高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)

需求方案

第一章概述及需求分析.......................................................3

1.1概況.................................................................3

1.2設計原則.............................................................4

1.3總體目標.............................................................5

1.4高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析........................................6

1.5需求理解.............................................................7

第二章視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設計......................................................9

2.1數(shù)模結合視頻監(jiān)控系統(tǒng).................................................9

2.2全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)..................................................12

2.3系統(tǒng)比較.............................................................15

第三章數(shù)模結合視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳細設計............................................18

3.1圖像采集.............................................................18

3.2壓縮編碼............................................................24

3.3傳輸系統(tǒng)............................................................27

3.4存儲系統(tǒng)............................................................35

3.5顯示系統(tǒng)............................................................38

3.6省監(jiān)控總中心........................................................40

3.7路段監(jiān)控分中心......................................................41

3.8系統(tǒng)特點............................................................43

3.9設備選型及產(chǎn)品參數(shù)..................................................45

第四章全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳細設計..............................................47

4.1圖像采集............................................................47

4.2壓縮編碼............................................................52

4.3傳輸系統(tǒng)............................................................55

4.4存儲系統(tǒng)............................................................62

4.5顯示系統(tǒng)............................................................64

4.6省監(jiān)控總中心........................................................67

4.7路段監(jiān)控分中心......................................................68

4.8系統(tǒng)特點............................................................70

4.9設備選型............................................................71

第五章附錄.....................................................錯誤!未定義書簽。

5.1XXXX簡介..........................................錯誤!未定義書簽。

5.2成功案例.............................................錯誤!未定義書簽。

5.3系統(tǒng)比較.............................................錯誤!未定義書簽。

第一章概述及需求分析

1.1概況

近年來國內(nèi)經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市道路交通能力迅速提高，各省市道路交通體系

不斷完善，促使高速公路運能得到極大提高，公路運輸?shù)耐ㄟ_性、舒適性得到明顯

提高，但其快捷性仍未最大限度的體現(xiàn)、安全性卻沒有明顯提高，其主要原因是高

速公路的管理部門沒有現(xiàn)代化的智能交通管理手段對高速公路的交通狀況進行實

時、有效的管理，導致當突發(fā)事件或出現(xiàn)惡劣天氣時（比如大霧天氣、普降大雪等

情況），各交通職能部門和路段管理經(jīng)營者不能及時掌握發(fā)生情況的區(qū)段的詳細情

況，無法及時做出對信息的正確分析和措施的部署，導致異常路段長時間擁堵或頻

繁出現(xiàn)各種交通事故。

由于交警和路政部門缺乏科學的管理手段的，造成各種交通違法行為包括疲勞

駕駛、嚴重超載、超速、違規(guī)運輸危險貨物等現(xiàn)象屢見不鮮，使得交通事故發(fā)生率

居高不下，加之運輸者的利益驅(qū)動，特重大交通事故時有發(fā)生，嚴重影響社會治安。

由于某些省內(nèi)重要收費站出入口等處未建立卡口攔截系統(tǒng)，造成各種交通違法

車輛、肇事逃逸車輛、盜搶等治安、刑事案件車輛通過高速公路脫逃，使得違法行

為不能及時得到查處或案件不能及時偵破，對社會治安造成不良影響。

國內(nèi)某些省市由于沒有建立高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)，交警、路政、路段管理經(jīng)

營者不能共享高速公路的路況信息，也不能及時有效的將路況信息向駕駛人和社會

公眾發(fā)布，使得不能及時提醒駕駛人安全駕駛，防范交通事故發(fā)生，也為社會公眾

出行帶來不便。

3

1.2通過以上分析，在現(xiàn)階段有必要建設高速公路智能

交通管理與控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對國內(nèi)各省高速公路的

現(xiàn)代化管理和監(jiān)控，最大限度地實現(xiàn)高速公路的使

用功能。

1.3高速公路職能交通管理系統(tǒng)涉及眾多子系統(tǒng)，其中

包括：道路視頻監(jiān)控、交通誘導、超速抓拍、卡口

攔截等眾多子系統(tǒng)，作為安防行業(yè)的領先企業(yè)一一

XXXX,依據(jù)近年來所建設的成功案例，一如既往

地為用戶提供視頻監(jiān)控最優(yōu)解決方案。本文主要闡

述“道路視頻監(jiān)控子系統(tǒng)”的設計。

1.4設計原則

1.根據(jù)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)成功案例，將秉承以下設計原則：

2.實用性

3.依照用戶要求，堅掙實用性為主的原則，本系統(tǒng)將完全滿足XX（項目）各項安

防需求，同時考慮未來發(fā)展需求，避免追求系統(tǒng)?的超前性，以減少不必要的投

資。

4.可靠性、安全性

5.參照大量已建成的XX（項目相關）安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)，借鑒其中的精華部分，為

