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超限超载不停车检测系统网络传输及(数据)管理中心建设

2020-07-14 16:28:42  
一、网络传输系统

1.省、市、县三级网络传输规划

科技治超建设通常由省级交通运输管理部门统筹规划,市、县级分级部署建设若干个非现场执法超限检测系统,通过治超专网(或其他VPN专线)联网整合分级接入到市级和省级平台。为了实现在互联网环境的移动执法平台和公众门户的接入,需要在两网设立安全边界,以保证网络传输安全。

1.1传输设计

对于亿维锐创非现场执法超限检测前端系统接入站级管理平台,当检测点位距离站级管理中心超过3公里时,采用租用运营商专线接入治超管理中心;当检测点位距离站级管理中心小于3公里时,建议自建(布设)光纤传输网络连接检测点和站级管理中心。

对于治超管理平台需要接入上级平台的情况,可通过2个方式进行连接。一是利用服务器的另一网口,推送上级平台的数据。二是由上级平台统一规划和分配网络IP资源,重新定义站级和前端各个子系统的网络IP规划。

对于前端点位不具备与站级中心同一运营商网络资源,或者现场网络布设难度较大,可考虑在站级中心与前端系统同时租用其他运营商网络,对接入资源进行跨网段管理或者私网穿透方式接入中心服务器。

对于需要APP接入的情况,建议租用运营商固定IP的互联网专线,并在站级中心部署防火墙、路由网关的设备,保证网络通讯和信息安全。

1.2网络带宽要求

二、(数据)管理中心建设

2.1系统概述

(数据)管理中心设在治超站(各市、区、县公路管理中心),主要由计算机网络系统、大屏显示控制、办公配套设施及管理平台等系统组成。

2.2计算机网络系统

2.2.1网络交换机

为计算机网络系统内的服务器、存储、工作站等设备提供网络交换能力,建议根据数据通讯容量选用足够吞吐容量和包转发率的三层交换机。

2.2.2服务器

服务器、存储及支撑软件建设是本系统重要的基础设施,为各类应用提供稳定的硬件运行平台和系统环境。对基础设备及支撑软件的选择既满足当前已开展的各项业务性能需要,更要着眼于未来。在服务器的选择时需参考主频处理速度和I/O吞吐量,确保在应用稳定可靠运行。

2.2.3中心数据存储

(数据)管理中心至少需要集中存储三种信息,包括路况信息、图片信息和监控视频信息,因数据保存时间长、数据量很大,各类数据应根据数据类型、特点及重要性进行区别存储。对于核心数据,应当以确保数据绝对安全及高速读写需求为核心目标;对于一般数据,应当在保障数据稳定、满足存储速度和安全需求的条件下,以降低单位容量存储成本为主要目标。同时存储系统建设当充分考虑项目未来扩展的可能性,确保在存储容量需求进一步增加的情况下,能够简单、快速地进行系统扩容,不会出现扩容困难或受限于系统初始建设等问题。

(数据)管理中心管理平台应集中存储车辆数据、过车图片,各类数据信息应根据数据类型、特点及重要性进行区别存储。存储需要根据《道路运输车辆动态监督管理办法》(交通运输部令2016年第55号),办法中要求“动态监控数据应当至少保存6个月,违法驾驶信息及处理情况应当至少保存3年。”本系统的存储分为违法数据存储和监控视频存储,违法数据存储采用数据服务器或者IPsan等设备进行存储,监控视频采用CVS设备或者IPsan等设备进行存储。

在设计时整个存储系统应具有数据存储和管理能力,且必须支持存储设备容量的平滑升级。以下对数据量进行分析:

违法数据存储计算标准如下:

信息:每个单表 10KB

图片:300万像素 一张图片300KB (前、后、2侧、全景抓拍共5张图片)

10秒过车违法视频:300万像素10S 7500KB

按照每天8000辆次的过车量预估,单个治超站的数据存储量总计约为:

(10KB+1500KB+7500KB)*8000辆次/(1024)/(1024)≈68.74GB

则3年的数据量为:68.74GB*365*3/(1024)≈73.5TB;

