浙江大华闯红灯违章抓拍系统 设 计 方 案 书
浙江大华技术股份有限公司
2010-12
浙江大华闯红灯违章抓拍系统方案设计书
第一部分 概述
1.1前言
近年来，随着社会经济的快速发展，机动车数量的迅速增长，城市道路变得越来越繁忙。交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧，违章交通事故数量也逐年上升。
为了加快城市交通管理系统的信息化、智能化进程，在现有的城建规模上提高城市路网的通行能力，保证车辆的安全行驶，提高管理交通系统的效率和执行力等方面，闯红灯电子警察自动监控系统显得极为重要。
浙江大华技术股份有限公司针对交通管理的实际需求，专门研究开发了科学、实用卡口型电子警察。该系统集卡口、闯红灯抓拍记录、车流量统计、车牌识别、24小时实时监控等功能于一体，系统功能强大，性价比高。尤其值得关注的是本系统采用先进的视频触发技术和国际领先的计算机人工智能算法，具有触发率准确性高，速度快的优点，对车辆和车牌的检测不需要添加任何外部触发装置，触发率可达98%以上，对车辆违法闯红灯过程进行全天候记录和录像，并可通过管理信息系统对识别信息进行管理和查询。
1.2系统设计依据
1.《中华人民共和国道路交通安全法》
2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》 3.《公路交通安全实施设计技术规范》 (JTJ 074-2003) 4.《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（ GA/T496-2009） 5.《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T651-2006） 6.《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T652-2006） 7.《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515-2004） 8.《安全防范工程技术规范》(GB50348—2004)
9.《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T 670-2006） 10.《交通电视监视系统工程验收规范》（GA/T 514-2004）
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11.《环形线圈车辆检测器》(JT/T 455-2001) 12. 国家和地方相关标准的规定 13.闯红灯自动记录系统验收技术规范 14.道路交通安全违法行为图片取证技术规范 15.机动车号牌图像自动识别规范
1.3系统设计原则
1、功能齐全适用。以最大限度实现系统功能为宗旨，满足现用标准及规范。 2、性价比好。遵循突出重点、优化设计、经济适用的原则，在确保重要功能和性能前提下尽量压缩成本，降低开消，所用技术成熟适用，为当前主流技术，所选设备质优价廉，使整个项目预算合理，性价比好。
3、先进性和成熟性。立足高效稳定的嵌入式设计，使摄像主机的技术含量和先进性达到一流水准，并可保持较长久的生命力。
4、开放式的系统结构。嵌入式结构产品兼容性和扩展能力更强，系统结构与配置灵活、互连方便；只要进行局部性调整和配置，便能适应后期工程建设的需求。
5、扩展性和易维护性。遵循标准化、通用化、系列化设计原则，所配置的软硬件产品、接口与布线以及其他设计，均符合有关国际和国内标准，并具有模块化结构特征。总系统与其他分系统的互连、互通、共享使用灵活 ；二次开发、功能扩展、更新换代、维修保障有强大的市场支持，不存在潜在困难。
第二部分 系统方案设计
2.1系统结构
高清卡口型电子警察系统由路口前端设备、网络传输系统和中心管理系统构成。系统整体结构如下：
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系统结构图
2.1.1路口前端设备
路口前端设备主要由视频捕获设备（高清摄像机、补光灯）、嵌入式控制主机、网络传输设备（光端机或光纤收发器）等组成，完成红绿灯状态检测、机动车违章行为检测、违章图片抓拍、补光灯控制、违章记录本地储存、相关信息网络上传等任务。根据实际需求，在被监控路口的每一个方向均安装1套设备，可监控2~3车道的车辆通行情况。
前端组成结构如下图所示：
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前端设备结构图
➢ 高清抓拍摄像机：本系统中采用的高清抓拍摄像机为200万像素，分辨率
为1600×1200，一台高清摄像机可监控2~3个车道，提供红绿灯检测、车辆检测及视频录像的视频流，同时抓拍高清图片。
➢ LED补光灯：辅助光源采用LED灯，光敏控制模块设计可自动启动，当环
境光低于预设亮度，光源自动打开，为摄像机补光，保证夜间的摄像效果。发光器件为大功率LED，寿命在额定功率下达到30000小时。
➢ 嵌入式控制主机：采用嵌入式高性能处理平台，内置完整的图像处理、识
别软件。摄像机的视频数据流通过交换机输入控制主机，在主机中完成全部的检测、处理分析、和控制抓拍过程。
➢ 网络传输设备：包括交换机、光纤收发器等，承担将前端设备记录的车辆
违法信息传输到后端管理中心的任务。 2.1.2网络传输系统
主要承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务，同时操作人员在中心平台应用远程管理软件通过该网络可对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置。该传输网络可以采用光纤通讯、电话拨号、数据专线、宽带网络、光纤网络、无线GPRS/CDMA等方式。如果与视频监视系统共用光端机，
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可采用数模复用光端机，即在一根单模光纤上传输视频监控系统前端摄像机的视频信号及控制信号，同时提供100M的以太网口用以传输闯红灯电子警察自动监控系统前端设备记录的违法车辆信息。 2.1.3中心管理系统