系統(tǒng)高可靠性的總沐設計提供現(xiàn)實依據(jù)，選用的設備自身將具備高可靠性、高

安全性，高達數(shù)萬小時的平均無故障時間，并為關鍵設備、關鍵部件設計冗余備

份。同時，選用安全機制健全、安全級別高的平臺輔佐系統(tǒng)搭建。

6.先進性

7.本系統(tǒng)設計遵循系境工程的設計準則，通過科學合理地設計，既防止片面追求

某一高指標，又充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進性，最大程度地采用成熟、可繼承、具備廣

4

闊發(fā)展前景的先進技術，使系統(tǒng)能在未來數(shù)年內(nèi)不落后，并通過軟件升級即可

實現(xiàn)更多新功能，充分保護用戶的投資。

8.開放性

9.本系統(tǒng)設計將采用標準化設計，嚴格遵循相關技術的國陸、國內(nèi)和行業(yè)標準，確

保系統(tǒng)之間的透明性和互通互聯(lián)，并充分考慮與其它監(jiān)控系統(tǒng)的連接。在設計

和設備選型時，將科學預測未來擴容需求，進行余量設計。

10.易管理性、易維護性

本系統(tǒng)將采用全中文、圖形化軟件平臺實現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)管理與維護?？勺詣?/p>

檢測系統(tǒng)中任何一臺設備的運行狀態(tài)，并示出詳細參數(shù)，以輔佐管理人員及時淮確

地判斷和解決問題。采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護工具,

既降低了對管理人員進行專業(yè)知識的培訓費用，又節(jié)省了日常頻繁地維護費用。

1.5總體目標

根據(jù)XXXX近年來所成功建設的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)“視頻監(jiān)控子系統(tǒng)”設

計提出以下總體目標：

建立i套數(shù)模結合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，覆蓋高速公路沿線（總里程XXXX公里）系

統(tǒng)總共涉及XXX多個監(jiān)控點，使監(jiān)控值班人員能通過監(jiān)視器主觀地了解道路攝像覆

蓋區(qū)的交通情況，同時通過錄象裝置，進行記錄存檔，為以后分析取證提供可靠依

據(jù)。突發(fā)事件發(fā)生時，上級領導可及時了解現(xiàn)場情況，根據(jù)所在路段攝像機攝取的

圖像信息進行分析，作出決策，采取相應的措施，保證道路的安全暢通。

5

1.6系統(tǒng)將建設XX個路段監(jiān)控分中心，各監(jiān)控分中心包含

電視墻、數(shù)據(jù)存儲、切換控制、編解碼等設備，集實時

監(jiān)控、追溯查詢、圖像切換、遠程指揮于一體。

1.7省監(jiān)控總中心的設計強化“監(jiān)管”，包括對各道路段視

頻監(jiān)控信息流的統(tǒng)一管理，在設計上做到對異常事件

處理過程的實時查看，并能做到如同親臨現(xiàn)場的指揮

效果，有利于提高處理異常事件的效率，同時減少因溝

通問題而帶來的不必要失誤。

1.8高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

6

1.9根據(jù)XXXX在已建成的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中了解的情

況，目前各省高速公路只有一些如立交樞紐、大型橋梁

等重要地段或有個別路段設置視頻監(jiān)控外場設備布點,

對于某些事故易發(fā)路段并沒有覆蓋監(jiān)控點或監(jiān)控點分

布密度不夠，不能滿足無盲點監(jiān)控的要求。由于當時的

建設原則是防止逃脫收費站繳費，但是對于路面情況

和車輛行駛狀況的監(jiān)控卻比較缺乏，而且某些省市其

視頻監(jiān)控信號也只傳到收費站和路段監(jiān)控分中心，沒

有實現(xiàn)全省聯(lián)網(wǎng)，省級領導不能在省內(nèi)發(fā)生重大交通

事故時及時了解現(xiàn)場情況并做出決策。同時現(xiàn)有的視頻

設備對夜間的道路監(jiān)控并不能很好的支持，導致很多

夜間發(fā)生的交通事故無法正確分析和判斷責任方。而且

現(xiàn)今視頻監(jiān)控設備發(fā)展迅速，某些路段的設備已經(jīng)老

化或損壞，不能滿足智能控制的需要，降低了對于交通

系統(tǒng)的管理效率。

1.10某些省內(nèi)高速公路監(jiān)控涉及范圍非常廣，已建成有主

干光通信系統(tǒng)用于全省的高速公路。現(xiàn)有的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的

