智慧景区车辆船舶监控定位系统建设详细设计方案.doc

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1、智慧景区车辆船舶监控定位系统建设详细设计方案1.1.1 系统构架船舶视频监控系统架构由三部分组成：视频监控船舶系统、传输网络和监控中心后台系统。视频监控船舶系统是系统的信息节点，船内安装摄像机、拾音器、紧急报警按钮和信息显示屏分别作为视频图像、音频数据、紧急报警信息、GPS等信息的采集设备，采集后的信息经过硬盘录像机的处理之后，由硬盘录像机自带的无线通信模块发送给监控中心。传输网络包含无线移动通信传输链路和固网专线传输链路两部分，通信基站接收到来自前端船舶的数据信息之后，经网关送入固网专线，供监控中心使用。视频监控后台系统是本系统核心所在，是执行日常监控、船舶调度、应急指挥的场所。内部署视频监

2、控综合管理平台，包括数据库服务模块、管理服务模块、接入服务模块、报警服务模块、流媒体服务模块、存储管理服务模块、Web服务模块等等，它们共同形成数据运算处理中心，完成各种数据信息的交互，集管理、交换、处理、存储和转发于一体，是视频监控系统能稳定、可靠、安全运行的先决条件。系统可以根据需要在船舶公司单位建设多极监控平台，级别间逻辑关系根据需求灵活配置，系统具有良好的扩展性。1.1.2 系统功能视音频系统贯穿在整个视频监控系统的日常工作、指挥调度、管理系统等各种活动中，是整个系统最有效的信息获取、协调指挥的手段之一。其具体应具有如下基本功能：1、 视频监控功能硬盘录像机提供高效编码功能，采用双码流

3、技术和利用高效的编码效率使所需要的码率更低，设置变码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载的压力和总体存储容量。2、 基础信息管理包括终端设备管理、船舶管理、人员信息管理、线路信息管理、公司信息管理等。基础信息管理还包括外接设备的管理。3、 船舶定位监控船舶定位监控是船舶视频监控系统的基础功能，包括：GPS实时定位、线路运行监控、轨迹回放等。4、 运营分析报表系统提供船舶运输所需的各式营运报表的生成、查询、EXCEL格式显示、统计图显示、打印等，以利于船舶公司充分掌握营运情况，为分析决策提供详实及时的数据支持。5、 隐蔽语音监听功能安装于驾驶室上方的摄像机，内置隐蔽拾音器，监听驾驶员之间的

4、对话，支持监控中心实时监听和硬盘录像机视音频同步记录。6、 紧急报警功能提供船内紧急报警按钮，触发报警以后，报警信息自动上传监控中心，船内图像自动弹出到中心显示屏，GIS地图上报警船舶图标闪烁。软件平台自动弹出应急预案。7、 数据信息存储功能硬盘录像机保存船内监控点录像文件，建议设置定时计划录像；监控中心利用存储服务器保存重要录像和备份录像，重要录像包括报警录像、电视墙显示过的视频图像，备份录像包括手动从前端下载录像，或自动按计划下载录像。8、 设备状态自动监测功能系统能对硬盘录像机、各服务器等节点设备的工作状态实行自动监测，当设备运行异常或故障时，监控中心将产生报警提示，包括故障点位置和造成

5、故障的原因。1.1.3 系统特点1.1.3.1 视频监控与GPS定位结合该系统充分考虑移动监控需求，同时结合领先的音视频编解码技术、GPS卫星定位、无线网络传输等技术，组成了一套先进的可快速部署的视频监控系统。通过该套系统，系统不仅能实时监控船舶所处地理位置，并且通过无线视频传输技术监控指挥中心能通过现场无线视频及时观看到现场的真实情况，做到随调随看，身临其的效果。当移动中的船舶发生报警时，通过回传的图像，监控中心能够在最短的时间内依据各种数据做出科学快速的决策，及时指挥、调度各项资源。1.1.3.2 结构紧凑、集成度高目前船舶视频监控系统大多采用船舶监控与GPS分离的方式，由此导致的结果是设