中心管理子系统主要实现对电子警察前端路口设备进行远程管理、网络监控、抓拍图像和数据的处理，以及违章车辆的处罚等工作，并充分考虑与其它交通管理软件系统的接口兼容问题。中心系统还可以设立一个WEB数据库服务器，安装ORACEL数据库，收集各个数据服务器上的数据，用户可以通过IE浏览器上网查询，全面统计各数据收集服务器的数据。
中心管理系统结构
管理中心采用一个中心管理服务器连接多个客户端的模式，中间架设了一个代理服务器，用来处理前端设备网络数据，一个代理服务器管辖多台前端设备。数据库用来记录中心服务器的各类参数和代理服务器的网络和识别信息。存储阵列用来存储前端设备抓拍的图片及相关数据信息。
2.2 系统主要功能
2.2.1视频检测功能
本系统采用纯高清视频检测方式，可以检测2~3个车道。车辆捕获率98%以上，有效捕获率大于90%。可精确检测区分红灯、黄灯、绿灯，包括箭头标识等。
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2.2.2闯红灯抓拍功能
单台高清摄像机可以完整监控3个车道，图片质量达到国标要求，在红灯信号状态下，有车辆经过时，系统会快速地检测到车辆变化，并通过对这一变化进行分析处理来判断是否有车辆闯红灯，当检测到车辆有闯红灯违章行为时，会立即抓拍反映该车辆违法信息的三张高清图片并对图片进行关联保存。三幅全景图片，清晰记录车辆未越过停止线、已经越过停止线并且在相应红灯相位继续行驶的情况，清楚反映整个闯红灯过程。
系统采用国际领先的计算机智能跟踪算法技术，对全景中每一辆车都能进行实时跟踪并记录其运动轨迹，并智能判断车辆运行是否违章。由于采用了车辆跟踪技术，本系统可以准确地抓拍左侧或者右侧混行车道的直行闯红灯行为，而对正常行驶时左拐或者右拐的车辆则不会误抓。 2.2.3闯禁令、违反禁止标线等违法行为抓拍
系统可以通过对视频的智能分析判断车辆右/左转、逆向行驶、压线、跨线、违反禁止线等违法行为，在禁止右/左转的路口可以对右转或者左转车辆进行跟踪判断并且对违法车辆进行抓拍，同时，对逆向行驶和等违法行为进行抓拍记录，系统抓拍三张违法图片，以记录违法的整个过程。 2.2.4车辆测速
该系统可通过标定摄像机的垂直高度和与车道的水平位置，标定摄像机的视野中的远端距离及近段距离，在平直的车道上系统通过纯视频实现视频测速。测速精度符合国家相关规定。 2.2.5卡口功能
系统具有卡口功能，即在绿灯、黄灯状态时，对通过每个车道的所有车辆进行检测、抓拍、记录、保存和识别。 2.2.6号码识别功能
系统具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力，白天车辆号牌识别率大于95%，夜间车辆号牌识别率大于90%。
在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式号牌。所能识别的字符包括:
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“0～9”十个阿拉伯数字; “A～Z”二十六个英文字母;
省市区汉字简称(京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台);
2004新军用车牌汉字(军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成); 号牌分类用汉字(警、学、领、试、农、挂、拖、境) ; 武警车牌字符； 车型和颜色识别
系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型，能自动识别黑、蓝、黄、白四种车牌底色。对于民用车来说，蓝颜色车牌表示的是小型车辆，而黄颜色车牌表示的是大型车辆。因此，我们首先利用车牌颜色判断车辆类型，对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况，就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。
系统识别的车牌类型部分示例：
2.2.7数据传输与保存功能
本系统支持多种方式的数据传输。可通过网络自动上传违法数据、车辆通过信息（时间、地点、车牌号码等）、设备监测数据、流量统计数据等上传到中心管理系统；也可在中心通过网络下载操控前端设备。如因网络中断或其它故障，信息备份存储于前端设备中，前端自带大容量存储，待故障恢复后自动上传。同时系统前端也可以直接将数据存储于外扩USB移动存储设备，方便取盘。
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2.2.8远端设备管理与监测功能
系统可以可随时修改设备参数，采用网络通讯技术，使管理人员能在远程设置、管理设备，及时修正不同外部环境造成的偏差，极大的提高了工作效率。系统可通过远程管理软件方便地调整前端设备参数。系统可通过远程软件监控设备的工作状态，如设备内部温度，硬盘工作状态等，并进行故障诊断和定位。系统支持远程升级功能、远程设备重启功能。 2.2.9违章记录图片防篡改模块
闯红灯电子警察系统对各类路口违章和交通事件进行抓拍后，为了保证记录的准确性和真实性，按照国家标准GA/T496-2009的最新要求，加入了防篡改功能。
本系统通过图片加水印的方法来实现图片放篡改功能。前端摄像机抓拍图片后，对原图加水印（水印在图片上不显示），图片通过网络传输到中心管理服务器，中心管理软件自动对每一张图片进行水印验证，在图片查询中列出正常图片、被篡改图片等信息。我们也提供单独的验证工具软件，可以前端单独拷贝出来的图片进行手动验证。 2.2.10双码流高清录像功能
本系统中采用的高清抓拍摄像机是大华自主研发的高性能室外专用摄像机，支持双码流，系统在保证抓拍的同时能实现24小时高清视频录像功能，向下支持低于该分辨率的CIF分辨率录像。同时基于视频分析也可以实现平时标清录像，在有车辆和人经过时高清录像的功能。可以在白天、夜间有辅助光源情况下实现清晰录像；可自动记录车辆违法的日期、时间、地点、所在车道、违法类型等信息；录像中能清晰地反映违法车辆的颜色，车辆类型，运动轨迹；并提供录像查询、录像下载等功能。该功能与图像抓拍功能同时实现，准确清晰地记录闯红灯车辆的违法过程。 2.2.11报警功能
