 车载数字硬盘录像机能满足运钞行业的对设备抗振、防爆、防尘、防水(溅水) 、防潮、 抗高温的特殊要求,进行长时间工作。

1.2. 数据传输设计 系统采用运营商的 3G 无线网络平台,平台由三部分组成:
G P S 定 位 信 息

车载终端

运营商基站

运营商网关

指挥中心内网 无线局域网专线

图. 客运车辆电子监控无线网络平台拓扑结构图 1.2.1. 车载终端主机 车载终端主机,启动后主动与监控中心 VPDN 专网上的转发服务器建立连接,并与转发服 务器保持心跳连接,确保车载终端主机链路通畅。在报警按钮启动后,终端主机向转发服务器 发出报警请求,并主动上传图像;监控中心需调用车内数据时,由转发服务器向车载终端发出 请求,得到请求后立即将视频上传至转发服务器。同时实时上传 GPS 定位信息。 1.2.2. 转发服务器 转发服务器作为监控中心和车载终端交互的平台,主要进行数据图像、报警信号、GPS 定位信息等数据的转发工作,并进行操作员权限的认证和管理。
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1.2.3. 监控中心管理平台 监控中心管理服务器可接收转发服务器转发的终端报警信号, 并在屏幕上显示终端自动上 传的图像。 系统也可以调用任意一台车辆的视频信号, 只需在 GIS 电子地图平台上点击所需浏览的车 辆图标,即可显示车辆行使图像。

上行数据:注册信息、报警信息、视频信号、 照片数据、设备运行状况、心跳包、GPS信息等。

车载终端

下行数据:设备巡检、远程控制信息、心跳包、 娱乐广告节目等。

指挥中心

图. 监控中心和车载终端数据交换示意图

图. 监控中心和车载终端数据交换示意图

1.3. 指挥中心远程监控客户端和服务器设计 1.3.1. 客户端软件主要功能 远程监控客户端通过访问中心服务器,对其所辖区域内的任何一辆在线车载设备,可以进 行视(音)频浏览、车辆定位、历史行车轨迹查询、报警信息查看、图片抓拍、远程录像存储、

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下载前端设备录像、设备在线升级等多项操作,是功能完善的车载监控软件。 1.3.1.1. 现场监控

现场监控主要实现对行驶中的车辆的视频、音频、GPS 信号、传感器报警等进行监控,并 且可以和车辆通过网络进行实时对讲,现场监控主界面如下:

现场监控主界面主要由,车辆列表、工具栏、地图、现场视频、仪表盘、报警列表组成, 下面对个模块的功能进行简要介绍: 1.3.1.1.1. 车辆列表模块 可以实现对车辆进行分级管理,最多可以支持四级,支持车辆信息模糊查找,支持车辆在 线情况统计

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1.3.1.1.2. 地图模块 在地图上实时显示车辆的位置,及行车轨迹,可以支持在一个地图中同时显示多辆车,可 以支持多地图同时显示:

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1.3.1.1.3. 视频模块 主要实现对现场视频的监控,视频和地图模块可以交换,视频布局可以实现 4、9、16、 32 画面切换

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可以实现多标签卡浏览,多标签卡可以输出到其它显示器:

1.3.1.1.4. 报警信息模块

实现显示车辆上传送过来的报警信息,并且可以联动声音、录像

双击后可以放大

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1.3.1.2.

录像回放

1.3.1.2.1. 本地回放 回放本地 PC 的录像,同时可以在地图上显示车辆位置及行车轨迹,车的速度、加速度等 信息通过仪表盘进行显示

1.3.1.2.2. 远程回放 回放设备上的录像,同时可以在地图上显示车辆位置及行车轨迹,车的速度、加速度等信 息通过仪表盘进行显示:

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1.3.1.3.

系统配置

配置主要由车辆管理模块、本地参数配置模块、远程设备配置模块、日志查询模块、用户 管理模块组成:

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1.3.2. 平台设计方案概述 同为公司的 ECMS 企业版分布式联网监控管理平台软件包括认证服务器、配置管理中心、 转发服务器、存储服务器、报警服务器、电视墙服务器、监控客户端,Web 服务器 ,IE 客户 端等功能模块。 系统由层递管理框架构成,在软件上表现为层级树,树上的每个节点表示一台 PC,系统 中每个节点都可称为“中心” ,该中心起承上启下作用,从整体上看每个中心接收上一级中心 发送的信息\控制流,交由本中心的安全决策模块进行处理,然后通过信息采集模块将上级所 需的信息反馈回去,或将上级的信息\控制流由本中心安全控制模块发送到下级的子中心进行 处理,直至完成上级的指令为止,从而将整个系统联成一个自上而下有机的整体,管理层数无 限制, 可容纳无限数量的节点。 从每个单独节点来看, 本节点的每一种设备都被看成一个对象, 这些对象按照本节点定义好的策略进行工作。基本拓扑图如下:

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附件:车载 DVR 规格

型号 电压范围 功耗 电源 安全措施 控制方式 重量 尺寸 结构 材料 特性 温度 工作环 境 湿度 震动 冲击 压缩标准 画面 分辨率 输入 输出 现场 录像 现场 帧率 录像 回放 音频 输入 输出 双向对讲 报警 输入 输出 4 路(5V) 2 路(干节点输出) 8 路车辆状态传感检测(12V / 24V),1 路行车速度检测;支持倒车时视频输出切 换为车后全画面图像显示; 默认开机录像,支持手动触发、报警输入触发,超速告警触发等录像功能; RS-232× 1,RS-485× 1,USB2.0× 2 内置 1 个 2.5”SATA 接口硬盘(可拔插);外置 SD× 1,USB2.0× 2; Ethernet× 1,GPRS / EDGE / 3G(WCDMA / EVDO / TD-SCDMA)× 1,WIFI× 1 前面板按键、红外遥控器、客户端远程操作; 内置 GPS 模块(选配模块) 内置(选配模块),支持硬盘电子减震功能; 内置(选配模块),支持高低温报警,同时停止硬盘工作,切换为 SD 卡存储功能; 输入电压:+8V ~ +36V, <35 W 隔离设计、过流、过压、短路保护、防反接保护 定时开关机:可配置任意时间; 延时关机:0~120 分钟可调; 汽车点火信号开关机、红外遥控开关机; < 6 Kg 标准 1DIN 尺寸:178mm × 50mm × 210mm 铝合金底壳(表面氧化处理) 可选的防水结构模块、可选独立安装支架、可拔插硬盘模块、硬盘防震设计、防呆 接口设计; +5℃ ~ +60℃(工作温度范围可定制,针对低温环境,设备内置可选配的加热膜) 5% ~ 95% <2Grms <1200Grms 复合视频:1.0Vp-p,75Ω,航空头× 4 复合视频:1.0Vp-p,75Ω,航空头× 1,前置视频输出 RCA× 1; 720*576(PAL),720*480(NTSC) 352*288(PAL),352*240(NTSC) 100fps(PAL),120fps(NTSC) 100fps(PAL),120fps(NTSC) 100fps(PAL),120fps(NTSC) 模拟音频信号:航空头× 4 模拟音频信号:航空头× 1,前置音频输出接口; 支持 704*576(PAL),704*480(NTSC) 测试标准:GJB 367A-2001/GB9813-5.8 Standard H.264 Baseline 输出电压:12V

行车 I/O 输入 录像模式 通讯接口 存储接口 网络界面 操作界面 GPS 3 轴加速度传感器 温度传感器

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支持 Symbian、Windows Mobile、Blackberry、Android、iPhone、iPad 等手机客 手机功能 网络 WIFI 3G DDNS 邮件功能 户端功能; 帧率自适应,可调分辨率; 支持;150Mbps; 支持;选配 WCDMA/EVDO/TD-SCDMA/EDGE/GPRS 模块; 支持 DDNS 支持邮件发送图片和消息 支持客户端和 IE 浏览; 浏览模式 支持 10 个以上客户端连接,支持两个以上客户端主码流连接(网络带宽足够); 单机版(免费)客户端支持同时 36 路视频接入,2000 台车辆管理能力; 分布式 CMS 支持 20000 台车辆管理能力; 接入方式 远程升级 远程参数配置 客户端 车辆信息管理 支持 3G PPPoE 移动网络接入和 WI-FI 无线局域网接入, 同时支持网络间自动切换。 支持; 支持; 完备的车辆分布信息管理,支持 4 级区域配置(城市、辖区、车队、线路),支持 车辆信息模糊查询功能; 车辆动态注册功能,实时显示车辆在线状态,完善的车辆运行数据统计功能; 车辆信息管理:车牌号、路线、所属公司,驾车人员信息等; 行车信息管理:左右转向,前后门,速度,倒车,制动,振动状态等行车信息管理; GIS:支持 Google 地图及主流格式(Mapinfo)地图;实时监测车辆位置/行车速度 /路线;完善的轨迹回放功能等; SDK 手机 其他 完整的 SDK 开发包,提供第三方平台接入的技术支持; 支持 Symbian/windows Mobile/Android/Iphone 手机远程监看,支持手机四画面预 览;支持手机设备列表保存; 支持 Ipad/IPad2,支持 Ipad 客户端远程预览,远程控制,远程录像,远程回放; 支持 Mac 电脑,支持 Safari 浏览器

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