贝尔科技物流车监控系统解决方案3()475.pdf
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1、 第1章 系统概述 项目背景 随着经济的快速发展,国内物流货车的保有量是越来越大,车辆的安全和监管成为了车辆拥有者非常关心的问题,特别是大型货车、大型工程机械车等行驶单位里程成本较大的运输机械。贝尔科技实施的一个项目,客户车辆从北京朝阳区到广东深圳往返费用在 2.73.2 万之间,每月往返 2.5-3 趟,在安装 3G 视频监控后,每辆车每月运行 3-3.5 趟,单次往返费用下降至2.42.8 万,节约费用的途径如下:1、在油箱里侧安装一只 3.6MM 镜头的摄像机,监视加油机的显示数据,用于核对报销票据的真伪,解决了发票虚开的问题,同时视频的实时监控,也解决了偷油问题;2、前后各安装一只摄像
2、机,用于监视前后路况和临近车辆的行驶情况,既可以印证驾驶员“堵车”的谎言,又可以在事故发生时,分清事故的责任;3、在国道上缓慢的爬行,费油费时,驾驶员可以用买到的高速过路费发票赚取不菲的过路费,通过前后的摄像机,彻底了解决了高速慢行的问题;4、由于实施了全方位的视频监控,再也不会经常出现“老板,轮胎该换了!”情形了;5、在车头位置向后安装一只摄像机,监视车厢的货物变化,彻底的杜绝了私自配货问题。可以用现在的 30 辆车解决以前 40 辆车的运输量,单次运费降低 1015%,减去驾驶员的工资上涨成本(出现过罢工现象),综合统计,每辆车的盈利水平提升了 25%。在传统的车载移动监控中,由于受限于网
3、络条件,往往只是把车辆的视频进行录像保存,部分厂家尝试图片、视频的即时网传,但效果并不理想,无法真正发挥视频监控的作用。随着 3G 网络的不断普及,在 3G 网络环境下,网络带宽成倍增加,可以满足高帧率、较高图像质量的视频数据传输需求,支持在任意地点上传图像与接受远方图像,使过去无法实现的技术难题,在 3G 无线传输技术的提升下得以解决,原有单车以录像为主的车载视频监控解决方案渐渐向系统化、网络化、平台化方向发展。总体需求 车载视频监控系统作为一种视频监控系统,应该需要具有所有普通视频监控的基本功能,如实时视频预览、录像、报警等,但由于车载视频监控系统使用环境的特殊性,用户对车辆远程视频浏览、
4、车辆GPS 卫星定位、以及车载终端与平台数据交互的需求尤为迫切,总体的需求可以大致分为几个方面。网络监控 随着无线网络技术的发展,货车用户对车辆视频监控系统网络化的要求越来越强烈,车载视频监控系统最基本的需求就是通过视频对车辆进行监控,主要包括下面几点:希望可以通过网络实时远程浏览车辆的视频,可以实时了解车辆的状况,包括下面几点:1)用户可以通过网络实时远程浏览车辆的视频,即时了解车内外的情况。【最新资料,Word 版,可自由编辑!】2)用户可以在后端保存车辆的视频录像,方便管理,提高录像的安全性。3)用户可以实时和车辆上的人员进行语音通讯。4)当车辆发生各种突发事件时,可以通过网络即时报告有
5、关部门人员。无线网络适应性 虽然随着 3G 网络的发展,带宽有了明显的提升,但是无线网络与有线网络相比还是有很多的特殊性。1)IP 地址不固定,有防火墙限制;运营商在分配给无线终端的 IP 地址可能随时更换,且进行了防火墙限制,封闭了部分端口。2)网络带宽波动较大,无线网络所在地用户数量多少、地域差异及网络优化程度等问题都影响传输质量,网络带宽实时都在变化,甚至可能瞬间降低到零。3)车载终端实时运动时,基站切换频繁,运动也造成了视频无线网传的不可确定性。由于无线网络的这些特殊性,就要求车载终端能适应这种网络变化的模式,根据实际情况对视频编解码算法、网络传输协议等进行改进,提升车载视频无线网传的
