公交车3G视频监控解决方案

公交车3G视频监控解决方案2012-04-17本文行家：ren2282082689互动百科GPS定位系统站主编任泳舟为大家提供公家车3G视频智能调度解决方案第一部分项目概述一、项目建设目标***公共交通总公司为提高***信息化发展水平，推动***国民经济和社会信息化发展，促进石家庄综合交通信息化建设与管理，特推荐该项目的建设。通过本项目的建设，以综合交通信息化为重点，建立基于GIS、GPS和3G等技术手段的综合交通信息化系统子平台。在此基础上，建立对内对外信息交换和共享机制，横向整合内部各业务职能部门的专业信息化系统，从而形成一套以运行数据采集、路况信息采集、视频信息采集、多通道数据传输、数据整合与分析、数据挖掘与应用、信息发布与服务、公交企业信息化管理、综合信息的利用与城市相关交通信息的整合，为建立城市综合交通服务的智能公交管理平台。平台通过采用智能化调度手段，实现交通决策科学化、管理现代化、交通基础设施运行效率的最大化，从而大力改善***公交出行的方便性、快捷性及可预知性，提高公交出行的吸引力，最终提高公交出行分担率，缓解城市交通压力。二、项目建设原则1.统筹规划、逐步实施遵循“统筹规划、逐步发展”的原则，规划业务系统的信息化，根据“五位一体”平台建设的实际需要，不断集成新的系统，逐步完善系统功能。2.统一管理、统一标准、统一制度遵循采用统一的标准进行系统平台建设、资源整合，并制定一套统一的可操作性强的规章制度保障系统正常运行，充分发挥系统的通信、指挥、控制和监管效用。系统采用统一技术标准、统一数据库规范、统一GIS地理信息底图、统一的地理分类和编码规范、统一数据接口交换的交通运输综合信息系统。达到能够统一管理、统一标准、统一制度；系统互通、信息共享的使用目的。系统各部分设计采用了国际、国内、行业、政府部门内部符合信息产业发展的标准接口；设备选型优先考虑了利用通用设备或部件。3.系统互通、信息共享为落实系统互通、信息共享的原则，系统的设计与部署完全遵照“统一管理、统一标准、统一制度”的原则，统一技术标准、统一数据规范、统一GIS底图、统一数据接口交换，将同一平台体系中的各级平台纳入到同一标准体系中，能够为平台间信息共享提供基本的保障条件。三、遵循的技术标准与行业规定nGB／T19056—2003《汽车行驶记录仪》n中华人民共和国城镇建设行业标准：《城市公共交通经济技术指标计算方法-公共汽车、电车》CJ/T5-1999；n中华人民共和国城镇建设行业标准：《城市公共交通通信系统》nJT/T486-2002《交通统计信息交换格式》nZBBZH/GJ35《城市公共交通规范》第二部分系统设计方案四、系统设计方案1、系统整体功能及性能本公交GPS企业运营调度管理系统依据***平台的规划目标，从管理职能的角度出发，遵循***综合交通信息管理系统平台建设的总要求，形成对内对外信息交换和共享的机制。系统综合考虑到各种需求，满足了对公交系统运营状况做到全面的实时监控和定位跟踪，实现了各类信息的采集、转储、加工分析、指导调度、处理突发事件，并向政府及公共事业服务提供特定接口，双向传送各种定位信息、政府指令信息等。智能公交运营调度管理系统架构图1.1三级公交调度管理业务架构根据实际需要，本系统划分为三级营运调度管理，线路营运调度终端是整体营运调度的关键节点，是营运调度业务的具体操作层面，一级、二级营运调度是对三级营运调度的辅助、补充及管理。Ø车载终端实时采集的公交运行数据通过统一网关发送到公交集团数据中心，并转发到各企业运营调度管理分中心，公交企业调度管理系统通过统一网关与车载智能终端设备进行通信互联。Ø在公交集团设立一级调度管理中心，负责整体的营运监控指挥功能。一级调度中心提供大屏幕显示系统、B/S、C/S客户端，负责系统整体的监控与调度管理。Ø在公交分公司设立二级营运调度，负责公交分公司所辖线路的营运调度管理功能；在公交分公司设置B/S、C/S客户端，实现行车计划制定、配车管理、集群调度、直辖线路统计分析等业务。