1、铁路综合视频监控系统铁路综合视频监控系统解决方案书解决方案书北京亚邦伟业技术有限公司2010 年 1 月铁路综合视频监控系统 解决方案书1目 录一、 视频监控需求分析 .2二、 系统体系架构 .31. 基于 NGN 的监控系统架构 .32. 系统架构层次 .43. 系统功能特点 .4三、 综合视频监控系统方案 .51. 视频传输方案 .52. 视频平台管理单元 .73. 视频管理系统（VM、DM） .84. 客户端系统 .115. 视频存储方案 .126. 与视频分析服务器的结合 .12四、 系统业务功能 .131. IP 组播功能： .132. 软矩阵视频调度 .133. 报警信息联动和处理
2、 .144. 存储策略配置 .145. 软解视频浏览 .156. 用户管理 .167. 日志管理 .168. 电子地图 .17五、 系统安全 .181. 网络视频监控平台自身的安全性 .182. 网络安全 .183. 高效的认证机制 .184. 完善的权限管理 .195. 视频流传输的安全性 .196. 视频数据存放的安全性 .19铁路综合视频监控系统 解决方案书2一、视频监控需求分析铁路综合视频监控系统是采用网络化、数字化视频监控技术和 IP 传输方式构建的视频监控系统，提供铁路各业务部门和信息系统所需的视频信息，实现网络和视频信息资源共享。铁路综合视频监控系统可分为视频核心节点视频区域节点
3、视频接入节点视频采集点四级应用结构。视频核心节点设在铁道部，用于视频信息的调用、控制、存储、管理、分发以及本地用户终端的接入；视频区域节点设在铁路局或客专调度所，用于节点内视频信息的调用、控制、存储、管理、分发、上传以及本地用户终端的接入；视频接入节点分两类：类视频接入节点设在站/段所在地，用于周边采集点视频信息的接入、存储、管理、分发及上传；类视频接入节点通常设在有传输条件的点或中间车站，用于周边采集点视频信息接入、汇聚上传或存储；视频采集点指前端采集设备安装的场所。具体应用结构如下图所示：在综合考虑铁路视频监控系统的应用架构以及管理需求的基础上，充分考虑到铁路视频监控系统全数字化视频传输的
4、发展需求，选择 H3C 的视频编码设铁路综合视频监控系统 解决方案书3备、视频解码设备、视频以太网交换机、视频管理服务器、媒体交换服务器、IPSAN 视频存储阵列、视频管理客户端等设备组建本铁路综合视频监控系统平台，也可实现满足铁路综合视频监控系统技术规范的平台互联互通。此方案可以满足铁路综合视频监控系统大量图像传输、存储、查看调用的需求，可实现铁路视频监控多级域联网管理的特点。产品采用标准化的协议，技术先进、兼容性强、设备成熟可靠，适用于铁路、公路、水运、地铁、城际铁路、公安、消防、城市道路监控等多个领域。一、 系统体系架构1. 基于 NGN 的监控系统架构H3C 网络视频监控系统完全是基于
5、 IP 应用开发的，并将控制信令的 IP 通信概念引入了监控应用，将传统监控的简单连接应用提升到 IP 通信应用。网络视频监控系统借鉴了 NGeN 架构，将信令控制与码流交换分离，信令接续与码流承载分离。若核心服务器出现故障，并不会影响目前整个监控业务的正常运行。系统中各个部件（视频管理服务器 VM、数据管理服务器 DM、客户端 VC、前端监控媒体终端 EC/DC、视频存储设备 IP-SAN）如果 IP 可达，都可以分布化部署，正常运行。H3C 网络视频监控系统按照控制管理分为监控接入层、承载交换层、控制管理层和视频应用层四个层次。铁路综合视频监控系统 解决方案书42. 系统架构层次1、监控接
6、入层前端视频编码设备负责把视频源传送过来的模拟图像转换并编码压缩成 IP数据流通过 IP 网络传送，支持 UDP 组播流和存储 iSCSI 单播流。2、承载交换层采用开放式的 TCP/IP 协议的 IP 承载网，并利用组播/单播协议把不同的数据码流传送到实际目的地址。同时通过视频/控制网关把原有的监控系统（包括矩阵、光端机、DVR、网络监控系统）的控制信号和码流转换成标准的 IP 信号并由控制管理层进行处理。3、控制管理层H3C 网络视频监控系统采用信令控制与码流交换分离的体系，控制管理层主要负责整个系统的信令控制。控制管理层是网络视频监控系统的核心部件，系统中所有的设备都是通过控制管理层来实
7、现相互的通信和管理。4、视频应用层视频应用层主要由视频客户端 VC 负责把监控图像进行实时查看，并把历史数据进行回放，通过视频解码设备将图像还原输出至监视器等监视设备，同时支持以 D1 或 CIF 等分辨率的格式输出至 IPSAN 磁盘阵列中进行存储。系统可以提供相应的 API 接口，提供第三方做深层次的应用开发。铁路综合视频监控系统 解决方案书53. 系统功能特点1、图像质量清晰H3C 网络视频监控系统采用一次编码，避免了传统监控系统因为多级级联而造成的图像质量急剧下降的现象，最大限度地还原图像的真实情况。并可提供 FULL D1 高清晰图像分辨率，每路图像占用 2M 带宽，为用户提供 DV
8、D 画质的高清晰图像。2、系统高可靠性系统中音视频流并不在数字监控网管服务器上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于视频交换服务器的处理性能而造成的瓶颈问题。监控媒体终端采用嵌入式 Linux 操作系统，保证了设备的可靠性。核心管理服务器采用了高处理性能服务器，保证整个系统的可靠性。3、集中化管理系统针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。不同的用户可以根据指定的权限对系统进行操作。这种分级分域的多种管理模式非常适合铁路系统的管理模式。系统根据用户业务管理模式的特点，采用集中式的管理方式。通过视频管理服务器 VM 和数据管理服务器