6、效果。数据多级管理 大型视频监控系统的核心需求就是可以实现多级管理,因此车载视频监控系统应该具有如下功能:1)权限分配管理,出于安全性因素的考虑,有必要将用户分类,使其享有不同的权限,分配不同的任务;2)视频流媒体转发技术,无线网传至中心的视频应分发到不同的用户,满足多个用户同时浏览一路视频的要求,节省无线网络带宽资源;3)系统扩展性能,系统应考虑未来用户数量增多后扩容的要求,可以实现系统的线性扩容。智能交通管理 智能交通系统(简称 ITS)是将多种先进电子技术有效地集成运用于整个管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。车载视频监控系统作为智
7、能交通系统有机的组成应可以实现以下功能:1)车辆 GPS 定位信息管理,车载视频监控终端可将 GPS 卫星定位信息实时传输至管理中心;2)车辆信息实时上传,车载视频终端将车辆行驶中的车辆状况(例如车速等信息)实时网传至管理中心;3)数据交互功能,3G 无线网络除了能满足车载视频网传外,还可以实现声音、文字、图片等信息的交互。第2章 设计目标与原则 设计目标 建设本系统的思想内核是借助先进的科学技术,结合人性化地设计理念,构造一套精密、复杂、庞大的车辆联网视频监控管理系统,为各种物流车辆的管理提供可视化服务,为车辆和人员的安全提供有力的保障。系统建设中全面采用移动视频监控技术、3G 无线通信传输
8、技术、恶劣环境大容量数据存储技术、GPS 车辆追踪技术、混合联网传输技术、GIS 可视化操作技术,形成一套对所有管辖车辆进行精确监控的综合监控管理平台。综合监控管理平台一方面采集所有车辆实时视频信息,对及时准确发现违规不当获利活动或消极怠工举动,调查收集证据,处置相关人员,为物流车辆指挥调度决策提供可视化依据,提高车辆高效调度、低成本运行的科技含量;另一方面采集所有车辆的运输信息,通过统计、分析和归纳等科学手段,为相关业务管理系统提供科学合理的数据资源,方便相关部门业务的改进提供。设计原则 先进性 本系统设计遵循系统工程的设计准则,通过科学合理地设计,系统整体满足车辆视频监控和管理的需要,大力
9、采用车载视频监控技术、3G 移动通信技术、GPS 卫星定位技术、GIS 地理信息技术、开放式平台架构技术等一系列成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术,使系统能在未来数年内不落后,通过软件升级即可实现更多新功能,保护用户的投资。实用性 依照用户要求,坚持实用性为主的原则,避免使用不成熟、过分超前的技术和产品,在满足用户提出的详细技术要求的基础上,尽力充分考虑周全,给出科学合理的优化建议。可靠性 系统可靠性是系统长期稳定运行的基石,从系统设计理念到系统架构的设计,再到产品选型,都将持续秉承系统可靠性原则。并充分结合其它车载监控系统的工程经验,吸取精华部分,为系统高可靠性的总体设计提供实践依据,
10、落实到单体设备时,都将选用高达数万小时平均无故障时间的产品。经济性 将用户已有系统与视频监控管理系统相结合,保护用户投资,避免相同系统重复建设。安全性 系统数据安全性是不容忽视的关键环节。在构建系统平台时,将借鉴运营商多年来的设计思想,全面实现系统防入侵、数据防泄漏。开放性 本系统设计将采用标准化设计,严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准,确保系统之间的透明性和互通互联,并充分考虑与其它系统的连接。在设计和设备选型时,将科学预测未来扩容需求,进行余量设计。易管理性、易维护性 本系统将采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护。自动检测系统中任何一台设备的运行状态,并示出详细参数,以辅助
