科技城智慧天网系统运行维护质量策略研究

周波

【摘要】本文对某市全市公安智慧天网视频监控系统技术应用、运行质量跟踪分析，寻找到严重影响智慧天网运行质量的主要因数，提出解决影响质量的策略，合理应用到现实生产场景，在实际运行维护中起到了良好的作用，保证了智慧天网高质量运行。为今后全市智慧天网扩容、改建、新建补点提供了技术参考，更好地协助智慧城市综合管理。

【关键词】智慧天网;运行;质量

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.001

1. 概述

某市科技城智慧天网项目建设运行到目前为止已完成4期工程建设，目前已达到天网系统7套市县主要监控平台、监控大厅显示大屏、图像处理软件、视频服务器、图像存储器，以及各县市区光纤线路接入、光纤网络设备、前端监控摄像头、电源、杆路等6500余个远端监控点位与卡口，覆盖绵阳涪城区、游仙区、高新区、经开区、安州区以及县市（江油市、梓潼县、盐亭县、三台县、北川县、平武县）区域内主要城区、公路沿线范围。业务主要为治安管控、侦查破案、反恐维稳、智慧调度、人口管理、城市监控、规范执法、公共服务等绵阳市智慧城市管理服务。

某市天网项目主机平台在市公安局机房，建有一套监控主平台系统，各县市公安局所在地相应建有一套监控系统，各系统独立组网、经过电信传输系统对接市公安机房接口，完成图像数据对接。监控覆盖绵阳市范围各城区街道、公路、卡口、小区、人口密集场所等形成全市天网监控图像一体化管理。目前绵阳本地图像还经过電信传输系统上传至省公安厅监控平台对接，纳入省天网监控系统体系运转。监控系统的运行质量总体由平台服务器系统、前端信息采集设备、光纤线路传输系统等各个环节构成。

某市天网系统平台有2种。绵阳现业、江油、安州、盐亭、三台采用海康威视平台系统，梓潼、平武、北川采用浙江大华平台系统。接入系统监控总点位大约在6500左右，目前还在继续新增监控点位，绵阳现业天网监控平台系统及视频服务器、图像存储器位于市公安局主机房，由电信、移动、广电、联通各自光纤线路传输系统汇聚到市公安主机房ODF架，接入接口服务器，经图像处理，由公安图像中心监控大屏显示，或图像中心值班台式电脑进行观看，系统正常运行各项参数指标集中处理、分析、报告。市公安监控系统平台还接入市城管监控系统数据，市智慧交通系统采集数据，各县公安天网系统自行建设一套独立完整的天网系统，光纤线路传输由电信、移动、广电接入到当地区域市县公安ODF架后，汇聚到本地接入服务器接口，再经过电信传输系统将监控信号传输到市公安局主机房接口，县市各自平台监控由县市公安本地值班监控，也可以满足省、市需要调看市、县监控图像数据，全市平台维护由九州视讯公司负责日常平台系统运行值守，各运营商电信、移动、广电负责各自接入点位的光缆线路的路由畅通和远端光猫设备的维护，杆路和电源引入由九州视讯公司负责维护与电费缴纳。系统维护流程贯穿于九州、电信、移动、广电、厂家驻场技术人员等全流程、全响应、全处理阶段。由九州负责运行故障分发、跟踪、月度分析、半年考核原始数据提取分类。

2. 技术简介

2.1 信息采集技术：

天网视频监控点位信息采集主要通过物联网感知技术，将远端摄像头采集的数字信号通过视频技术，实现人、车、环境（背景环境）的感知，对人员的人体、人脸进行结构化，对环境的态势感知，为平台提供数据来源。

远端摄像头安装在独立的电杆上，也可以是一杆多机、一机多用、一机多采。

摄像头采用400万像素全结构化球机：具有主要的功能：红外夜视250M，镜头变倍不低于32倍，支持机动车、非机动车、人脸、人体的检测，支持跟踪、抓拍、上报最优抓图画面。机动车属性（车牌及颜色，车辆类型及车身颜色，安全带，抽烟，打电话，车内饰品），非机动车属性（车身类型及颜色，骑车人数，上衣类型及颜色，帽子），人体属性（上衣类型及颜色，性别，表情，戴眼镜，戴口罩），具有绊线入侵、区域入侵、穿越围栏、徘徊检测、物品遗留、物品移除、快速移动检测报警;支持联动跟踪、电子防抖、光学透雾。供电方式AC220V/3A±2;接口类型BNC接口+RJ45接口+485接口。

立杆：6.5m高*（2-5m）长，圆锥型。立杆材质采用碳素结构钢或采用的低合金结构钢。杆件防雷接地，地阻在10欧姆以下。

400万像素人脸抓拍：400万CMOS AI多摄全结构化双镜头一体机。具有专业智能功能，复杂场景的深度学习算法，实现全结构化数据精准采集，实现全方位态势感知，抓拍人脸：支持对运动人脸进行抓拍等