前端摄像主机能实时响应外部报警输入（200ms 以内），根据用户预先定义的联动设置进行正确处理，报警输入可以来自连接的各种外设。
另外，针对超速及被盗抢车辆和交通肇事逃逸车辆能实时布控报警。
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当通过车辆与用户事先输入的被盗抢车辆或交通肇事逃逸等车辆的牌照号码及车型等信息特征相符合时，系统在可以立即以声光进行报警，提醒值班人员有可疑车辆通过；同时系统将报警信息传输到监控中心，与110或122系统结合进行抓逃。报警信息中包括车牌号码、车速、车型、车辆通过时间、车辆图片等。具备与交警或公安数据中心进行数据交换功能，并可实时将报警车辆的有关信息上传。
2.2.12抓拍摄像机WEB设置功能
前端摄像主机支持WEB管理功能，用户可根据需要登录摄像机，进行参数等相关设置。同时用户可以通过WEB预览视频、手动录像等功能。
2.2.13流量统计功能
系统可根据需要，按时段、车型、路口、方向进行查询，并进行流量统计（包括流量图、流量表、流量曲线图），具备出具日报表、周报表、月报表、年报表等功能。
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2.3 系统特点
2.3.1高性能控制主机
系统控制主机自主研发，采用嵌入式一体化设计，结构紧凑，性能稳定。CPU选用高速多通道DSP，为设备提供了一个非常稳定可靠和高性能的核心处理保障。设备具有极高的处理能力，能对车辆行进过程中所有图像都进行识别和分析处理，不依赖单张图片，有效提高设备对复杂环境的适应能力。 2.3.2高性能抓拍摄像机
抓拍摄像机选用自主研发200万像素高清摄像机，该摄像机充分利用大华公司在视频图像监控领域的技术优势，选用高性能DSP,摄像机硬件电路采用大华公司已在安防领域产品上应用成熟的硬件平台，结合传统摄像机和网络视频的技术，集音视频数据采集、传输与一体，性能稳定，图像清晰。
支持双码流，拍摄同时，提供高清视频检测及录像视频流，无需外加全景及视频检测摄像机。
支持POE 网络供电与12VDC 供电，支持无线网络应用，语音对讲，数字水印等功能。在电子警察系统应用中，最多可以拍摄3个车道，能清晰记录红绿灯信号、车辆信息及车辆违章过程。 2.3.3优越的检测、识别技术
本系统采用国际最先进的计算机视觉技术，有效克服了传统的电子警察系统具有外部触发（如地感线圈）施工成本高、识别率低、识别速度慢等多种弊端。设备内嵌的识别软件包含了视频采集、图像预处理、车牌检测、车牌切分、字符
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识别、跟踪和比对、行为动态分析、图像压缩、数据传输等模块。系统识别速度快，可靠性高，特别是独特的车牌跟踪和比对技术可以将帧间有效信息充分利用起来，从而大大提高系统的识别精度。 2.3.4环境的强适应性
本系统可以适应复杂的气候及光照条件，如阴天、雨天仍可以保证很高的检测率和识别率。尤为突出的是，夜间的识别率也非常高。在不同的环境下抓拍的车辆图片能清晰识别车牌号码、车牌颜色、车辆外形及整个车身的外部颜色等特征情况，以及红灯状态和停车线等信息。 2.3.5流量变化的高适应性
系统适应高速流量，当车速在120Km/h至180Km/h，单车流量为30辆/分钟时，仍可保证高识别率，因此可以广泛应用于高速公路路段上的车辆监控。 2.3.6接口丰富
本系统提供丰富的用户硬件接口，一类为有线方式连接口，包括串口和以太网接口，用户可以直接通过这两种接口取得当前识别结果数据；二类为无线方式连接，即设备提供扩展口，可以支持CDMA/GPRS或3G无线模块，以利于用户在无法直接使用有线连接的场合下也能够方便地使用该设备，而无需另外单独增加一条数据连接。 2.3.7安装、维护方便
工程安装方便，由于设备是对视频图像进行逐帧处理，而无需外界信号触发，不用埋设地感线圈来建立外界触发源，避免破坏路面，也无需外接红绿灯检信号，布线方便，节约项目投资及减少维护成本。
为适应移动安装，本系统采用顶装方式。可以方便借用现场已有的龙门架、F杆等进行顶部安装。 2.3.8支持多用户连接
本系统可以提供多用户连接。当服务器与设备建立连接之后，设备将识别结果实时地发送给服务器端；也可以通过服务器发送命令请求，而设备会根据所接收到的命令给出相应的回应。
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本设备可以提供多个不同的连接。并且每个连接可以设置不同的过滤条件（不同连接可以配置接收不同类型的数据信息），以使得不同的服务器端取得相应的识别信息结果。
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第三部分 系统性能及主要设备技术指标
3.1 系统性能指标
➢ 检测方式：纯高清视频检测； ➢ 捕获率：≥98%；
➢ 整体车牌识别正确率：白天≥95%，晚上≥90%； ➢ 允许车速：0～180Km/H； ➢ 图像分辨率：1600*1200； ➢ 图片格式：JPEG；
➢ 图片文件大小：小于300K；
➢ 闯红灯记录模式：三张高清全景合成； ➢ 录像功能：支持高清录像； ➢ 摄像机分辨率：200万像素，CCD ； ➢ 单套系统监控车道数：2~3车道； ➢ 工作温度：-30度～70度； ➢ 工作湿度：≤95%。
3.2 主要设备参数
3.2.1嵌入式控制主机性能指标
型号：DH-ECU-S CPU性能 车辆捕获率 车牌识别 高性能嵌入式平台，专用DSP处理芯片 捕获率98%以上 系统具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力 单车牌识别时间 ＜ 200ms 识别正确率 闯红灯记录有效率 适应车速范围 白天≥95%，夜间≥90% ＞ 90% 0 ~ 180km/h 13