圖像和外場采集數(shù)據(jù)的傳輸方式是:各分中心獲取從各

監(jiān)控點送來的監(jiān)控圖像，經(jīng)壓縮編碼后通過IP方式接

入主干通信系統(tǒng)，上傳至省級監(jiān)控中心進行解碼。

1.11需求理解

7

經(jīng)過系統(tǒng)地分析并且借鑒成功案例，我們將系統(tǒng)建設理解為:

1、建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對某省內(nèi)所有裔速公路沿線路段晝夜實時監(jiān)控，完成所需硬件

的搭設，對硬件完成選型；

2.日常監(jiān)控操作、設備維護檢測等工作在各路段監(jiān)控分中心完成；

3.系統(tǒng)對所有道路監(jiān)控點路面，可進行全天候監(jiān)控，并長時間保存錄像文件（1個月）。

4.分中心可根據(jù)權限任意切換調(diào)用管轄范圍內(nèi)的道路監(jiān)控視頻。

5.省級監(jiān)控總中心能夠根據(jù)需要任意切換調(diào)用所有道路監(jiān)控視頻，調(diào)用圖像錄像信息，控

制攝像機云臺轉動和變焦，

6.能及時有效的利用圖像資源，包括實時圖像和錄像數(shù)據(jù)；

7、能及時有效的了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，對故障點能實現(xiàn)及時排查；

8、系統(tǒng)能夠與交通誘導系統(tǒng)、超速抓拍系統(tǒng)、卡FI攔截系統(tǒng)良好融合，實現(xiàn)建立省智能交

通管理系統(tǒng)的目標。

8

第二章視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設計

1.12根據(jù)XXXX近年來積累的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設

經(jīng)驗，并參考成功案例，全國各省內(nèi)現(xiàn)大多選用兩種模

式建設高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)，分別為數(shù)模結合模式

和全數(shù)字模式，下面3.1.3.2小節(jié)將對這兩種模式的架

構和總體設計方法予以分別闡述，并提供系統(tǒng)拓撲圖。

數(shù)模結合視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1系統(tǒng)架構

本系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)架構，采用三級星形結構設計：路段監(jiān)控點一路段監(jiān)控分中心一省

監(jiān)控總中心。圖3.1為系統(tǒng)總體架構圖：

9

I.主要功能：

2.圖像采集

3.信號傳輸（光傳輸設備、光纖線纜和SDH主干通信系統(tǒng)）

4.各級監(jiān)控中心實時監(jiān)控各高速路段，長時間保存錄像文件（1個月）。

5.任意檢索和查看錄像文件

6.省監(jiān)控總中心和路段監(jiān)控中心之間可進行雙向語音對講:；

7.實現(xiàn)對監(jiān)控點云臺及鏡頭的控制

2.L2系統(tǒng)拓撲圖

根據(jù)上一小節(jié)所描述的系統(tǒng)總體架構，現(xiàn)擬建數(shù)模結合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其系統(tǒng)拓撲圖如

圖3.2所示：

10

光B

」，富

ISYVBIi電爆

I服務器

RWP?MJ??

-X

解碼器

(HIK)電視靖

，通信系統(tǒng)

視姨_視物

服務器路

"K)tt44

JI（吧段

監(jiān)

illlliliillllllil控

分

中

等加心

硬盤錄像機硬盤水像機

光端光謂

(HIK)(H1K)

機加

九端機,

光端枷

出低照度模擬接像機(HIK)