6、备连接复杂、连线较多，从而导致在大震动的环境下可靠性不高的问题，且此种方式需用采用2张通讯卡，则明显存在成本偏高的问题。所以本系统中选用的是内置GPS模块的主机，有效节约3G流量。1.1.3.3 丰富的信息提醒功能通过在船舶上安装信息显示屏，可以对航行安全进行提醒，起到预防作用。如超速提醒、偏离线路提醒、夜间航行安全提示、疲劳驾驶提醒等。同时信息屏内置TTS中文语音合成模块，保证在航行时，驾驶员可以清晰听到语音播报。另外，当船舶遇到路障或寻找加油站时，信息屏可以指示行驶路线；当船舶出现故障或事故时，司机可以通过信息屏发送求援信息。1.1.3.4 军工级品质本次选用的硬盘录像机具有优良的军工品质

7、，其硬盘减振加固技术基于中国电子科技集团第52研究所军工技术。本产品结构设计人员在军工结构设计专家的指导下，参照军用标准（GJB367A-2001国军标军用通信设备通用规范），自主研发设计硬盘加固模块。产品通过大量的环境测试，目前达到并超过了相关军用设备的要求。本产品减振加固技术已获得了国家专利，专利号：200620100518.3；专利名称：一种船舶用硬盘减振加固装置。1.1.3.5 强大的环境适应性本次设计，所选用产品不仅满足恶劣气候环境，且其也能对抗恶劣的电磁环境；选用的摄像机是符合室外使用要求，其防护等级为IP66；本硬盘录像机针对船舶运行环境较差，对散热、防尘、防水要求高，进行了特殊

8、处理，可满足安装在船内特殊环境下长期运行的要求，其防护等级为IP54。硬盘录像机各硬件接口都配有螺丝锁扣，与外接设备连接牢固可靠。为保证不对船内其他设备的电磁干扰，屏蔽外接干扰对设备的影响，本硬盘录像机对机身进行了特殊处理，通过了电磁兼容测试，达到了GB-13837-2003标准要求。硬盘录像机，电源设计参照了ISO7637-2:2004道路船舶由传导和耦合引起的电骚扰标准设计，可以过滤高达DC 153V的电源毛刺，确保设备的稳定工作。该电源经过特殊的设计，具备了断路、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。1.1.4 系统详细设计1.1.4.1 系统前端设计在船舶内布置4-

9、8个摄像机，摄像机的监控范围覆盖船舶95%以上场所；给摄像机安装拾音器，实现音视频同步采集；在驾驶员左侧安装预报警按钮，出现紧急情况时，按下报警按钮，则监控中心将收到报警信息，监控中心根据监控图像，确定事故性质、等级，按照一定的预案，实行应急指挥；在操作台上安装信息显示屏，实时显示调度信息和安全航行提醒。1） 前端系统结构船舶视频监控系统前端子系统由主机、嵌入式摄像机、拾音器、驾驶员报警按钮、语音对讲设备和信息显示屏组成。由此则可实现：前端信息采集、视频编码存储及传输、语音对讲、船舶调度和安全航行提醒等。前端信息采集船上安装的个摄像机负责整艘船的视频监控，船舶安装的拾音器负责船内拾音，当有紧急

10、情况时，可通过船内的报警按钮把报警信息发送到中心。通过船载DVR内置的GPS模块采集GPS信息，实时上传到中心。信息本地显示信息显示屏用于显示调度和提醒信息。监控指挥中心通过3G网络下发天气状况、路况提醒、线路偏离、夜间航行安全提示、疲劳驾驶提醒等信息到船载DVR，再经由RS485在信息屏上显示，同时信息屏内置TTS中文语音合成模块，保证在航行时，驾驶员可以清晰听到语音播报；1、摄像机前端摄像机主要负责采集船舶内外的视频信息，为了保证船舶及人员的安全，要求摄像机的覆盖范围要到达95%以上，保证船内无死角。前端摄像机采用2.8mm广角彩转黑红外夜视高清晰CCD摄像机，摄像机分辨率在130万像素以

11、上也可以选择模拟摄像机；摄像机通过硬盘录像机取电。1）、 船前摄像机位于在驾驶舱前挡风玻璃后面，可安装在船内天花板或仪表板上，镜头朝前，用于拍摄前方航路状况。2）、 驾驶舱摄像机安装于驾驶舱角落，覆盖整个驾驶舱，用于记录驾驶员和其它工作人员的行为规范。3）、 整船摄像机位于驾驶舱外部，根据船舶大小，安装多个摄像机，用于监控整艘船舶的货物或通道情况。2、前端拾音器系统前端布置用于声音采集的设备拾音器，可用于对船内的声音进行实时的采集。3、紧急报警按钮船舶上可以安装紧急报警按钮，在船舶发生紧急事件时，可以由驾驶员触发报警按钮，向管理中心报警，有管理中心迅速作出反应。4、语音对讲设备驾驶仪表板上装有