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输出大图的图像格式 输出信息 视频输入 网络接口 控制接口 外部输入接口 工作环境温度 工作湿度 电源 功耗 全天候工作 1600*1200（200万像素格式）以及用户自定义的尺寸 时间、路口、方向、车道、车辆大图、车牌号码和车牌颜色等 10M/100M网络接口 10M/100M网络接口 1个串口，对设备进行状态监控及调试 3个智能接口，用于连接外部触发信号、雷达、测速仪和车检器等智能设备 -30℃— +70℃ ＜ 95% AC 220V/50Hz ±10% ＜15W 满足7×24小时工业环境全天候连续工作要求 平均无故障时间 MTBF ≥ 30000小时 3.2.2高清抓拍摄像机的性能指标
型号 参数 系统资源 用户接口 系统状态 视频制式 像素数 日夜功能 自动光圈 镜头特性 镜头接口 照度 信噪比 增益控制 白平衡 电子快门 视频压缩标准 视频帧率 DH-ITC202-CEB3A-M 同时支持: 实时网络监视,本地录像,和远程操作 WEB、DSS、PSS等远程操作界面 SD卡状态信息, 码流统计, 日志记录, 软件版本, 在线用户. 支持PAL，NTSC可选 1600（H）*1200（V） 支持 DC驱动 可选 CS，镜头可选 0.1Lux/F1.2 大于50dB 自动 自动 自动/手动，1/50~1/100000 H.264/MPEG4/JPEG 图像传感器 1/1.8英寸CCD 视频分辨率 UXGA(1600*1200)/D1/HD1/CIF/QCIF/VGA/QVGA 12fps（1600*1200） 14
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视频码率 视频接口 音频压缩标准 音频码率 音频输入 音频输出 报警接口 有线网络 网络协议 心跳机制 本地存储 RS485接口 红外接收 PoE供电 供电 功耗 工作环境 外形尺寸 整机重量 安装方式 32k~8Mbps码率可调，也可自定义 1路BNC模拟视频输出 G.711/PCM/AMR 64kbps/32kbps/10.2kbps 1路， 3.5mm JACK MIC IN 1路， 3.5mm JACK SPEAK OUT 1路输入，1路输出（开关量） 1路10/100M以太网，RJ45接口 标准HTTP,TCP/IP,ICMP.RTSP,RTP,UDP,RTCP,SMTP,FTP,DHCP,DNS,DDNS,PPPOE 支持 SD卡，支持热插拔 1路，支持透明通道连接，支持多种云台协议 支持 支持 电源适配器供电模式DC12V；默认支持PoE供电 <5W 工作温度-10℃~+50℃，工作湿度10%~90% 139.1mm*69mm*58mm 650g 支持多种安装方式（护罩、支架选配） 3.2.3 LED补光灯的性能指标
➢ 型号：DH- LEDFS75； ➢ 外壳材质：防水外壳； ➢ 控制方式：辅助控制板控制； ➢ 照射距离：65米；
➢ 额定功率：≤60W（LED灯亮时）； ➢ 平均无故障时间：MTBF≥30000小时； ➢ 闪光灯防护等级：IP65； ➢ 工作温度：-30℃— +70℃；
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➢ 相对湿度：＜95%；
➢ 供电方式：AC 220V/50Hz ±10%； ➢ 净重：5Kg。
第四部分 安装方式
根据应用方式的不同，现场工程施工方式可以分为两种：一种是摄像机覆盖三车道的施工方式，另外一种是摄像机覆盖两车道的施工方式。
4.1 覆盖三车道现场施工方式
监控三车道现场安装示意图
现场安装示意图说明： ➢ 单向三车道及三车道以下可以采用一套设备。
➢
高清抓拍摄像机和LED补光灯固定在L杆上，距离地面高度约6米。 浙江大华技术股份有限公司
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➢ 摄像机安装在车道正中央对应的L杆上方，LED补光灯装在摄像机的左边或者右边。
➢ ➢
停车线到L杆沿车道的距离应该在18-22米，具体根据实际情况调整。 嵌入式控制主机及传输设备安装在L杆侧面的机柜内。
4.2 覆盖两车道现场施工方式
监控两车道现场安装示意图
现场安装示意图说明： ➢ ➢ ➢
单向四车道可以采用两套设备。
高清抓拍摄像机和LED补光灯固定在L杆上，距离地面高度约6米。 摄像机安装在两车道正中央对应的L杆上方，LED补光灯装在摄像机左边或者右边。 ➢
停车线到L杆沿车道的距离应该在18-22米，具体根据实际情况调整。
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➢
嵌入式控制主机及传输设备安装在L杆侧面的机柜内。
第五部分 系统平台设计
为进一步完善社会治安防控体系，充分发挥图像监控系统和车牌识别系统的作用，提升公安一线打击违法犯罪的能力和战斗力，我们推出 “DSS-C管理系统”解决方案。
5.1系统架构
5.1.1 设计思想
➢ 模块化设计
实现应用系统、逻辑管理、标准接入、物理资源的分离。分离有利于建立软件整体模型，加快软件的并行开发进度；细分后的子系统可靠性将大大增强；测试成本、维护成本也将降低；更重要的是细分后的子系统可专注于各自的领域，目标明确。 ➢ 标准接口
标准是平台整合的基础。主要体现在统一编码的强制标准性、应用开放接口及中间逻辑层的强制标准。此外标准还涉及制度和规章。标准为建立全省的统一调度平台提供了可能。 ➢ 强化物理层
根据设计的需要追加相应的设备投入，保证系统的应用强度。 ➢ 强化平台管理
重点是建立全网统一、分级管理的权限管理、流控和调度系统。建立协调交互支撑系统。
➢ 强化应用
系统将建立统一的、标准的、开放的调用接口，供各应用系统调用，同时将建立预案视频监控支撑系统和警视联动系统等应用。
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5.1.2硬件实现结构
其他关联系统县局车牌系统市局车牌识别系统WEB服务器Oracle数据中心管理系统库服务器平台服务器防火墙交换机专用网络工控机CPS设备FTP服务器网管服务器应用服务器新布卡口新布卡口新安装卡口设备接入移动硬盘原卡口原电警原有卡口电警设备接入