路段監(jiān)控點路段監(jiān)控點

圖2.2

安裝在省內(nèi)各條高速公路沿線的帶云臺的超低照度攝像機(遵循2公里1個的

部署原則)對全省高速公路沿線的車輛行駛情況及道路進行晝夜24小時的監(jiān)控，特

別是在夜間公路上光照度不足的情況下仍可呈現(xiàn)清晰的監(jiān)控畫面，真正做到全天候

無盲點監(jiān)控。節(jié)點式光端機和省內(nèi)重新敷設的監(jiān)控專用光纜將模擬視頻圖像傳送各

路段監(jiān)控分中心的光端機組，完成對視頻圖像的采集，采用的光端機+光纜的傳輸

方式可有效地減小視頻信號在長距離傳輸過程中的衰減，使到達路段監(jiān)控分中心的

視頻圖像與前端攝像所采集的圖像質(zhì)量相同。

11

1.13在各路段監(jiān)控分中心的硬盤錄像機上采用D1的回

放分辨率將全實時的視頻圖像保存1個月，使圖像

回放質(zhì)量達到DVD畫質(zhì)并在相同的圖像質(zhì)量下采

用較低的1.5Mbps碼率進行錄像，大大節(jié)省了磁盤

空間，延長了每臺DVR可保存錄像的時間。值班人

員通過電視墻上的輪巡畫面主觀地了解道路攝像覆

蓋區(qū)的交通及道路情況，獲知突發(fā)事件發(fā)生時能夠

操作矩陣鍵盤在極短的響應時間內(nèi)隨意切換所管轄

路段任何一個監(jiān)控點的實時圖像至電視墻，及時獲

悉現(xiàn)場的情況，同時可控制云臺轉動和鏡頭變焦來

調(diào)整監(jiān)控范圍，縮短了對突發(fā)事件的反應時間。

1.14省級領導在省監(jiān)控總中心能夠使用監(jiān)控軟件在電視

墻上隨時調(diào)看各高速路段中任意2個監(jiān)控點的解碼

圖像，了解車輛行駛情況和道路環(huán)境。當交通事故

發(fā)生后，省級領導可控制監(jiān)控點云臺轉動和鏡頭變

焦來調(diào)整監(jiān)控范圍并調(diào)取相應路段的錄像文件，對

相關事故情況進行分析做出決策，從而顯著縮短由

于處理不及時造成的路段擁堵時間。

5全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2.2.1系統(tǒng)架構

本系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)架構，采用三級星形結構設計：路段監(jiān)控點一路段監(jiān)控分中心一省

12

監(jiān)控總中心。圖3.1為系統(tǒng)總體架構圖:

8.主要功能：

9.圖像采集

10.信號傳輸（通過光傳輸平臺、光纖線纜和主干通信系統(tǒng)）

11.各級監(jiān)控中心實時監(jiān)控各高速路段，長時間保存錄像文件（I個月）。

12.任意檢索和查看錄像文件

13.省監(jiān)控總中心和路段監(jiān)控中心之間可進行雙向語音對講：

14.實現(xiàn)對監(jiān)控點云臺及鏡頭的控制

13

2.2.2系統(tǒng)拓撲圖

行

管以大網(wǎng)統(tǒng)

理

監(jiān)光或

服SY,/同軸電tS

控

務飛J服務器RWP控制歧統(tǒng)

器

總

中

客

戶

心

航碼器

蛤

（HIK）電視培

主干

，通信系統(tǒng)

路

客

段

戶

弗

監(jiān)然;”砧眼務譜IPSAN

光

vHIK7(HIK)

控

山

多

瑜

分

電

業(yè)

平

視

務

臺

'I1增

心

路段監(jiān)控點

圖2.4

安裝在各條高速公路沿線的帶云臺的超低照度攝像機（遵循2公里1個的部署

原則）對全省高速公路沿線的車輛行駛情況及道路進行晝夜24小時的監(jiān)控，特別是

在夜間公路上光照度不足的情況下仍可呈現(xiàn)清晰的監(jiān)控畫面，真正做到全天候無盲

點監(jiān)控。通過前端的1珞視頻服務器（編碼器）可直接將模擬視頻圖像進行編碼壓

縮變成IP數(shù)據(jù)流，直接進行網(wǎng)絡傳輸。利用波分復用技術以敷設好的光纖線纜為介

質(zhì)進行數(shù)據(jù)傳輸。

14

1.16在路段監(jiān)控分中心，值班人員通過操作存儲服務器

上的管理軟件，配置網(wǎng)絡存儲設備進行錄像（采用

D1的回放分辨率將全實時的視頻圖像保存1個月,

使圖像回放質(zhì)量達到DVD畫質(zhì)并在相同的圖像質(zhì)

量下采用較低的1.5Mbps碼率進行錄像，大大節(jié)省

了磁盤空間，延長了每臺網(wǎng)絡存儲設備可保存錄像

的時間。），使用多業(yè)務光傳輸平臺的控制鍵盤，可

調(diào)看前端監(jiān)控點的實時圖像和進行云臺/鏡頭控制

操作。

1.17省級領導在省監(jiān)控總中心能夠使用監(jiān)控軟件在電視

墻上隨時調(diào)看各高速路段中任意監(jiān)控點的實時解碼

圖像，了解車輛行駛情況和道路環(huán)境，并可在客戶

端上點播保存在每臺網(wǎng)絡存儲設備上的錄像文件,

用于例行巡檢和事后追溯。當交通事故發(fā)生后，省

級領導可控制監(jiān)控點云臺轉動和鏡頭變焦來調(diào)整監(jiān)