12、语音对讲设备，驾驶员可通过麦克风与管理中心进行实时对讲。5、信息显示屏系统在驾驶室布置一台信息显示屏，用于显示调度和提醒信息。监控指挥中心通过3G网络下发天气状况、航道信息、线路偏离、夜间行船安全提示、疲劳驾驶提醒等信息到船载DVR，再经由RS485在信息屏上显示。同时信息屏内置TTS中文语音合成模块，保证在航行时，驾驶员可以清晰听到语音播报。2） 前端存储1、存储计算单个通道1小时存储1天的计算公式(GB)码流大小（Mbps）83600秒1小时1天1024；4CIF（704*576）格式：按1.5Mbps码流计算，存放1天的数据总容量 1.5Mbps83600秒1小时（1天）10240.66

13、GB；则单通道总存储容量(GB)0.66GBN小时（N为前端存储的小时数）0.9（格式化损失容量比例）。2、存储特点移动监控终端应用在颠簸、振动、摇摆等恶劣环境下，要保证设备长期稳定工作，对减振加固技术提出了较高的要求，尤其是对硬盘减振加固技术是该系统重点难题。本产品的硬盘减振加固技术基于中国电子科技集团第52研究所军工技术。结构设计人员在军工结构设计专家的指导下，参照军用标准（GJB367A-2001国军标军用通信设备通用规范），自主研发设计硬盘加固模块。产品通过大量的环境测试，目前达到并超过了相关军用设备的要求。本产品减振加固技术已获得了国家专利，专利号：200620100518.3；专利

14、名称：一种船舶用硬盘减振加固装置。在产品技术军转民的转化同时，我们还考虑到民品成本要求，在不降低性能指标的情况下，通过技术改良大大节约了产品成本。为系统提供低成本、高性价比的减振加固方案。3） 主机视频读取主机可通过DS-1002HM-S数据备份仪备份，DS-1002HM-S是一款用于船载DVR的录像资料备份和操作显示的专用设备，其接口灵活、备份速度快、便携方便。DS-1002HM-S在备份时直接从船载DVR上取电，通过eSATA高速备份接口与DVR相连，实现录像资料的快速导出。在操作过程中，用户可通过液晶显示屏观看全部操作画面。备份结束后，用户可将DS-1002HM-S通过USB或eSATA

15、接口与计算机连接，导出录像资料进行存储或回放。1.1.4.2 船载前端技术特点1） 无风扇、全封闭设计船载DVR主机外壳采用无风扇、全封密式一体式能够有效避免船舶内灰尘、水汽、杂物进入到设备内部，适应船舶内复杂环境。采用铝压铸/铝拉伸箱，通过把主要发热元器件贴合外壳方式设计，能够有效保证设备内部热量传导到壳体向外散热。2） 专用航空头接口船载DVR的电源接口、音视频接口、通讯接口等均采用专用航空头设计，由于船载一般都是混合信号的组合线缆，需要把电源线、地线、信号线等集成在一起，因此利用航空头可以有效的把所以线束集合在一起，并通过可靠的插针、插孔、螺纹等保证信号可靠连接。3） 独立船载电源模块内

16、置电源模块符合ISO7637-2（JAE1455）国际标准，支持8V36V宽幅电压输入，12V和5V稳压输出，各供电模块都带快速自恢复电子短路保护功能，有效避免过流影响具备带过载和短路保护。外部供电支持热拔插，对浪涌和负载瞬态进行有效防护，能够有效抑制抛负载时产生的200V、持续400ms高压。采用独立电源模块设计，便于后期维护时可直接替换模块。4） 硬盘盒和硬盘减震技术采用自有专利技术的航空气囊减震方案，适合船舶行驶中恶劣的震动环境，全新设计满足更宽的震动频率范围，能够有效的保护硬盘在行船舶震动过程中正常工作。整体硬盘盒采用全封闭结构设计，能够有效避免灰尘、水汽等进入到硬盘盒内部。硬盘盒内部