5.1.3 软件实现结构
系统平台采用面向服务的体系结构，是将各种不同异构平台上的业务子系统的不同功能部件(称为服务)通过标准的通讯协议、接口和规范整合在一起。根据系统的需求、功能要求和安全管理要求，结合公安相关应用，软件平台采用分层结构模块化设计。其分层结构如下图所示：
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(1) 设备接入层：主要负责与外场设备、分局中心系统进行数据交互；完成采集图片/数据的入库存储、数据协议转换、数据预处理及控制信息发送功能；
(2) 转发存储层：主要负责业务数据以及图片文件的存储和管理，负责实时视频图像的转发和历史图像的存储，数据库软件采用ORACLE, 采用RAID5磁盘阵列作为存储介质，采用负载均衡的策略将转发、存储、比对、查询任务分配到多台服务器上。
(3) 中间件层：是支撑业务应用中间件服务层，主要负责数据检索引擎、数据共享服务和GIS访问等功能；
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(4) 业务应用层：是基于中间件层之上进行的各种业务处理、运算和管理服务层，包括实时监控、录像追踪、违章审核、布控报警、信息导入、GIS应用、查询统计、流量分析、车辆轨迹、全网协查、警情案情、系统对时等业务处理功能，同时提供丰富的系统配置管理功能；
(5) 用户界面层：提供友好、易用的人机交互界面。 5.1.4 标准与接口
为了在跨区域的社会治安监控系统中，实现不同设备及平台之间的互联、互通、互控，实现资源的共享和各分局之间的协同作战，要求分局监控平台按照《上海市公安局车辆牌照识别系统数据通信规约、软件基本功能、系统架构分局平台建设要求》规定的视音频及图像传输要求、联网接口技术要求和设备用户地址编码要求进行系统建设，采用相应通信协议，实现省、市、县三级平台互联。
5.2软件平台组成
DSS-C软件平台服务软件组成及功能要求如下：
(1) 系统管理服务软件(CMS) (2) 前端接入服务软件(BAS) (3) 存储服务软件(BSS) (4) WEB网管服务软件(WMS)
5.2.1 系统管理服务软件(CMS)
作为一个规模庞大，运行相对独立的公安专业系统，系统管理服务软件是一个基于数据库的后台管理信息软件，是系统的核心业务服务器。负责处理系统的业务逻辑，进行权限等控制。根据业务逻辑需要，发送命令给对应服务器进行处理。
5.2.2 前端接入服务软件(BAS)
BAS服务器负责前端设备的接入，以及实时数据的接收。服务器接收前端实时数据后，按照系统处理的逻辑关系，将数据转发至其他功能服务器处理。系统平台以大华智能交通设备接入为重点，同时预留其他公司卡口设备接入接口。
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5.2.3 存储服务软件(BSS)
存储服务软件（BSS）是独立运行的服务程序，只负责BAS转发过的图片数
据及车辆信息的存储工作。 5.2.4 WEB网管服务软件(WEB)
Web网管服务软件主要功能包括用户管理、日志管理、报警管理、系统对时、设备管理等方面的管理及应用，各功能如下：
➢ 用户管理
系统管理员通过此功能，完成对用户进行名称、密码、权限管理、可以对用户做增、删、改、查功能。并可完成用户的名称、密码、权限及计算机IP绑定功能。
➢ 日志管理
该模块对系统运行的所有状态，包括操作、调用、控制、调试等等均进行运行日志记录，其记录由系统管理员进行操作和管理。日志记录的大小由配置模块设定，先进先出。
➢ 报警管理
对中心应用系统的应用软件、接入及交换处理系统设备故障和检测器故障进行监测，故障发生时通过异常信息显示进行报警并生成故障记录；故障记录保存在日志文件中，可以方便进行查询。操作员确认后取消报警。
➢ 系统校时
支持NTP校时功能，保证整个系统具有一个标准一致的时间，确保所有的业务子系统准确的时间同步，保证系统联动的实时性、准确。
➢ 设备管理
对系统设备进行管理，根据需要可以增加、删除、编辑设备。 ➢ 设备状态监视
可以提供直观的设备列表界面，对综合接入及交换处理系统设备状态进行监视。
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5.3软件平台功能
5.3.1 基本业务功能
5.3.1.1 车辆图像和车辆信息采集识别
系统支持大华智能交通设备设备直连、CPS设备接入和代理服务器接入三种接入方式，预留其他厂家设备接入接口。前端设备抓拍车辆图片和车辆信息，通过卡口接入服务器，按照系统设定逻辑，集中存储或送客户端显示。
5.3.1.2图像点播
图像点播放功能：
➢ 支持多窗口播放；
➢ 用户可以关闭图片刷新只显示图片记录，以达到节约资源的目的，点击
记录下载查看图片；
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5.3.1.3历史图像回放
系统支持历史图片的查询回放功能： ➢ 查询结果支持多窗口回放； ➢ 支持秒级快放；
➢ 可设置图像刷新速度实现慢放； ➢ 支持下载保存；
5.3.1.4 可疑车辆布控功能
布控参数主要包括：
➢ 布控用户：当前值班用户；
➢ 布控等级：根据重要程度设置布控级别，布控级别高对应报警优先级高； ➢ 布控起始时间：设备布控开始、结束时间；
➢ 车牌号布控：车牌号为布控条件，支持模糊车牌号布控； ➢ 指定区域：选择布控区域（卡口位置选择）；
➢ 其他辅助条件：如，车类型、颜色、车身长、车架号等；
系统支持设备端布控和中心布控两种方式，布控记录保存在布控数据库中。前端布控比对由设备完成，中心布控比对由BAS布控模块完成。布控状态可编辑，布控和撤控后能提示操作结果；
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5.3.1.5 报警联动功能
通过布控管理系统，设置布控联动策略：
➢ 联动图像：发现布控车辆联动，上传报警到联动策略中定义的客户端，弹出
报警窗口，显示报警图片。如果客户端同一时间接收多个报警，支持停止图像刷新功能。只刷新报警记录，双击记录查看图像；