考虑冗余73.5TB*1.2≈88.2TB

综上所述,当过车量为8000车次/天时,用于执法数据的存储空间建议为88TB以上的,。

对于视频数据存储,1台1080p像素且H.265编码的视频码流约为4Mbps,每个月产生的数据量约为1.24TB。视频数据需要存储6个月,即每1路视频需要在NVR上配置约7.5TB的硬盘。

2.2.4数据安全

治超办理流程及数据上传下达均在省公路内网中进行;部分应用例如移动执法APP等需要应用通过外网传输,针对这部分应用的建设部署需要通过软硬件模块实现数据的过滤、隔离、复制等手段处理,以保障安全。建立完整的安全防护体系,全方位、多层次的实现公路治超信息系统的安全保障。

实现多级的安全访问控制功能:对网络中的主机及服务进行基于地址的粗粒度访问控制和基于用户及文件的细粒度访问控制;

实现对重要信息的传输加密保护,防止信息在网络传输中被窃取和破坏;

建立安全检测监控系统:通过在系统中配备实时监控及入侵检测系统,加强对重要网段和关键服务器的保护,为不断提高系统安全强度、强化安全管理提供有效的技术手段;

建立全方位病毒防范体系:采用网络防病毒系统,并与单机防病毒软件相结合,构建一套完整的防病毒体系;

建立重要应用系统数据的备份机制:并实现关键主机系统的冗余及备份;

建立有效的安全管理机制和组织体系:制定实用的安全管理制度,安全管理培训制度化,确保系统安全措施的执行。

2.3大屏显示子系统

2.3.1概述

指挥中心建设的大屏显示系统以系统工程、计算机工程、自动化控制等理论为指导,将国际最卓越的高清晰数字显示技术、网络解码技术、客户端等融合为一体,使整套系统成为一个高亮度、高分辨率、高清晰度、智能化控制、操作先进的大屏显示系统。能够很好地与监控系统、指挥调度系统、网络信息系统等连接集成,形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台。

整套系统的硬件、软件设计上已充分考虑到系统的安全性、可靠性、可维护性、可扩展性以及处理能力满足远期扩展的要求。

2.3.2技术说明

采用LCD液晶高清显示技术、投影单元拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等的应用综合为一体,形成一个拥有高亮度、高清晰度、技术先进、功能强大、使用方便的大屏显示系统。

综合视频数据处理及控制系统,做为系统中的主控平台,设计支持模拟及数字视频的矩阵切换、视频图像行为分析、视音频编解码、集中存储管理、网络实时预览、视频拼接上墙等功能,是集图像处理、网络功能、日志管理、用户和权限管理、设备维护于一体的电信级综合处理交换平台,实现了高清视频监控从采集、传输、编码、切换控制到显示的全面应用。

系统中的视频综合管理子系统,设计具有VGA、HDMI、BNC、RJ45、SFP光纤接口。分辨用于接入指挥中心管理PC、其他高清数字信号、模拟视频信号、网络视频信号等。

l 可通过网络接入综合管理平台,对前端视频在指挥中心大屏上,进行图像上墙、拼接、分割,漫游等功能。

l 可通过VGA接口接入指挥中心电脑。

l 可通过HDMI、BNC接口,接入其他视频信号。

l 可通过光纤进行多台拼接控制设备级联。

l 可通过VGA、HDMI、BNC等接口输出到各种不同类型接口的显示设备上。

2.3.3系统结构

整个大屏系统可以分为以下几个部分:

前端系统:大屏显示系统支持各类型信号的接入,如:模拟标清摄像机,高清数字摄像机,高清模拟摄像机,网络高清标清摄像机等,除接入远端摄像机之外还能接入本地的VGA信号及DVD信号等。满足用户所有信号类型的接入。

传输控制系统:前端摄像机信号接入之后通过光纤,网络等手段实现远距离传输,通过在控制主机上安装拼接控制软件可实现对整个大屏显示系统的控制与操作,可实现上墙显示信号的选择与控制。