17、具有内循环风扇和加热系统，保障硬盘在050推荐温度内工作。具有USB接口可以作为移动硬盘使用，方便连接电脑导出录像数据。5） 多模式录像方式船载DVR可内置2.5寸硬盘能够具备普通录像、冗余录像、镜像录像方式对录像数据进行存储。普通录像方式是按照写满一个硬盘再写入另一个硬盘。冗余录像方式，是采用一个固态硬盘或SD与一个机械硬盘形式，在船舶辆运行时写到固态硬盘或SD里面，当船舶辆停止时，再把固态硬盘或SD里的录像数据写入到机械硬盘里面，可减少机械硬盘在震动环境下工作，延长寿命；避免机械硬盘在强震环境下丢失录像，确保录像完整性。镜像录像方式是录像数据同时写入到两个硬盘里面，降低因个别硬盘损坏造成录

18、像数据缺失。6） 内置超级电容模块船载DVR内置超级电容模块，当船舶辆发生事故、激烈碰撞时导致电瓶提供的电源断开，此时在内存里面的关键录像数据能够完好的写入到硬盘里面。同时，在设备异常断电时，能够保证硬盘按照正常的关闭流程操作，如读写磁头正常归位等，很好保障硬盘的寿命。相比铅酸电池、锂电池等后背电源，超级电容模块具备充放电循环次数大百万次，而且工作范围更广在-4070，并且免于后续维护工作。7） 可更换通讯模块船载DVR采用可拔插通讯模块设计，有别于以往通讯模块直接焊接和贴合在主板上的方式，可以在不拆开机箱的情况下，方便直接更换不同网络制式的通讯模块，方便后续无需返厂即可升级网络制式。8） 报

19、警录像备份当驾驶员触发紧急报警按钮时，能够把报警信号传输给船载DVR主机，此时能够把报警触发时刻前面一段时间和之后一段时间的视频录像数据，存储到内置SD卡或者外接防火存储盒里面，实现对关键录像数据的备份功能。尤其是在发生船舶辆起火情况下，更好的保护现场发生紧急情况录像数据。1.1.4.3 智能告警报警信号通过连接线与船载DVR报警输入端口相连，通过信号量的方式与视频图像联动。一旦前端报警按钮输出报警信号，则监控中心将收到报警信息，电视墙上立即弹出相应的船舶视频信息，监控中心根据实时视频图像，确定报警性质及报警等级，根据预案实时指挥前端事件处理。消除报警后，系统自动复位，系统恢复到正常工作状态。

20、此外系统还应具备设备故障报警、超速报警、阻塞报警、越界报警、偏离线路等报警功能。1.1.4.4 监控中心平台概述中心管理平台是由移动视频监控管理系统、大屏拼接系统和网络存储系统三大块组成，支撑起视频监控、存储和管理功能。iVMS-7200移动视频监控管理平台是一个基于服务器、操作系统、依托于数据库、架构于网络的服务系统，是支撑起船载视频监控系统产品的中央管理平台，能够实现设备接入与用户服务的综合软硬件体系。该平台利用统一的数据库、软件及服务，接入分散的设备并建立用户、业务接口，以完成分散设备的统一管理并提供用户业务需要的服务。大屏显示系统以海康威视频综合平台作为拼接控制单元，视频综合平台支持多

21、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，可以接入前端船载DVR的视频数据、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，通过视频综合平台内部拼接控制功能，利用视频综合平台强大的数据处理能力，实现图像的拼接和漫游操作。视频综合平台提供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。视频监控数据除了需要前端船载DVR存储之外，还需要在中心平台能够接收和存储上传的视频数据，尤其是报警视频录像数据。由3G/4G网络上传至中心平台后，实现对视频录像数据统一管理和存储。海康威视推出的高性能价格比、

22、高密度、企业级千兆网络存储系统，采用 64 位软硬件平台，针对视频监控行业进行了应用特点优化，可为大中型视频监控系统提供可靠稳定的海量存储空间。适合追求高性能、高扩展能力并注重节约成本的用户。iVMS-7200移动视频监控管理平台基于现有先进技术、构建大型应用系统的J2EE技术框架，采用易于业务整合的SOA面向服务的架构，通过将前台展示、中间业务层和后端数据存储相分离的架构思想，来支持中心平台的多层架构设计，并可以满足跨硬件平台、跨操作系统的要求。平台运用数据处理、中间件、构架和构件、工作流、XML及Web等主流先进技术，采用模块化、框架化的设计思想进行设计开发，从而大大增强了系统的灵活性和可重用性，方便各应用系统间的集成，同时，先进的技术架构带来系统良好的健壮性、扩展性及安全性，保证系统具备支撑海量接入和大并发量访问的能力。