长江干线交管系统视频监控项目研究

李凡

摘 要 长江是我国的第一大河，流经青海、西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等11个省、区、市，在上海注入东海。长江是中国主要的运输河流，客货运输密集，连接内陆和沿海港口，素有 “黄金水道”之称，起着东西交通大动脉的作用，为我国的国民经济建设做出了非常重要的贡献。目前长江干线46個主要渡口新建46个CCTV站点，构建长江海事局、各分支海事局、CCTV点三级架构的CCTV监视系统。除建设46个新建CCTV站点外，还需实现与长江海事局现有CCTV系统的系统对接和数据交换工作。

关键词 流媒体转发 CCTV 软件架构

中图分类号：D631 文献标识码：A

1现状与需求分析

长江干线主要渡口和非重点水域的船舶交通管理系统工程主要是在长江干线46个I级和II级渡口布设CCTV监控点，在朱沱、白沙等34个执法大队趸船上配置能见度、风速风向等气象设备，对已建的船舶交通管理系统进行适当升级改造，实现各种监管信息的综合显示。配置CCTV装置46套，六要素气象采集仪、能见度仪、机箱及安装支架等气象设备34套，以及相应的信息传输与网络、数据处理与应用、交通显示、管理、记录重放、运行保障等子系统，配置相关的设备及软件。实现船舶动态监视、信息服务、预警和搜救协作、事件回放等四方面功能。

长江海事局已建CCTV系统主要用于对船舶在航道内的航行状态、港口作业人车情况进行监视，分期建设视频监控系统（CCTV系统）。长江海事局共建设了224个CCTV固定点，108个CCTV移动点，对弯曲河段、桥区和船舶密集区域实施视频监控，在各分支海事局指挥中心和部分分支局海事处建设CCTV监控终端。

2系统总体建设方案

2.1系统设计原则

以保安全、促畅通为出发点，紧紧围绕水上交通安全管理业务与出行服务业务，并在秉持下述原则的基础上，进行系统设计。系统的设计应该具有技术先进性，所采用的理念、技术应当是业内领先的，并能代表未来的发展方向。本系统采用的硬件设备及软件产品均支持国内标准网络协议，选用的设备和技术均符合国标、行标的统一要求，符合总体设计要求，确保在统一的标准下，实现上下级信息网络的互联互通。

2.1.1稳定性

视频监控系统是一个系统牵涉面多、运行环境恶劣、不间断使用的复杂系统。系统设计时要统筹考虑所用设备和控制系统，符合当前技术和交通管理部门管理工作的发展方向，同时系统选用成熟的技术，减少系统的技术风险。前后端系统设备可靠性高，系统能够7*24小时连续工作。

2.1.2可拓展性

用户的需求会发生变化，这就要求系统核心架构具有足够的灵活性，具有良好的分层、模块化设计。针对不同的应用场景可以实现灵活、快速的定制，及时响应用户需求。

系统应采用灵活、开放的模块化设计，赋予结构上极大的灵活性，为系统扩展、升级及可预见的管理模式的改变留有余地。

系统采用开放的体系结构，模块化设计，便于硬件设备的增减和二次开发。

2.1.3易用性与易维护性

系统从实战出发，围绕当前业务管理部门的核心诉求进行设计，采用简洁、友好的人机界面，具有多媒体化操作设计，在出现系统故障时，能够简便快捷的进行处理。前端设备支持远程升级和远程故障排除功能，维护便捷，降低系统运维管理成本。使用稳定易用的硬件和软件，即降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，也节省了日常频繁地维护费用。

2.2系统设计思想

本项目的46个CCTV点位进行全景+细节监控以“促进管理效率、减少交通事故、提升出行服务”为业务导向，提出了系统解决方案，通过视频监控、GPS数据的接入、实现全天候视频监控包括夜晚及大雾等恶劣天气、报警预防、交通信息发布、流量采集同时加上前端设备的合理部署，结合综合视频平台的协同监控，大大提高系统的监控效率，有效保障执法公正兼顾执法效率的目的。

统一安全平台软件采用了J2EE和SOA面向服务的架构。平台的核心管理包括部署管理、配置管理、运行管理及维护管理。平台按照功能模块可以划分为核心应用层（包括中心管理系统、视频配置中心、视频应用中心、网管子系统、综合监控中心）、视频设备接入网关、事件分发服务、视频传输管理服务、电视墙管理服务及电子地图服务。

2.2.1网络架构

长江海事局整体CCTV系统架构如图1所示，基于IP的网络架构，实现对各个场景的监控系统的接入同时接入到各分支局，并实现多级联网实现CCTV点位、分支局、长江海事局的三级联网架构。

本工程在长江干线46个主要渡口新建46个CCTV站点，构建长江海事局、各分支海事局、CCTV点三级架构的CCTV监视系统。

2.2.2软件架构

（1）功能模块构成。

行业监控应用平台软件（iVMS-8600）功能模块主要包括中心应用软件（包括核心管理模块、服务功能模块、扩展功能模块）、监控客户端（包括C/S客户端、B/S客户端、手机客户端）以及平台接口模块。