400万像素枪球一体机：主要功能：支持深度学习算法，有效提升检测准确率;支持机动车、非机动车抓拍，支持人体抓拍、绊线入侵、区域入侵、穿越围栏、徘徊、快速移动检测;支持联动跟踪;枪球一体化设计，兼顾全景与细节，设备具备全景，支持H.265编码，实现超低码流传输。

卡口点900万像素抓拍摄像机，图像尺寸4096×2160，支持自动识别背光、运动速度、雾（雨）天、正常等场景，车牌捕获率≥99%，车牌识别准确率≥99%，配置高截光LED补光灯以及爆闪灯。

2.2 平台图像存储技术

视频存储服务器：配置两颗64位8核处理器，主频2.1GHz，内存配置不低于48GB，采用DDR4，单台服务器最大支持不低于256GB，可组成多个DDR4通道，单设备应支持最大磁盘数量≥36;单盘≥14TB企业盘，单服务器配置2个GE网卡和2个10GE网卡，单台可支持摄像机接入不小于3024路;可同时支持视频存储不小于1024路，视频转发不小于1024路，录像下载不小于512路。

视频云存储管理软件：具有视图接入、视图缓存、视图转发、设备注册、注销，实时浏览、云台控制、录像回放等业务功能，支持统计视频设备的在线率、离线率、当前状态、录像完整性、丢包率报表统计，支持视频流和图片流直存，无需额外接入单独的转发服务器，支持H.264、H.265等多种编码格式，支持通过Web进行系统的集中配置和管理，支持通过网管系统进行系统告警上报、性能报表统计、拓扑呈现，支持按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索联网设备历史图像资料进行跨域远程回放和下载，具有备份功能：手动实况备份、告警联动实况备份、手动历史录像备份、告警历史录像备份、前端历史录像备份

道路交通智能终端服务器：采用嵌入式Linux操作系统;支持不低于12路高清网络摄像机接入;支持大容量存储，单块硬盘1*4T硬盘、具有图片合成、字符叠加、正反卡口抓拍图片合成、相同道路交通车牌去重、故障恢复功能（具有车流量统计、区间测速、黑白名单功能;支持安全登录、WEB会话Session ID、数据传输加密、固件完整性等安全检验;具有跨网段访问摄像机和断网续传功能;

卡口磁盘阵列：硬件架构：配置iSCSI、CHAP、LACP存储协议，采用非服务器架构的嵌入式系统设计，标准4U机架式设备，支持高速缓存16GB以上;配置BBU（锂电池保护）+Flash卡确保缓存数据零丢失，可保护缓存数据断电长达72小时;RAID保护方式：RAID 0，1，3，5，6，10，30，50，60，磁盘系统：最大可支持1024个LUN，LUN大小256TB;支持SAS/SATA硬盘与SSD硬盘同机柜混插，支持本地热备盘、全局热备盘技术

2.3 光纤线路传输技术

远端监控点摄像机输出图像数字视频信号通过杆体上的ONU光猫设备接入至局端OTL，光纤线路之间通过光分路器（一般采用光分比为1∶8或1：16配置）实现多点到局点的接入。传输1080P高清摄像机信号，电信EPON传输技术作接入组网灵活，系统稳定性较高。

网络传输协议：接入IP协议，传输层TCP和UDP协议

媒体传输协议：视频流基于IP网络上传输时支持RTP/RTCP协议。

信息传输延迟时间：前端设备与信号直接接入的监控中心相应设备间端到端的信息延迟时间应不大于2s;前端设备与用户终端设备间端到端的信息延迟时间应不大于4s。

建议传输带宽：30Mbps--50Mbps（400万像素全结构化球机、400万像素全结构化枪机）：51Mbps--100Mbps（400万像素枪球一体机、高点监控、900万像素卡口）。

2.4 运维管理技术

运维管理服务器：CPU：1颗，Hygon7151，内存：64GB，DDR4内存硬盘：单硬盘容量最大可支持到8TB，SATA硬盘，网卡：板载2x1000Mb网卡

中心管理服务器：CPU：1颗Hygon，7151内存：64GB，DDR4内存、硬盘：8块，3.5"热插拔硬盘，单硬盘容量可到8TB SATA硬盘。

中心管理单元：负责从配置服务器获取数据，与各个应用服务（接入服务、转发服务、存储服务）进行通信，管理各类视频任务（浏览、回放、录像、云台、上墙等），处理码流管理、级别抢占、任务调度、负载均衡控制等逻辑，各节点之间通过中心管理服务进行级联，实现跨机构资源调度、双机热备、集群管理、实录分离、星型联网等功能。