Ø在线路、场站设立三级营运调度终端，实现线路的实时运营调度指挥功能。在线路，配置B/S调度业务软件，负责线路的日常调度与管理。在部分场站，设置场站机房，放置相关的网络设备和视频监控设备，进行网络视频监控。1.2容纳5000辆以上公交车、200条以上公交线路按照项目规划，系统应当容纳5000辆以上的公交车、200条以上公交线路、10个以上企业调度中心、以及政府监控平台、公共信息服务平台的数据交换。一方面数据量很大，另外对实时性、准确性也有很高要求。为此，一般情况下，为了满足实际调度需求、并兼顾通讯费用，本系统设定的容量目标为：在常规工作下，每辆车每10秒钟发送一个数据或命令报文，假定平均每天工作12小时，在没有发生设备失效、通讯丢包的情况下，每辆车每天发送12*60*6=4320条数据，假设调度中心需要向车辆发送约840条调度命令计算，则每天每辆车需5160条数据，每条有效数据长度平均约120字节，加上TCP报文头部、3G模块转发报文头等，所造成的附加信息流量，则约200字节。因此一辆车一天的有效通讯信息量约1000K。考虑到每天有两个客运高峰，并采用80/20原理，假设每天高峰时段有两个小时，则高峰时段的通讯量最高可达60条/分钟，是常规时候的10倍。序号车辆数内容(/每车/每天)备注总信息量(MB)平均流量(KB/S)高峰估算流量(KB/S)111.00.020.2210001,00020200350005,0001001000按照以上评估，提高接入能力的技术关键，在于具备足够的CPU处理能力和内存。按照以下配置搭建测试环境，模拟10000个点的容量，取得了很好的预期效果：项目硬件软件服务器DELLPowerEdge1600SC部门级服务器双Xeon2.4GCPU内存1024M36G*2硬盘、10M/100M自适应网卡Windows2003企业版SQLServer2005企业版消息交换软件如果考虑系统安全需求，需要做传输数据加密的话，则需要配备更多CPU和更大的内存。1.3系统安全性、数据安全性设计系统在设计中，从终端安全、系统安全、数据安全三方面充分考虑安全性能。1.3.1终端安全性n车载终端设备自检，运行中实时检测设备自身状态与网络状态，自动上报故障情况；n采用硬件看门狗、隔离抗干扰设计，具备设备自诊断、软件容错设计；n程序远程升级更新、远程自动巡检功能；n工业化结构设计，抗震、抗冲击设计，防尘等级、防水等级不低于GB4208规定IP5X、IPX3要求；线束连接，45芯连接器件，易于安装维护；n多组开关电源，DC－AC－DC设计，宽过压范围，过流保护，适应车载电源供电不稳和瞬间电流冲击的环境；1.3.2系统安全性系统具备在正常工作负荷下能够每周7天、每天24小时的不间断运行的能力，即便出现硬件故障、网络攻击等状况，也不会导致系统不可用。用户能够接受的系统可用性指标应大于99%。为了达到理想的安全防卫等级，系统在硬件选配、配置管理（如Windows服务器安全配置、防火墙安全配置、路由器/交换机安全配置、Web服务器安全配置、防御性应用服务设计等）、安全管理人员配置、制度等多个方面进行着重设计。1.物理安全环境安全：对系统所在环境的安全保护，如区域保护和灾难保护。设备安全：主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、防止线路截获、抗电磁干扰及电源保护等；2.网络安全为解决网络平台的安全问题，安全措施包括冗余链路、防火墙、Internet访问控制管理、防病毒网关、基于网络的实时入侵检测系统等。每台服务器配置两张网卡，确保不会因网卡或网络线路的失效而导致系统失效。访问控制采用安全方案与认证，能够杜绝或减少系统入侵、身份仿冒、拒绝服务攻击等行为，同时也有利于迅速发现车载终端的随机故障、数据误发等现象。3.主机安全解决系统平台的安全问题。安全措施包括对主机操作系统的安全配置、安全漏洞扫描和评估、网络防病毒体系、网站监控与恢复系统等。