➢ 联动声音：客户端收到报警通知时，播放联动策略中指定报警文件； 结合用户时间需求，系统支持一下扩展联动功能：
➢ 联动视频：系统平台的设计，采用模块化设计思想，方便以后其他业务模块
的融合，如：视频监控、电子地图等。联动策略数据库表的设计中，增加视频摄像机编码字段预留；
➢ 电子地图报警闪烁：联动策略数据库表的设计中，增加电子地图模块交互字
段预留；
➢ 短信、彩信、EMAIL联动：短信、彩信、EMAIL服务模块，属于功能报警联
动基本模块，报警联动策略数据库预留短信通知字段；
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5.3.1.6 违章审核功能
软件支持对选择条件的查询结果（如超速车辆、闯红灯车辆）进行人工核对，具有违章审核、修改车牌号功能，必要时，可对系统错误识别的牌照进行人工纠错修改，以保证数据库中的数据准确性。
5.3.1.7 警情案情功能
➢ 案情录如
发生报警时，用户可以在原报警图片、报警信息支持用户收到录入案情功能。预留接口支持视频录像记录关联，方便以后平台扩展功能； ➢ 案情查询
警情数据库中的图片、录像数据成为可根据内容（时间、地点、事件）检索的数据，告别案件发生后，人工逐一查看所有监控录像的方式，大大提高了工作效率。 ➢ 案情研判
警情数据库中的图片、录像集中存储，方便案情分享、分析研判。当案件发生时， 可以按案件特征查询警情数据库中的可疑信息，为案件侦破、串并案提供线索。 ➢ 阶段战报
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用户可以按时间段分析，统计报警违章结果，编辑内容生产阶段战报。支持战报打印及导出功能；
5.3.1.8 模糊查询功能
支持以下功能：
➢ 精确或模糊查询：支持车辆信息、时间段、车道等精确及模糊查询； ➢ 生成报表：查询结果支持报表生成，结果导出； ➢ 查询结果回放：查询结果支持图像浏览功能；
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5.3.1.9 行车分析功能
对嫌疑车辆在各卡口间的通行情况，以报表形式展示。系统预留电子地图交互接口，支持行驶轨迹展现在电子地图上，直观形象。通过轨迹分析可获得嫌疑车辆的主要活动范围，指导设卡抓捕。
5.3.1.10 跟车关联功能
根据团伙作案的特点，设置跟车查询的条件，能够从主嫌疑车辆协查出其他嫌疑车辆的车牌，增加办案线索。
5.3.1.11 轨迹碰撞功能
根据同一时间段，同一车牌在不同卡口间出现情况分析，锁定套牌车辆。
5.3.1.12 流量分析功能
中心管理软件可按所给定的时间段为单位进行车流量数据统计，并能建立流量图、流量表、流量曲线图、日统计、周统计、月统计、违章统计，产生相应的报表。
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5.3.2 扩展预留业务功能
系统平台采用模块化设计，可支持多业务的融合并预留扩展接口。可以根据用户实际项目需求，增加其他业务子模块（如，视频监控、电子地图等），各模块之间程序实现上相互独立，支持控件方式定制组装。
5.3.2.1 平台级联
系统平台设计采取分布式设计，系统支持三级平台级联结构部署，上下级平台间的级联接口采用基于RFC 3261定义的SIP通讯协议，实现注册与发现、心跳功能、实时号牌上传、图片获取、全网协查等信令交互。
5.3.2.2 视频监控
系统平台支持视频监控业务子系统的融合功能。同时系统设计时，充分考虑到视频监控模块的在平台中的关联应用，并预留相应接口。
视频监控在平台中的应用：
➢ 卡口、电警设备视频关联：为卡口电警设备选择视频摄像机；
➢ 卡口布控报警联动视频：布控报警时客户端自动联动关联摄像机视频； ➢ 图片录像追踪：查看图片时支持图片抓拍时间段的视频录像回放；
5.3.2.3 电子地图
系统平台支持警用GIS业务子系统的融合功能，可以将GIS系统无缝融入； 电子地图功能应用：
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➢ 设备分布显示：所有的监控点位能够显示在电子地图上。
➢ 地图点播图像：平台客户端支持双显示器显示，左屏显示监控画面，右
屏显示电子地图，并通过点击电子地图监控图标，调看实时车牌数据、实时图像、历史回放等功能。
➢ 轨迹分析功能：和轨迹分析模块做关联应用，在地图上动态显示车辆某
时间段行驶轨迹；
➢ 报警显示：系统产生告警信息时，自动在电子地图上进行告警提示。
5.3.3 网管业务功能
5.3.3.1 设备管理功能
配置设备包括配置硬盘录像机(DVR)、视频服务器(NVS)、摄像机和视频通道的媒体流参数。设备属性包括编号、类型（DVR、IPC、NVS、MCD、卡口、电子警察）、名称、设备描述、设备厂商、设备型号、设备通道数、报警输出数、设备IP地址、设备端口、设备登录名、设备登录密码、所属部门、设备通道设置（通道名称、通道编号（根据设备编号及通道数自动生成）、通道类型（普通摄像头、球机、半球摄像机、高清卡口））、报警输入设置（报警输入名称、是否启用、类别（其他、语音对讲、电子围栏等）、报警等级（一、二、三））、报警输出设置（报警输出名称、是否启用、类别（常开、常关）、报警等级（其他、灯光、警笛等））
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5.3.3.2 用户管理功能
用户管理包括添加用户、查询用户、查看/修改用户、删除用户操作。用户信息包括名称、密码、类型、所属权限组、所属部门。
为管理方便，对用户按域的方式进行管理。在系统中，将非管理员用户分成许多用户组，组和组之间都有不同的权限。
用户角色类型码的定义以及对应的职责和权限范围如下： 角色类型码 角色名称 职责与权限 90 91 92 93 94