3. 运行技術指标及运行质量评价考核

平台运行技术指标：监控点位在线率、图像清晰度，

传输通道设备技术指标：掉包率

光纤线路技术指标：光衰合格率

电源指标：监控点位掉电率

其他指标：树木遮挡观看图像

运行质量评价：由各接入运营商、九州视讯提供月度运行质量分析，由公安局所对区域内网络质量给予半年年度评价考核。

4. 天网合作单位的维护职责界面与日常故障处理

天网运行平台：由厂家（海康威视、浙江大华）三年维保负责远程及中心现场驻场技术人员处理。

光缆及传输设备：由运营商（电信、移动、广电）对应视频采集点位接入界面，并负责处理各自光纤线路接入、光猫及传输链路的开通、故障处理。

杆路、摄像机（球机、卡口枪机）、电源：由九州视讯公司负责管理第三方代维公司施工维护人员具体点位的安装、搭电、调测、开通、交付监控平台以及故障处理，并负责电费缴纳等。

5. 天网运行故障分析

平台系统运行到目前为止，未发生故障。故障主要在光纤传输网络、线路以及杆体、摄像机、电源方面，按月对天网设备故障处理详单原因分类汇总，图1为2021年2月、3月故障处理实例。

影响天网质量的主要因数以2020年度1-12月份故障处理汇总数据为例：

从故障处理类型分析，影响天网质量的主要因数排序为：1、市政公路施工造成光纤线路中断次数最多，2、传输设备传输信号掉包网络故障、3、设备故障中光猫设备因室外高温、夏天雷电损坏，4、电源故障主要是空开跳闸或市电片区停电造成区域大面积监控点位中断监控信号，5、前端摄像头采集图像模糊不清，6、前端摄像头坏，无采集信号输出，7、城市树木增长过快，造成图像遮挡，监控图像不清。8、外力撞击（汽车撞击）杆体造成摄像头、光缆中断。

6. 应用策略 提高质量的方法以及采取的措施

综合协调法：根据影响天网质量的主要因数排序得出：因城市道路增宽改建、扩建、铺沥青路面、建绿色人行通道、美化人行道路造成监控点位光纤、光交接箱中断，应采取的措施是：在市政施工前提前开好多方协调会协调，做好光纤应急迂回预案，及时优化调整开通光纤备用路由。及时办理城市管道路面开挖证。

专人看守法：在市政施工中，派维护人员随工现场看护，布放安全警示带、警示灯提示，对市政野蛮施工单位及时制止，大型基建开挖设备施工影响光缆线路，减少外力施工造成光纤通信中断影响。

临时开通法：对已中断监控点位，无法现场恢复光纤或光交箱的，需要保留点位在线，应组织多方技术人员另行选点，临时开通监控点位。

正式恢复法：跟踪市政施工进度，分步骤及时重新安装光纤交接箱、布放光纤、新建杆路、布放电源线、还原重新开通调测监控点位视频图像，撤除临时开通点位设备与线路。

市电直供法：片区停电造成监控点位信号中断的主要监控点位在是小区、居民户转供电，或城市路灯电源，小区、居民户主容易关总电源，建议监控点位电源线搭电点尽量采用直供电，城市路灯电源白天将关闭总闸，晚上根据天气阴暗才开启城市路灯照明。建议使用供电直供电，减少城市路灯开关风险。开关跳闸应及时排除隐患或更换保护开关。

雷雨季巡检法：对前端光猫设备因室外高温、夏天雷电损坏，每年雨季到来时全部点位安排巡检1次，重点对接地线是否老化（地阻是否合格）、超期限服域的光猫老化进行更换，或摄像头更换。

剪枝法：对城市树木增长过快，挡住了摄像机镜头信号，造成图像遮挡，监控图像不清的点位，重点协调城市环卫所，派工人安排1次点位附近的修剪树枝。

技术攻关法：对传输设备传输信号掉包严重的，故障点位难以判断，涉及链路过长，从平台、传输设备、光纤线路、终端点采集设备等多方联合技术攻关，找出掉包原因，及时处理，恢复正常高清图像。

设备光猫故障，在接单后2小时内更换备用光猫，配置IP地址参数。

如遇外力撞击，应配合交警，加強现场处理管控，及时安排施工队伍抢修，做好责任赔付工作。

7. 结束语

作者对某市天网系统的运行质量分析，对全市整体天网系统运行质量的了解、熟悉、参与，重点负责电信光纤线路及传输系统运行质量的管理，从故障处理分析中找到严重影响视频监控质量的主要原因，并提出应对策略，有效指导绵阳全市天网运行质量提升，非常具有现实意义。截止发稿时，天网运行质量稳步提升，故障发生率降低，光纤线路故障处理时限大大缩短，三家接入网路运营商（电信、移动、广电）以及九州终端维护商配合密切，处理及时，保障了某市天网运行质量良好，中国电信某分公司为某市科技城智慧城市建设作出了应有的贡献。

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