（2）服务功能模块。

①流媒体转发服务。

支持实时视频数据的转发及分发；支持存储数据的回放点播（VOD）；对带宽进行合理使用；支持用户和事件的优先级管理；支持级联和分布式部署；支持视频流相关的统计信息。

流媒体服务器主要功能如下：

跨网段、网关、防火墙等传输

当客户端和设备在不同的网段时，有些情况下客户端不能访问到设备，通过将流媒体服务器架设在网关上起到中转的作用，从而使得客户端可以正常取得数据流。

支持大容量存储设备转发存储

通过流媒体转发服务器将前端设备等视频源转发存储到磁盘阵列等大容量存储设备中。

②报警管理服务。

报警管理服务器负责管理系统内各种报警事件及其联动处理，并可对报警消息进行分发及上传。报警信息可由设备和系统产生，或由系统智能分析产生。

③网管服务。

网管服务器对系统内的网络运行状况，设备运行状况、服务器运行状况进行监视和管理，并能以各种图表的形式进行实时显示。主要提供资源清单管理、远程维护管理、性能管理、故障管理、日志管理。对各种维护数据可以进行查询、统计，并生成相关报表。

④平台级联服务。

通过平台级联服务完成上下级平台之间或不同平台间的级联通信，信令转发和分发。采用当前标准的多媒体会话协议SIP进行通信，平台级联服务器充当SIP代理的角色。所有来自其他平台的SIP信令请求首先都经过本模块，然后转发到平台其他软件模块进行处理。

2.3功能机构设计

平台客户端分为视频配置中心和综合监控中心。视频配置中心经由IE浏览器登录平台，以web网页方式访问配置中心和安防集成中心。配置中心实现了组织管理、用户管理、资源管理、录像配置、告警配置、地图配置等功能；安防集成中心实现了实时预览、录像回放、报警中心、下载中心、地图应用等功能。综合监控中心是平台的C/S客户端管理软件，它实现了实时预览、录像回放、录像标签、录像查询、电视墙控制、告警中心、录像下载、日志查询等功能。

2.3.1多维度数据采集、应用

CCTV系统平台是一个多维度、多类型的数据采集、交互中心。来自下级任何子业务平台的固定点视频、移动船载视频等其他视频数据，平台都能够根据资源特点予以分类，灵活地将各类数据予以统筹、记录、分类，同时提供丰富的信息查询手段。

2.3.2 丰富多样的人机交互

系统软件功适应使用要求，操作简洁、方便。

系统操作人机界面友好，符合Windows操作习惯，对常用功能有快捷键。

系统主要设备具有自动故障判别、告警等功能。

CCTV系统平台不仅是数据的接受者，还能够变换角度，将数据以多种方式呈现、应用，并作为新的数据源提供给更多的业务平台、系统，提供更加丰富的业务功能。

CCTV系统平台通过BS客户端，将平台采集的视频等信息通过人机界面展现给用户。平台同时支持外部扩展显示设备，如高清数字矩阵、解码器、电视墙、外场可变情报板等，通过网络直连、上位机控制等方式实现信息展现。

2.4视频监控管理应用平台

2.4.1系统资源综合管理

CCTV系統平台在具备强大的数据采集、分析、管理、呈现的功能同时，对于平台接入的各类设备、系统，也具备强大的管理功能。管理模式多样化，用户既能够通过数据库查询到各类设备、服务器等其它组件设备的工作状态，了解其使用年限、供应商信息、备品备件信息，也能够通过GIS地图的方式，直观地了解前端设备部署位置、港口、码头等水上交通运输情况等。

2.4.2系统信息交互关联

CCTV系统平台，采用开放架构设计，通过软硬件接口，以webservice、SDK、FTP等方式与外部系统和平台等实现信息交互，包括与第三方平台对接、数据和视频级联等。

2.4.3无缝兼容原有监控系统，利旧性好

经过近几年的建设，基本形成了以模拟矩阵为代表的标清CCTV监控系统，主要用于前端模拟视频图像的汇聚、转发、切换、控制、显示、存储和对外输出。在当前标清改高清的现实需求下，海康威视采用视频综合平台实现了模拟、数字、网络视频的混合接入、编码、解码、传输、上墙，可直接接入原模拟矩阵系统，新旧系统无缝兼容。

3建设目标

在长江海事局VTS系统和非重点水域船舶交通管理系统建设基础上，充分利用长江海事局信息资源，进一步深化业务需求，完成长江干线主要渡口和非重点水域的船舶交通管理系统CCTV子系统设备购置与集成工作，实现长江海事局辖区内现有以及新建的港口、码头、渡口、航道及水运建设工程等重要部位视频的同意监控，进一步提高长江海事监管和服务水平。标准化建设、可靠运行的原则：严格遵循相关技术标准、规范要求，结合长江海事管理的实际需求，保障系统的运行取得最大的社会效益。

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