属于预定义角色，对系统全面负责 拥有本域内所有服务器的查询、配置、管理权限 添加、删除其他子系统管理员，可以创建用户组，或者系统管理员 在用户组中添加删除高级用户、普通用户和浏览用户，分配用户组权限和监控图像权限 给其他角色的用户分配角色权限和监控图像权限 此用户名不能用于DSS-C客户端的登录 由系统管理员创建帐号，拥有本域内服务器的管理、配置权限 子系统管理可以创建用户组，或者在用户组中添加删除高级用户、员 普通用户和浏览用户，分配用户组权限和监控图像权限 拥有本域内部分监控图像和其他域级联监控图像功能权限；权限范围由系统管理员指定 不可以创建用户组，可以在用户组中添加删除普通用户和浏览用户，分配用户权限 高级用户 拥有本域内部分监控图像和其他域级联监控图像功能权限；权限范围从用户组继承 不可以创建用户组，不可以在用户组中添加删除普通用普通用户 户和浏览用户，不可以修改用户权限；权限范围从用户组继承 只拥有本域内监控图像和其他域级联监控图像的浏览浏览用户 权限； 5.3.3.3 权限管理功能
添加用户后，需要配置该用户的各种权限，如设备管理、实时监控、云台控制、点播回放等。
5.3.3.4 网络管理功能
(1) 性能管理
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网络视频监控平台应能支持网管所采取的网络性能管理行动，并测试统计汇报其结果。
(2) 故障管理
网络视频监控平台的主处理机、存储器发生严重故障或严重过负荷时，应能向操作维护中心或网管中心发出告警信息，当告警消除时，亦应有报告。网络视频监控平台应能配合操作维护中心或网管中心对故障进行测试诊断与定位，按指令完成软件/硬件的重新配置，并具有故障恢复功能。
(3) 配置管理
网络视频监控平台应能支持网管系统对其进行的更新、升级等配置管理，完成软件/硬件的重新配置。
(4) 安全管理
安全管理应包括数据安全和系统安全
5.3.3.5 运维管理功能
系统管理主要实现对系统的整体管控，主要包括系统配置管理、系统状态监控、备份和恢复和日志管理。
(1) 系统配置管理
系统应该支持对系统的基本参数资料的配置和管理。 (2) 系统状态监控
系统支持实时监控各级系统的运行使用情况，包括主机的处理器、存储器、网络资源的使用率信息、各设备能力及占用率信息、数据库、应用系统等的运行情况和告警信息。根据告警的级别，系统应提供声、光、电子邮件、手机短信等多种方式通知系统管理员。
(3) 备份和恢复
系统应提供系统基础数据、用户数据和设备数据的备份和恢复功能。 (4) 日志管理
系统需要提供使用日志、故障日志的创建、添加、清除等功能，并提供多种方式帮助管理员方便地浏览和检索日志信息。
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5.3.3.6 信息导入功能
系统可导入车辆黑名单或违章车辆信息，用于卡口系统布控，一旦发现符合布控条件的车辆，进行告警。（需与车管所数据库做接口）
对相应被控车辆，以黑名单的方式进行录入。一旦系统在识别车辆信息过程
中，发现有和黑名单中布控数据相同的信息则产生告警。
5.3.3.7 系统对时功能
外场设备能被软件平台中心基准时钟校正，校正时间间隔应不大于24h。系统内设备重新启动、应用软件恢复工作或网络中断后重新连同时，应能自动进行时钟校正。
5.3.4 数据交换与共享功能
5.3.4.1 设备接入
功能：
完成前端现有监控21个点位，共计85条机动车道的电子警察设备改造接入工作。同时支持后续设备接入扩容；
实现：
1) FTP下载数据
系统平台提供FTP下载服务器程序，通过FTP协议从设备端获取实时数据信息，数据信息格式转换成平台标准格式后，转发至卡口接入服务器。 业务应用层不需要做特殊处理；
获取数据前端设备FTP下载服务器转发数据接入服务器 2）设备厂家提供SDK做二次开发，实现设备接入；
3）前期21个卡口电警数据，支持移动设备数据手工导入功能。
5.3.4.2 平台数据共享
DSS-C平台支持三种对外共享接口； ➢ C/S终端接口
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DSS-C系统基于模块化设计思想构建，各主要功能模块（如，图片点播、历史回放、案件查询、警用GIS模块等）支持控件的方式提供给同网用户注册使用；
➢ Web Service方式的B/S终端接口
基于WebService支持用户B/S终端接口访问方式； ➢ 标准数据访问接口
DSS-C系统提供标准的对外数据访问接口，支持其他平台是数据调用；
Web Service中心管理平台软件COM控件数据接口访问 5.4系统数据库设计
5.4.1 设计需求
系统数据库设计能力要求达到每天1000万条数据量，早晚高峰的时候数据量是平常的2～3倍；数据库设计总量至少需要10亿条。高峰期中心数据库处理能力要达到至少每分钟2～3万条记录。
据此大致估算出：
单日数据传输量/数据库增量=1000万*200(两张表的单条记录总长)=2GB 高峰时段数据传输量/分钟=3万*200=6MB
数据库总量>2GB*100=200GB（索引数据根据索引的多少，索引字段的大
小不定，一般为数据的1/3） 该系统需要解决的问题有：
接入服务器到中心数据库的数据传输，要求尽可能短的延迟时间 中心数据库的实时查询效率 中心数据库数据的快速增长
系统要保持7*24小时的正常稳定运行，数据的安全
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5.4.2 解决方案 数据传输问题
接入服务器建立到中心数据库的Database Link；定义系统参数：上传间隔、每次传输记录数；时间间隔应大于每次传输的时间。
根据每个接入服务器获取的记录数量，网络传输速度，系统可接受的延迟，数据库的能力等进行调整，达到在较短的延迟时间与中心数据库的压力中获得平衡。
定时批量上传数据到中心数据库。为提高中心数据库并发读写能力，对表进行基于接入服务器ID的分区，调整单表的并发事物数，优化表结构设计，减少单条记录的数据大小。 实时查询效率
为提高数据的查询效率，可建立必要的索引(为保证数据的快速写入，不可建立过多的索引)，定期进行表的优化分析；频繁进行删除、改动的表定期进行重构；优化应用程序设计；
建立中心数据库的查询库，查询库上表可以年月进行相应的分区，为提高查询速度可对查询条件建立必要的索引；对数据库的逐级归档、大批量、统计性的查询应用在查询库上，减少对中心数据库的压力。