控范圍并調(diào)取相應路段的錄像文件，對相關事故情

況進行分析做出決策，及時通知各交警支隊采取相

應措施，從而顯著縮短由于處理不及時造成的路段

擁堵時間。

1.18系統(tǒng)比較

1.本方案提供了兩種高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構，分別為數(shù)模結合架構和

全數(shù)字架構，下面將對這兩種視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構予以比較:

2.數(shù)據(jù)安全性：兩種架構都是在各路段監(jiān)控分中心進行式數(shù)據(jù)存儲和管理（有

各分中心的值班操作人員來完成錄像計劃設定和更改工作）。數(shù)模結合架構

下模擬視頻信號由視頻分配器分別接入數(shù)量不等的DVR,能夠進行長期穩(wěn)

定的錄像工作，即使一臺DVR當機或出現(xiàn)異常會損失某段時間16個通道

的錄像；全數(shù)字架構下IP數(shù)據(jù)流由多業(yè)務光傳輸平臺傳輸至存儲服務器后,

由存儲服務器將數(shù)據(jù)流送入所管理的網(wǎng)絡存儲設備進行數(shù)據(jù)存儲，當內(nèi)部

網(wǎng)絡出現(xiàn)異?；虼鎯Ψ掌鲏毫^大時當機，將損失某段時間將近60路的

錄像文件（每臺存儲服務器可管理60路D1畫質(zhì)1.5Mbps碼流下的錄像）

I6

第三章控制/圖像切換的響應時間：數(shù)模結

合架構下在各路段監(jiān)控分中心采用矩陣

控制主機進行前端攝像機的控制和電視

墻顯示切換，是通過控制線來傳輸模擬控

制信號，并且電視墻上顯示的圖像是由矩

陣將視頻分配器輸出的模擬信號直接進

行電路切換的，省監(jiān)控總中心進行攝像機

控制和查看實時圖像時，響應時間短；全

數(shù)字架構下在各路段監(jiān)控分中心通過多

業(yè)務光傳輸平臺或監(jiān)控客戶端來進行前

端設備控制、電視墻解碼和輪巡切換，省

監(jiān)控中心的控制和圖像查看操作完全需

要依靠網(wǎng)絡環(huán)境，當網(wǎng)絡不穩(wěn)定時控制信

號所經(jīng)過的傳輸設備都會產(chǎn)生一定延時。

17

第四章設備維護：數(shù)模結合架構下，維護人

員主要需要維護的是各分中心的矩陣控制

主機和DVR,維護操作簡便;全數(shù)字架構下,

維護人員主要需要維護的是各分中心的多

業(yè)務光傳輸平臺和網(wǎng)絡存儲設備，需要一定

的專業(yè)培訓和實際應用經(jīng)驗，需要維護人員

有專業(yè)素質(zhì)。

第五章數(shù)模結合視頻監(jiān)控系統(tǒng)詳細設計

在下面幾小節(jié)內(nèi)將對系統(tǒng)內(nèi)圖像采集、壓縮編碼、傳輸、存儲、顯示、控制、軟件平臺

及各級監(jiān)控中心部分進行詳細分析。

3.1圖像采集

1.作為監(jiān)控系統(tǒng)的視頻源頭，攝像機對整套監(jiān)控系統(tǒng)起著至關重要的作用。對攝

像機的基本要求是：圖像清晰真實、適應復雜環(huán)境、安裝調(diào)試簡便。

圖像真實清晰一一攝像機種類很多，其本源是內(nèi)部核心部件''圖像傳感器+數(shù)字

處理芯片”，針對不同的行業(yè)有完全不同的優(yōu)化方案。比如：廣播電視系統(tǒng)的圖像

處理偏艷麗，這是符合觀眾的視覺需求。相對而言，視頻監(jiān)控系統(tǒng)對圖像的要求是

真實還原，尤其是圖像的色彩應與現(xiàn)場一致，比如：人的膚色、衣著顏色、車輛顏色

等。其次，圖像清晰度主要取決于圖像傳感器線數(shù)，線數(shù)越高，圖像解析力越高，能

獲取更多的圖像細節(jié)。此外鏡頭倍數(shù)也將影響用戶捕獲圖像的景深，廣角取景能獲

取全景概況，長焦取景能獲取人臉面部特征，因此，用戶對圖像要求與使用場景密

切相關。當然，在特殊場景卜.還需要特殊功能進行匹配，比如：超低照度、逆光等等。

適應復雜環(huán)設備需求推薦設備

18

境一一與硬

盤錄像機、交

換機所處環(huán)