9、 DM 不仅可对前端设备进行集中的管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。用户只需要在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作。4、良好的系统开放性整个系统采用国际标准 IP 传输协议，提供业界标准设备接口，用户选择设备的灵活性大，升级扩容方便；图像编码和传输协议均采用国际标准，前端设备扩容简单方便，可灵活增减；整个系统可通过第三方开放接口提供业务应用开发，也可以参与矩阵、光端机、DVR 等其他厂家的系统控制。5、外场光纤环网组网方案通过内置在网络交换机和监控媒体终端的插板提供千兆光口组成 RRPP 光纤环网保护，提高了系统的可靠
10、性，同时大大节省了用户的光纤布线成本。铁路综合视频监控系统 解决方案书66、全系统时钟同步不但所有管理服务器之间时间自动同步，监控媒体终端上还有 OSD 叠加视频时钟，也和系统管理服务器同步，这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有很重要的实际意义。二、 综合视频监控系统方案我司提供的铁路综合视频监控系统应用方案包括前端单元，传输单元，平台单元和客户端单元、以及存储、显示及管理控制等组成部分，具体解决方案如下：1. 视频传输方案结合铁路综合视频监控系统的需求，我司提供以下两种视频传输方式外场数字化方案：在铁路沿线的视频采集点摄像机处设有编码接入设备 VR1102，摄像机视频信号和云台控制
11、信号直接接入编码接入设备 VR1102 的 BNC 视频接口和 RS-232/422/485 控制口，通过视频编码接入设备 VR1102 以 H.264 的协议编码成数字信号，通过单模光纤组成的千兆光纤自愈环网传输至类视频接入节点或类视频接入节点，与视频接入节点的视频以太网交换机 S3628 的千兆光口相连。视频编码接入设备 VR1102 提供 RS-232/422/485 接口，用于摄像机云台的控制。传输至视频接入节点的图像通过视频以太网交换机 S3628 将视频流转发至视频解码输出设备，可实现 D1 分辨率格式的实时监控。视频以太网交换机将视频流转发至视频存储阵列，可实现 D1 或 CIF
12、 等分辨率的格式的存储。按照铁路综合视频监控系统的需求，视频编码接入设备可实现不同分辨率的双码流编码输出。视频传输方式如下图所示：铁路综合视频监控系统 解决方案书7视频接入节点数字化方案：视频接入节点数字化方案与外场数字化方案的区别在于视频采集点至视频接入节点之间的图像传输方式，通过光端机将外场图像传输至视频接入节点，并在视频接入节点通过视频编码器对所有图像进行数字化处理，并通过视频以太网交换机 S3628 将视频转发至视频解码器以及 IPSAN 视频存储阵列等设备。视频传输方式如下图所示：铁路综合视频监控系统 解决方案书82. 视频管理平台实现机制本方案在铁路站/段视频接入节点、路局/客专调
13、度所以及铁道部视频监控系统设置视频管理平台，视频平台管理单元主要由视频管理服务器（VM） 、数据管理服务器（DM） 、媒体交换服务器（MS） 、IPSAN 存储阵列、视频客户端（VC） 、视频解码器以及电视墙等组成。本方案采用视频流控制和承载交换相分离的机制，VM 是整个系统的控制和管理核心，所有监控的控制流都由 VM 处理，但是系统中音视频媒体流并不在 VM 上集中处理，而是通过 IP 网络进行以分布式的交换和处理。解决方案可以实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等，主要业务流的实现机制如下： 实时监视流：可在 VC（软件客户端）界面上发起实时监视请求， VM 将控制
14、指令发给相应的 EC（视频编码器） ，EC 以 IP 组播方式发送实时视频流，需要观看图像的 VC 和 DC（视频解码器）可加入到该 EC 所对应的组播组中，便可直接观看相应的实时视频图像了。由于采用了 IP组播，无论有多少个 VC 或 DC 在观看该 EC 的实时视频流，所占有的IP 骨干网带宽为都是一路视频流带宽，从而节省了大量网络带宽。铁路综合视频监控系统 解决方案书9 视频存储流：DM 预先制定每个 EC 的存储计划，该存储计划通过 VM下发到每个 EC 上。EC 可根据存储计划，自动将视频流通过 TCP/IP iSCSI 写入到 IP SAN 存储系统中，不需要经过其他设备，也不需要
15、其他人工干预。 历史回放流：当需要查看历史视频信息时，在 VC 操作界面上发起回放请求，VM 将该指令发给 DM，DM 在 IP SAN 进行检索，找到相应的历史视频数据后，IP SAN 会直接将历史视频数据发给 VC，由 VC 进行解码播放。3. 视频管理系统（VM、DM、MS）视频管理服务器(VM)负责完成整个监控系统的管理，如监控设备的注册、认证等信令控制。VM 业务功能见下表：功能分类 功能项 说明设备管理功能 DC 管理增加、删除、修改、查询、保活、注册等EC 管理增加、删除、修改、查询、保活、注册，相应的摄像机管理（增加/删除/查询）等DM 管理添加、修改、信息查询、故障信息上报等对 VC 管理 登录、状态管理等组播管理 组播地址和组播源管理监控控制功能 EC 控制 实时流组播发送、参数下发等DC 控制 从组播获取数据并解码播放VC 控制从组播或 IP SAN 获取数据、离线探测、媒体播放等