每日、每周、每月、每季度、每年的统计需求可以建立基于时间维度的数据仓库或创建可被查询改写的物化视图来提高这类查询需求的速度。
数据的快速增长
为应对数据的快速增长，保证系统的稳定运行，要保障数据库可用存储容量，进行定期的数据迁移工作。针对长期不再使用或较少使用的数据，以压缩的方式存储在查询库中。 数据安全
保证7*24的高可用数据库，可实施基于集群的数据库系统。启用数据库的日志归档功能，建立中心数据库的standby数据库。提高数据库存储设备的安全性。
提供故障情况下的人工干预
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发生一个或多个接入服务器应网络故障、系统故障等原因造成大批量数量未能传输到中心数据库的情况时。系统提供人工干预手段，保证延迟传输的数据能顺利传输到中心数据库，实时数据也可以正常进行传输。利用数据库迁移工具，采集故障接入服务器的延迟数据，传输到中心数据库服务器，在系统空闲时段一次性导入到中心数据库中。 5.4.3 数据库部署
构建卡口联网项目数据库系统，需要在接入服务器、中心数据库上进行数据库的部署，部署方案如下：
接入服务器部署单机版数据库，建立以抓拍时间为索引的车牌信息索引表；
接入服务器建立到中心数据库的Database Link。对于集群数据库可根据接入服务器自身的数据量均分到不同的集群服务器上。
中心服务器部署集群、高可用性数据库，便于负载均衡和容灾，以及性能扩
充的需要。搭建在高速存储器上的共享数据库，建立基于卡口的range partitioning table在不同的存储通道上，可提高接入服务器并发写入数据的能力，可对不同分区再建立基于时间的局部索引。索引分区与数据独立存储。
以PULL方式获取数据的方案中需要建立到各接入服务器的Database Link. 5.4.4 数据迁移
为解决数据库快速增长、提高系统性能，需要定期或按系统所需进行数据的迁移。数据迁移包括：历史数据或过期数据的迁移，基本备份或数据安全考虑的迁移，应对其他需求的迁移。
数据迁移的一般步骤： 1）设计数据迁移方案
根据数据迁移的软硬件平台、选择数据迁移方法、选择数据备份和恢复策略、设计数据迁移和测试方案等。
2）进行数据模拟迁移
据设计的数据迁移方案，建立一个模拟的数据迁移环境，它既能仿真实际环境又不影响实际数据，然后在数据模拟迁移环境中测试数据迁移的效果。数据模拟迁移前也应按备份策略备份模拟数据，以便数据迁移后能按恢复策略进行恢复测试。
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3）测试数据模拟迁移
根据设计的数据迁移测试方案测试数据模拟迁移，也就是检查数据模拟迁移后数据和应用软件是否正常，主要包括：数据一致性测试、应用软件执行功能测试、性能测试、数据备份和恢复测试等。
4）准备实施数据迁移
数据模拟迁移测试成功后，在正式实施数据迁移前还需要做好以下几个方面工作：进行完全数据备份、确定数据迁移方案、安装和配置软硬件等。
5) 正式实施数据迁移
按照确定的数据迁移方案，正式实施数据迁移。 6) 测试数据迁移效果
按照数据迁移测试方案测试数据迁移效果，并对数据迁移后的数据库参数和性能进行调整，使之满足数据迁移后实际应用系统的需要。
针对卡口联网项目设计数据迁移方案如下： 1) 接入服务器数据迁移
接入服务器存储卡口监控抓拍的实时车辆信息，并有大量图片信息，需要解决数据增长的问题。利用系统空闲时段，迁移已上传的数据到备份数据库，并清理这些数据。上传图片信息并清理。
2) 中心数据库数据迁移
中心数据库每日大量的数据增长，势必带来数据接收速度的下降，实时查询时间的延长。基于应用要求的每日、每周、每月、每季度、每年的统计需求，进行逐级归档，对于时间较久远的车牌信息进行迁移备份，都需要数据迁移功能。
中心数据库的主要职能是完成接入服务器端数据的传输，因此建立了以卡口为关键字的range partitioning table。迁移到查询库后大多以时间范围进行查询，需要进行分区表的迁移。通过数据库系统提供的导入/导出工具进行数据迁移。
启用了日志归档功能的数据库，可应用归档日志把数据迁移/备份到其他服务器上。
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5.5系统安全性设计
5.5.1 认证和管理机制
遵循统一管理、统一认证、统一鉴权，系统设计中支持对所有密码的加密存储；
接入认证采用三次握手登陆验证方式，防止恶意的重放攻击； 支持USBKey模式的硬件签名认证；
系统具备访问权限的识别和控制功能，根据不同的应用需求提供多级密码口令，对系统管理员、数据库管理员及其他管理员授予不同级别的管理权限；
支持多级权限管理：通过角色、权限、操作管理员、操作员组等多种手段对操作员的权限进行控制，各操作员只能在自己的权限范围内进行操作，而不能越权操作；
访问客户端必须通过安全认证后才能够登录到系统平台，所有访问用户名必须遵守统一的命名规范，且同一用户名不允许重复登录，支持用户来源IP限定功能，用户编码和权限管理应符合中国电信网络视频监控标准规定；
提供后台服务的详尽网络管理，动态监控各服务单元的运营状态，可以跟踪用户监控操作的数据流向，支持手动强制用户及设备下线、记入黑名单等网管功能。
5.5.2 数据安全
数据库不允许通过远程进行直接访问；
信令采用TCP传输，平台系统通讯采用SSL加密；
用户密码信息在数据库中不允许采用可逆方式保存，应以单向散列算法（如MD5）加密保存。
独有的媒体通道激活验证保护机制，尽可能保护媒体内容不被窃取。安全要求更高的场合可选择媒体数据加密传输。对所有媒体的实时访问和历史访问都必须通过认证，不允许用户直接访问历史媒体数据；
对于存储的静态数据或文件可以采用数据或文件加密的方式确保信息的完整性；
对媒体数据的存储提供多种部署模式，采用磁盘阵列作为存储介质，提供高可靠性的录像数据冗余备份；
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六 系统设备清单
另附
实拍合成照片
白天效果：
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