境不同，攝

像機一般都

置于風吹日

曬的環(huán)境下，

天氣變化都

會影響攝像

機的工作。耐

局溫、抗雷

擊、防水防塵

等應達到相

關指標,攝

像機應該能

在惡劣環(huán)境

下正常工作。

室外攝像機

護罩內(nèi)應該

有加熱、除濕

等裝防

水防塵級別

應該達到

IP66,內(nèi)部

電路應該具

備防浪涌保

護設計，抗

3000V雷擊。

安裝調(diào)試簡

便一一攝像

機多安裝于

難以摘取的

位置，因此

使用過程中

的再度調(diào)試

是較麻煩的，

增加維護成

本。比如：攝

像機安裝倒

像。攝像機應

該提供OSD

操作菜單供

用戶遠程調(diào)

試及參數(shù)修

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改。此外，建

議為攝像機

由UPS集中

供電以保證

電源潔凈，

防止串擾。

本系統(tǒng)參考

以往成功案

例，根據(jù)實

際場景不同

在道路（普通

路面沿線、停

車區(qū)、服務

區(qū)、隧道、涵

洞、避險車

道、分岔口）

和收費站（收

贄亭、收贄車

道、廣場）應

用部署超低

照度槍式攝

像機、室外廣

角半球攝像

機、室外一體

化高速球機、

紅外攝像機、

高清網(wǎng)絡攝

像機等不同

類型的采集

設備，針對

具體場景的

推薦設備請

見下表：

場景

DS-2CC591P-AXXXX室內(nèi)日夜型高解

收費亭利用廣角室內(nèi)半球攝像機掌握收費亭繳費情況

像度彩色變焦半球攝像機

收費站廣場DS-2AF1-613X

通過室外高速球機對開闊區(qū)域的不同位置進行

DS-2AF1-617X

靈活監(jiān)控

服務區(qū)XXXX6寸室外高速球機

通過通道兩個方向上的槍式攝像機了解車輛出DS-2CC193P-AXXXXICR日夜型超高

收費通道

入收費站全過程的實時情況解像度攝像機

普通路面沿線采用超低照度日夜型槍式攝像機

DS-2CC195P-AXXXXICR日夜型超高

了解所有道路沿線晝夜車輛通行情況（需配備

避險車道解超低照度攝像機

云臺）

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隧道夜間內(nèi)部環(huán)境較暗，需利用紅外攝像機改善夜

DS-2CC192P-IR3XXXX高解像度紅外

間成像效果

涵洞防水彩色攝像機

道路分岔口采用高速球機對不同路口進行靈活監(jiān)控DS-2AF1-613XXXX6寸室外高速球機

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3.1.1攝像機特點

?高解析度、高色彩還原度

受PAL制掃描方式的限制，實際有效水平像素X垂直方向的水平掃描線=752X

582o目前我們提供彩色模式下最高解析度為540線，黑白模式下高達570線，已

經(jīng)逼近極限。

色彩還原度分為色調(diào)（決定色彩性質(zhì)）和飽和度（決定色彩濃淡），與景物光照條

件和色溫密切相關。我們的攝像機通過“自動電子快門”或者“自動光圈”來自動

調(diào)節(jié)通光量以保證景物照度處于衡穩(wěn)狀態(tài)，通過“自動白平衡”來自動調(diào)節(jié)紅、綠、

藍三基色信號電壓（即色,溫）以保證圖像不出現(xiàn)偏色現(xiàn)象。

?真正的超低照度

我們的超低照度攝像機采用SONYEXVIEWHADCCD,它能利用其它傳感器未能

有效利用的近紅外線光，將感光范圍從可見光擴大到近紅外光，在黑暗環(huán)境下也可

得到高亮度的圖像，使CCD的靈敏度進一步提高，適應更低的照度環(huán)境。同時在硅

晶板深層中做光電變換時，漏電流SMEAR成分也可被收集到傳感器內(nèi)，噪聲大幅

降低，超低照度下圖像的信噪比得以保證。

?優(yōu)化的背光補償技術

開間監(jiān)控環(huán)境中，攝像機的安裝應盡量避免逆光裝置，但某些情況下很難做到，為

此我們提供兩種解決逆光環(huán)境下解決辦法。

普通要求下（比如：道路監(jiān)控），開啟背光補償功能。常規(guī)背光補償技術是對整體

畫面進行處理，雖然前景圖像清晰可見，但是背景因曝光時間過長導致過渡曝光呈

白茫茫一片。防止背景圖像出現(xiàn)過度曝光。但畫面整體感官有層次感，顯得不夠柔

和，只能滿足普通成像要求。

?高可靠性

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影響攝像機使用壽命的主要原因是高溫。我們的攝像機采用低功耗設計，機體功耗