11、管理人员及时准确地判断和解决问题。采用稳定易用的硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用,又节省了日常频繁地维护费用。第3章 系统方案设计 总体设计 车载视频监控系统总体可以分为四层结构:设备接入层、网络传输层、中心管理层和业务处理层,系统拓扑图如下所示:设备接入层 设备接入层主要指安装在车辆上,对车辆内外部情况实施实时监控的车载终端,主要包括视音频、报警信息的采集设备、报警联动输出设备和音频功放设备,以及 GPS 定位模块、3G 无线传输模块等。网络传输层 网络传输层是依托电信运营商的3G 无线网络,充分利用 3G 的带宽资源传输视音频和数据信息。中
12、心管理层 中心管理层包括接入服务器、管理服务器、数据库、流媒体服务器、存储服务器、报警服务器等模块,为整个系统的运行提供管理支撑。业务处理层 业务处理层是整个系统的最终展示,它提供了对视音频数据的浏览、对各种采集数据的汇总以及处理等功能。前端设计 前端摄像机 前端摄像机主要负责采集车内外的视频信息,为了保证车辆及人员的安全,要求摄像机的覆盖范围要到达95%以上,保证车内外无死角。前端摄像机采用2.8mm 或 6mm 镜头彩转黑红外夜视高清晰 CCD 摄像机,摄像机分辨率在 480 线以上,照度黑白 0.01lux,彩色 0.3lux;摄像机通过 3G 车载视频定位终端主机取电。由于各种车辆的车
13、型大小、车内外的构造等都差别很大,因此选用摄像机的数量和安装的位置方式就必须充分考虑车辆的实际情况进行设计。这里以货运车为例,作简单的说明。一辆普通的货运车最少需要安装4 个摄像头,对车内的各个位置进行监控,如下图所示:1)1 号摄像机 前方路况摄像机安装于驾驶座前方的车内顶板,镜头对着前方路面,拍摄正前方路况、行车标志信息、红绿灯等,可记录车辆行驶状况、前方车辆的行驶状况。2)2 号摄像机 驾驶室摄像机位于在货运汽车驾驶室内,用于拍摄驾驶员安全驾驶情况及声音录制,有利于提高驾驶员的交通规则意识,保障行车安全、辨别事故责任。3)3 号摄像机 油箱摄像机安装在车厢底板下油箱里侧,镜头朝向车厢外侧
14、,主要拍摄油箱盖得状态和加油机的显示数据 4)4 号摄像机 车厢摄像机位于货车车厢后侧顶部的车外顶板,镜头方向向后,可基本拍摄到车后箱装卸货情况及车后道路情况。前端拾音器、音箱 系统前端布置用于声音采集的设备拾音器,可用于对车内的声音进行实时的采集和对话,对讲发起为中心端。数字视音频编码 前端采集到的模拟视音频信号接入数字3G 视频车载定位终端主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和无线网络上传。GPS 定位模块 车载终端设备可将接收到的全球卫星定位系统GPS(GlobalPositionSystem)的定位信息通过无线网络传输系统定
15、时发送至管理中心,管理人员在监控中心可获取车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息.。我司的BE-A16C 型主机采用的是瑞士 UBloxLEA-5S卫星定位模块,解决了定位系统的快速重启、快速定位问题。紧急报警按钮(可选)车辆上可以安装紧急报警按钮,在车辆发生紧急事件时,可以由司乘人员触发报警按钮,向管理中心报警,有管理中心迅速作出反应。液晶显示屏(可选)系统在驾驶室布置一台 7 英寸彩色液晶显示屏,用于驾驶员观察车内情况。显示屏采用逐行扫描方式,分辨率为800600。驾驶员提供遥控器切换显示车内外情况,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
16、升级、数据资料下载等功能。液晶显示屏由 3G 车载视频定位终端主机供电。管理中心设计 CMS(中心管理服务器)CMS 是系统的中心管理服务器。主要功能是:用户管理 保存客户和用户信息,提供客户的创建、修改、删除、赋权等接口。用户是有客户的管理员创建和管理的,具体用户的权限也是客户管理员赋予的。用户登录时,CMS 负责对其鉴权。用户执行预览、云台控制等各种操作时,CMS 也要负责对其鉴权。记录各个用户的操作流水。汇总用户使用的视频流量,时间等信息。前端设备管理 保存前端设备信息,提供前端设备的创建、修改等接口。实现对前端设备业务参数的配置和查询。前端设备向平台注册时,CMS 对设备鉴权。汇总设备