显示系统:大屏显示系统支持BNC信号,VGA信号,DVI信号,HDMI信号等多种信号的接入显示,通过控制软件对已选择需要上墙显示的信号进行显示,通过综合视频矩阵处理系统可实现信号的全屏显示,任意分割,开窗漫游,图像叠加,任意组合显示,图像拉伸缩放等一系列功能。同时在原有LED文字屏设计尺寸基础上改造为全彩。

综合视频矩阵处理及控制系统平台:系统支持至少40个显示单元接入,可至少开窗200个以上,支持BNC、网络、HD-SDI、VGA、DVI、HDMI、光纤数字、光纤网络、光端机等信号视音频输入,解码+拼接一体模式,减少系统瓶颈。

2.3.4系统组成

(1) LCD液晶显示单元

LCD液晶显示单元为专用超窄边显示屏,亮度、使用寿命、稳定性均比传统液晶各项指标要高。

(2) 液晶单元支架

采用模块式钢结构支架,作为单元屏幕的支架。

(3) 综合视频矩阵处理系统

综合视频矩阵处理系统支持多屏幕信号拼接,漫游,叠加控制设备。

(4) 视频传输线缆

将信号输入源传输到LCD拼接大屏幕上面显示。

(5) LED全彩显示屏

LED全彩显示屏按照原屏幕墙设计布置,主要显示文字、图片等内容。

2.3.5系统功能

整个大屏显示系统以综合视频矩阵处理系统作为拼接控制单元,综合视频矩阵处理系统支持多种视频输入、输出业务板,同时提供高速网络接口,接入本地局域网,可以接入前端网络摄像机的网络视频数据、模拟视频信号、其他业务系统计算机显示信号或网络远程桌面,通过综合视频矩阵处理系统内部拼接控制功能,利用综合视频矩阵处理系统强大的数据处理能力,实现图像的拼接和漫游操作,综合视频矩阵处理系统提供DVI、HDMI等多种高清数字输出接口,连接LCD大屏拼接显示系统,实现多种视频信号的高清输出显示。

综合视频矩阵处理系统平台真正实现了矩阵切换、业务应用、存储、解码的大集成,可以轻松实现模拟前端、IP前端、数字高清前端和混合前端等多种监控网络的接入,升级扩容简洁、系统改造方便、设备高度集成,系统达到电信级的稳定性和可靠性。

综合视频矩阵处理系统拼控可实现如下功能:

单屏显示:组合大屏的每个单元单独显示一路视频画面,每个单元的视频信号可以任意切换。

整屏显示:整个大屏显示一路完整的视频图像,显示的图像可以是复合视频(PAL或NTSC)、VGA、S-Video、Ypbpr/YCbCr、DVI。

任意分割显示:以一个屏为单元可任意1、4、9、16路画面分割显示。

图像叠加:可以将任意一个或者多个信号叠加到其他信号之上显示。

任意分割显示:可以对任意重要目标细节画面进行切割放大显示。

任意组合显示:可以任意几个大屏组合显示一路画面。

图像半透明混合处理:可将任意一个信号叠加到其他信号(地图)之上,图像透明度可调,即可以看到实图像又不覆盖其他信号。

图像漫游:将任意一个信号在整个大屏上进行随意移动。

图像拉伸:可将一个信号在整个屏幕墙上随意缩放。

logo/OSD显示:在不占用视频输入的情况下,可通过网络在任意单元上以任意大小显示任意多幅静止图像,也可以是LOGO信息或地图。可在任意单元任意位置显示适量字库文本信息,文字透明度可调。

2.3.6管理中心建设效果

指挥中心采用LCD液晶高清显示技术、投影单元拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等的应用综合为一体,形成一个拥有高亮度、高清晰度、技术先进、功能强大、使用方便的大屏显示系统。建成效果如下:

大屏显示效果示意图

2.3.7办公及配套设施

一个标准的指挥中心,其基础设施建设也至关重要,包含场地的综合布线(提供电力和网络线路、防雷接地装置)、防静电地板、天花板吊顶、墙体粉刷、窗户窗帘等设施。

与此同时,为了保证治超管理中心的日常办公,需要配置操作台、办公座椅、管理工作站(电脑)、打印机、空调等设备。