小于2W,適應的工作溫度最高達60攝氏度，而電子器件能工作的最低溫度達到-20

攝氏度。防水攝像機其防水等級為國際標準IP66,在恒定濕度測試下達到93%Rh,

抗雷擊達到3000伏特，能適應絕大多數(shù)室外環(huán)境。若用戶用在工地、礦區(qū)等更惡劣

的環(huán)境，可選用防暴攝像機，先進的工程設計，外殼采用高強度的工業(yè)塑料，抗沖

擊達到…。我們整機平均無故障時間達到20000小時。

?便利安裝調(diào)試

我們的攝像機帶有OSD控制菜單，用戶可利用485信號對攝像機進行調(diào)試。包括:

自動白平衡、自動電子快門、自動電子增益、自動光圈等功能的開閉及其它相關參

數(shù)的調(diào)整，可調(diào)參數(shù)達數(shù)十個。

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3.2壓縮編碼

3.2.1比較壓縮算法的方法

1.XXXX是業(yè)界第一家為網(wǎng)絡硬盤錄像機（以下簡稱DVR）引入H.264編碼算

法的廠家，基于對監(jiān)控行業(yè)逐漸深刻的認識，我們斜對監(jiān)控本身的諸多特點對

編碼算法進行持續(xù)優(yōu)化?？季慨a(chǎn)品的壓縮編碼能力可以從以下三個方面一窺究

競：

2.超低壓縮碼率一一可能目前大部分用戶都不太在意超低碼率下壓縮編碼，原

因是大家在持續(xù)提升圖像質(zhì)量而不斷增加碼率。但是不可否認手機監(jiān)控已經(jīng)走

入我們的生活，在手機屏僅支持QCIF畫質(zhì)、無線通信帶寬緊缺的現(xiàn)在，能以

64Kbps甚至56Kbps作QCIF編碼實現(xiàn)手機監(jiān)控，是一種技術實力的體現(xiàn)。

XXXX任何一部DVR的子碼流均可通過網(wǎng)絡直接送往用戶手機，實現(xiàn)手機監(jiān)

控。

主流壓縮碼率一一按照邏輯辨證法看待事物，實現(xiàn)同樣畫質(zhì)的圖像，誰的消耗

少證明誰的技術更勝一籌。在保證FULLD1圖像解析度的條件下，使碼流更低是追

求的目標，而且還需使得DSP運算能承受代碼的復雜度。對用戶而言，呈現(xiàn)的回放

分辨率是FULLD1,而需要超過2Mbps甚至8Mbps的碼流顯然是在浪費網(wǎng)絡帶寬

和存儲空間。XXXX可以利用1.5Mbps碼流編碼出FULLD1畫質(zhì)，而我們向上支持

到8Mbps的碼流是為未來高清編碼作預留。

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3.2.2高清壓縮碼率一一目前XXXX提供的130萬像素網(wǎng)

絡攝像機就體現(xiàn)了全實時高清壓縮編碼的實力。相

對于FULLD1畫質(zhì)，圖像尺寸和分辨率提升約一倍,

碼流應該需要4Mbps,經(jīng)過對MPEG4編碼算法的

不斷優(yōu)化，目前利用3Mbps碼流可完成百萬像素全

實時編碼。

323綜上所述，評價一種產(chǎn)品的編碼能力并不能僅從編

碼碼率、圖像分辨率去片面比較，而是需要綜合考

量的。

324壓縮編碼特點

?經(jīng)典架構

我們選擇RISC芯片（ARM）完成主控，DSP芯片完成編碼運算。選用的ARM歸屬

于EMPU（嵌入式微處理器），針對監(jiān)控系統(tǒng)的專有性對保留其相關功能，裁剪無

用功能，大幅減小系統(tǒng)體積和功耗。相對于某些基于CISC或者通用CPU,在工作

溫度、抗電磁干擾能力、可靠性等方面都做了增強，具備體枳小、重量輕、成本低、

可靠性高等優(yōu)點。

視頻流編碼要求編碼芯片能勝任連續(xù)數(shù)據(jù)流的處理及高精度組雜運算，因此DSP器

件是最優(yōu)的選擇。對系統(tǒng)結構和指令進行特殊設計，編碼效率高、執(zhí)行速度快。

?業(yè)界首創(chuàng)的雙碼流技術

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針對國內(nèi)網(wǎng)絡建設相對落后的環(huán)境，為了在錄像數(shù)據(jù)和網(wǎng)傳碼流之間取得平衡，我