17、的在线状态、时间、发送流量等信息。平台模块管理 其他平台模块或者服务器(除了数据库管理模块)向 CMS 注册,CMS 对其鉴权。能力封装 实现对外开放的能力接口,对外提供系统所能提供对外能力的WebService接口,将网络视频监控系统所提供的视频监控业务能力封装为标准的WebServiceAPI,供其它系统调用网络视频监控系统所提供的视频监控业务。VTDU(流媒体服务器)VTDU 是系统的媒体转发/分发单元,是平台侧的核心媒体传送网元,完成音视频传送功能。可以分布式部署。主要功能是:转发功能 VTDU 能够转发来自前端的音视频媒体流,根据调度指令转发给相应的客户端。分发功能 VTDU 可将同
18、一路媒体流同时发送向多个接受端。业务控制 VTDU 可接收 CMS 调度命令,启动并控制接收和分发。管理会话、维护接收与分发媒体流的映射关系。业务信息采集 VTDU 可采集实时媒体访问的时长/流量等计费信息,并上报汇总到 CMS。NRU(存储服务器)NRU 是系统中的网络录像存储单元,实现对音频/视频的接收存储、录像回放服务等功能。NRU可连接SAN、NAS等各类物理存储设备。NRU可实现分布式部署。NRU 的主要功能及实现要求包括:录像存储 NRU 支持从前端或 VTDU 获取媒体流并存储在所连接的存储介质中,并保存所存储资料的索引。录像检索 NRU 支持对检索指令进行反馈,支持多种检索方式
19、。流式回放 NRU 支持回放请求打开文件,并通过RTSP 提供流媒体服务。录像下载 NRU 支持通过 RTSP 提供录像下载服务。支持选择时段的录像下载方式。存储介质管理 NRU应当可实现对SAN、NAS、DAS等多种存储设备的接入,并可管理存储空间、存储策略。接入服务器 接入服务器包括前端接入服务器PAG 和客户端接入服务器 CAG,。PAG 是系统的前端接入服务器,是系统与前端会话的模块,部署在前端与CMS 之间。主要功能是:信令转发 PAG 实现前端的接入,接收和转发由前端或CAG 发来的信令。前端信令处理 对前端来的信令,按照告警、心跳、一般信息等分类进行分拣。一、告警信息上报给告警服
20、务器。二、处理心跳信息,如果判断超时则上报告警服务器。三、一般的前端应答消息则转发给 CAG 或者其他对应的服务器。CAG 是系统的客户端接入网关,是系统与客户端会话的模块,部署在客户端与 CMS 之间。在部署时,PAG、CAG 可以在同一台设备上实现。主要功能是:信令转发 CAG 实现客户端的接入,接收和转发由客户端或PAG 发来的信令。客户端信令处理 对于客户端发出的请求消息,先在CAG 这边进行鉴权,如果有必要则转发给 CMS 鉴权。鉴权通过后转发给对应的服务器。Alarmserver(报警服务器)报警服务器是系统的告警管理单元。接受全部的告警(包括设备告警,服务器告警),接受客户端或者
21、其他服务器的告警订阅,处理告警联动。主要功能是:告警存储 将收到的告警存入数据库。告警分发 根据用户的订阅规则将告警分发给用户。告警联动 根据告警联动规则,实现告警联动。安全性与扩容性 车载视频监控系统在设计时采用开放式架构,充分考虑系统的安全性和易扩容性,系统的各个服务器模块都是分布式独立设计,可以很方便的进行集中部署和分布式部署,系统所有的关键模块如设备接入网管、客户端接入网关、报警服务器等都采用 N+1 备份,方便线性扩容,系统还专门设计了负载均衡服务器来实现这些模块的负载均衡,使系统资源得到充分的应用,而负责媒体交换的流媒体服务器是采用了流媒体代理的机制来实现多台流媒体服务器的集群,同
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- 贝尔 科技 物流 监控 系统 解决方案 475
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