由于系统采用了集群架构，仅仅在集群内所有主机同时崩溃才会导致系统停止运行，所以一般情况下，即便有独立主机停机，也仅仅影响提供服务的速度水平，不会造成系统服务的完全中断。4.应用服务设计为车载终端、调度中心提供通讯服务的中心服务器群上运行的应用服务，支持24小时*7天运行。在该服务组中，实现了内存管理、TCP链接管理、状态管理等功能组件，这些组件可独立或重复部署在一台、或多台服务器上，通过组件冗余的方式的负载均衡方式，既提高了系统性能，又提高了系统可用性，避免单点故障导致系统失效。另外，在组件中采用动态监测手段，可及时发现入侵；当然，这一点在防火墙上也同时进行配置解决。1.3.3数据安全性1.数据加密所有车载终端、通讯服务器之间的通讯信息加密传输。以此防范骇客截获通讯信息，分析其内容从而为破坏做准备；例如SSL/DES/3DES等，不过将造成CPU工作量加大，所以要考虑提高服务器的档次、装置更多的CPU。2.数据存储与备份夜间自动异地备份数据库，这样会大大地减少系统和数据恢复的延误。必要的避险和减灾策略对于数据的安全保护和确保有效恢复来说，都是必须的。通讯中心数据库建立在RAID磁盘阵列之上，不会因为单只硬盘的损坏、数据库服务器宕机、单一SCSI通道的损坏而导致系统不可用。3.身份认证管理后台采用VPN方式与通讯中心连接，实施身份认证、及对通讯链路进行3DES加密；服务器WEB服务部分，采用SSL链接方式，并计划采用内部CA认证。但是这需要添置硬件和软件；4.分布式数据库业务数据在消息交换(通讯)中心和运营企业处均有备份。并且应用软件支持从后备数据中重建业务记录；5.安全评估与管理通过专业的安全工具（JP1安全检测系统）定期对网络进行安全评估。整个服务器群托管在IDC机房，该机房拥有完善的管理，包括空间的温度、湿度，双路电源，流量检测、专人负责、保安等所有必要的手段。本系统中除使用服务器自身提供的一般的网管软件和系统监控管理系统外，还使用防火墙的IDS功能，对网络进行实时的入侵检测，以便对进出网络的操作进行实时检查、监控、报警和阻断，从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。1.4提供B/S客户端、C/S客户端系统软件为基层场站、线路、调度中心提供B/S客户端和C/S客户端，用户可根据需要选择。B/S客户端提供基础信息管理、线路示意图调度、GIS电子地图调度、轨迹回放、路单和报表服务。C/S客户端除B/S客户端具备的功能外，还提供集群调度、视频监控功能，以及更完善的数据分析统计服务；BS客户端窗口图窗口图轨迹回放图2、车载监控调度一体机2.1车载监控调度一体机整体性能WKP系列车载监控调度一体机是深圳市华宝电子科技有限公司自主研发的智能交通设备。该产品集GPS卫星定位技术、移动通信技术、远程调度管理技术、视频监控技术于一体，能够对车辆位置、速度、方向、车辆状况、运行信息、车内视频进行采集、处理、记录，并且通过3G无线网络与管理中心进行信息交互，满足公交车辆运营、调度、安全监控等各种管理工作的需要。示意图1.技术平台n主处理器：32位嵌入式处理器。n软件平台：嵌入式Linux操作系统；n终端内存：RAM容量128M，可扩展到1G以上。2.设计理念n选用32位嵌入式处理器＋高性能图形处理DSP＋嵌入式操作系统，具有强大的处理能力和丰富的功能接口。n融合了运营调度终端和车载DVR两类产品的主要功能，能够提供调度＋管理＋安全监控＋信息服务的全业务一体化解决方案。n基于汽车车载总线，模块化设计，分布式架构，提供一系列串口等，可方便连接各类车载设备及传感器，快速扩展新业务，实现系统柔性接入；n注重易用性、易维护性，减少接口，提高安装的便捷性，减少破坏性安装，终端快速检修维护，提高系统可用性；n注重远程网络管理，全网终端远程升级与配置，可快速增加新业务，适应系统功能的弹性灵活扩展；终端自检＋远程网管，对全网设备进行状态监管和定期巡检。2.2.1GPS定位及辅助定位功能n功能符合标准车载智能终端设备要求，内嵌高精度的第