們開發(fā)了雙碼流技術。DSP對同一路圖像進行兩次編碼，主碼流用于錄像，選擇高

分辨率、全幀率、最優(yōu)圖像質(zhì)量，子碼流用于網(wǎng)傳，選擇普通分辨率、非實時、普

通圖像質(zhì)量。通過這樣的設計，可以不需要用戶去改建現(xiàn)有網(wǎng)絡，省去額外的網(wǎng)絡

投資，當然，該方式源于目前絕大多數(shù)用戶實時監(jiān)控的時間vv錄像回放的時間,

且實時監(jiān)控的強度要求不高。當并發(fā)訪問數(shù)量激增時，任何設備都會出現(xiàn)瓶頸，沒

有哪個廠商可以逃脫，但是我們采用了更能讓用戶放心的處理策略，即錄像〉網(wǎng)傳,

主碼流＞子碼流，簡而言之，CPU運轉是優(yōu)先保證錄像的，確保有清晰完整的錄像

文件是可追溯的。

若用戶對實時監(jiān)控的要求很高，也有充足的網(wǎng)絡帶寬滿足全實時FULLD1監(jiān)控的需

求，那么直接網(wǎng)傳主碼流即可。

?動態(tài)編碼技術

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3.3目前支持在編碼過程中動態(tài)修改編碼參數(shù)，而不需

要重啟設備，由此而衍生的“事件壓縮”功能讓用

戶更滿意。據(jù)統(tǒng)計，監(jiān)控錄像有80%屬于無用數(shù)據(jù),

其中絕大部分是錄制靜態(tài)畫面，在過去以變碼率方

式來降低存儲量?！笆录嚎s”更加符合用戶需求,

即用戶希望“有用數(shù)據(jù)”是清晰的，對“無用數(shù)據(jù)”

的清晰度要求不高。在判決何謂“有用數(shù)據(jù)”時，經(jīng)

統(tǒng)計我們認為報警觸發(fā)的錄像、移動偵測觸發(fā)的錄

像，以及未來智能分析報警觸發(fā)的錄像是“有用數(shù)

據(jù)”，因此利用“事件壓縮”功能，“普通數(shù)據(jù)”采

用低分辨率、低碼率進行錄像，“有用數(shù)據(jù)”采用

高分辨率、高碼率進行錄像，編碼參數(shù)的改變由設

備自動完成。在錄像質(zhì)量和存儲空間之間做了最好

權衡。

3.4傳輸系統(tǒng)

3.4.1傳輸系統(tǒng)包括模擬傳輸系統(tǒng)和數(shù)字傳輸網(wǎng)絡。前者指各監(jiān)控點的攝像機

與網(wǎng)絡硬盤錄像機之間的互聯(lián)，由于IP監(jiān)控的興起，這部分的問題往往

容易被忽視；后者指“網(wǎng)絡硬盤錄像機一路由交換設備——監(jiān)控中心”

途徑IP網(wǎng)絡的傳輸過程。本著提升監(jiān)控系統(tǒng)水平的原則，以客觀的角度

闡述監(jiān)控系統(tǒng)對傳輸系統(tǒng)的要求，以幫助用戶充分利用現(xiàn)有設備、節(jié)約投

資。

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3.4.2模擬傳輸系統(tǒng)

模擬傳輸系統(tǒng)一般包括：模擬視頻傳輸、模擬音頻傳輸、控制信號傳輸、報警

信號傳輸?shù)?。首先值得汨戶注意的是線纜的選取和購買，從做工上考究，建議盡量

選擇知名廠商的產(chǎn)品，因為線纜自身優(yōu)劣將嚴重影響到圖像質(zhì)量、控制信號等等。

視頻線纜和音頻線纜主要采用實心聚乙烯絕緣射頻同軸電纜，型號為SYV-75-5,特

性阻抗為75歐姆士3歐姆。

控制線纜主要采用銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯手套軟電纜，型號為

RVVP20.5,兩芯絞合成纜。

報警線纜也采用銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護套軟電纜，但橫截面積為

1mm2,型號為RVVP-2*1.0,兩芯絞合成纜。

1）除了選擇充分滿足標準的線纜之外，施工必須符合GB50217-1994《目力

工程電纜設計規(guī)范》的要求。我們建議以下基本要求：

2）線纜長度應滿足距離要求，避免電纜的破裂接續(xù)，若必須接續(xù)時，采用焊接方

式或者專用連接器。

3）電源電纜和信號電纜應分開鋪設。

4）所有電纜應避開惡劣環(huán)境，如高溫熱源和化學腐蝕區(qū)等。

5）所有電纜應遠離高壓線或大電流電纜,不易避開時應各自穿配金屬管,并盡可

能地埋入地下。

6）當在建筑內(nèi)