一、方案背景
近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市人口和機動車輛數(shù)量迅猛增長，城市道路交通的壓力越來越大，路口交通事故時有發(fā)生，嚴重威脅人民群眾的生命財產(chǎn)的安全，其中的重要原因之一就是機動車駕駛?cè)嗽诮痪暰€之外違法駕駛的情況非常普遍。單純依靠人為管理，浪費人力資源，效果也不明顯。所以圖像抓拍慢慢應用在各個地方，就是所謂的電子警察。監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為非現(xiàn)場執(zhí)法技術(shù)手段中的一個重要組成部分，為公安交警部門有效地杜絕和減少機動車闖紅燈等違章行為起到了積極地作用,并在現(xiàn)代交通執(zhí)法中得到了大量的應用，取得了很大成效。在加快城市交通管理系統(tǒng)的信息化、智能化進程中，對于在現(xiàn)有的城建規(guī)模上提高城市路網(wǎng)的通行能力，保證車輛的安全行駛，提高管理交通系統(tǒng)的效率和執(zhí)行力等方面，圖像抓拍系統(tǒng)顯得極為重要。
二、系統(tǒng)組成
十字路口圖像抓拍系統(tǒng)分為三個部分：監(jiān)控中心、終端設備網(wǎng)絡攝像頭、網(wǎng)絡傳輸設備（四信路由器F3A36）。
監(jiān)控中心包括VPN服務器、WEB服務器、數(shù)據(jù)服務器以及PC，主要實現(xiàn)與各地圖像抓拍子系統(tǒng)進行通信，通過監(jiān)控平臺監(jiān)測各個路口的情況、實時查詢車輛違章信息、定時抓拍圖像、查看本地錄像、并能夠統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)報表如違章車輛數(shù)量以及車流量等。
抓拍系統(tǒng)終端設備采用高清網(wǎng)絡攝像頭，帶有存儲功能，能夠存儲本地錄像，并且所抓拍的圖片可以清晰顯示信號燈狀態(tài)、違法車輛的車牌號碼、車輛顏色、車輛類型、違法時間、地點、行駛方向等。
網(wǎng)絡傳輸設備采用四信設備F3A36全網(wǎng)通4G路由器，終端設備的相關(guān)數(shù)據(jù)可通過4G網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并保證監(jiān)控中心能夠?qū)崟r查看抓拍的圖像。
三、系統(tǒng)拓撲
終端設備和監(jiān)控中心通信有兩種方式，一種可以采用VPN隧道方式，一種采用運營商專線方式。
3.1 VPN隧道方式
網(wǎng)絡拓撲：
這里采用F3A36路由器做VPN客戶端，F(xiàn)3A36是一種物聯(lián)網(wǎng)無線通信全網(wǎng)通路由器，使用運營商網(wǎng)絡為用戶提供無線長距離數(shù)據(jù)傳輸,兼容4G/3.5G/3G/2.5G網(wǎng)絡，支持VPN客戶端。
由于使用NAT方式建立遠程連接是面向外網(wǎng)所有用戶，即外網(wǎng)所有用戶都能訪問該服務端口與之建立連接通信。所以在某些時候會造成數(shù)據(jù)的不安全性。所以這里使用VPN遠程連接，可使數(shù)據(jù)在一個如同同一個局域網(wǎng)內(nèi)一樣安全傳輸。
這里可以采用PPTP VPN或者L2TP VPN，F(xiàn)3A36做客戶端，監(jiān)控中心服務器做服務端，建立VPN后，客戶端和服務端之間建立一條虛擬的VPN隧道，即圖中的虛線部分，服務器這邊隧道IP為200.200.200.1,路口一F3A36客戶端隧道地址為200.200.200.2。當監(jiān)控中心服務器需要與終端設備通信時，VPN服務器就會通過VPN隧道把數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端的200.200.200.2 VPN客戶端，可看成數(shù)據(jù)只在這條虛擬隧道中傳輸，保證數(shù)據(jù)的安全傳輸。終端設備通過VPN隧道，和監(jiān)控中心平臺軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
在外地想查看抓拍圖像時，筆記本或者PC可以通過VPN與VPN服務器建立連接后，通過監(jiān)控中心平臺軟件即可查看抓拍圖像。
3.2 運營商專線方式
網(wǎng)絡拓撲：
VPDN又稱為虛擬專用撥號網(wǎng)，是VPN業(yè)務的一種，是基于撥號用戶的虛擬專用撥號網(wǎng)業(yè)務。即以撥號接入方式上網(wǎng)，是利用IP網(wǎng)絡的承載功能結(jié)合相應的認證和授權(quán)機制建立起來的安全的虛擬專用網(wǎng)，是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。根據(jù)運營商分類，電信是VPDN專線，移動、聯(lián)通是APN專線。監(jiān)控中心拉運營商專線寬帶，F(xiàn)3A36路由器采用運營商專網(wǎng)卡。
運營商專網(wǎng)卡分配有固定IP，撥入專網(wǎng)需要驗證信息，運營商那邊會給出特定的用戶名和密碼或者APN號，把這些相關(guān)信息填入路由器對應設置，如下圖
VPDN建立后，網(wǎng)絡攝像頭的WEB訪問端口一般是80端口，F(xiàn)3A36路由器通過端口映射把80端口轉(zhuǎn)成其他端口比如8000，比如路口1的F3A36路由器獲取到的地址為10.1.1.2，監(jiān)控中心訪問10.1.1.2:8000，即可訪問F3A36下面的網(wǎng)絡攝像頭。
3.3 3G網(wǎng)絡的優(yōu)勢
中國聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡，是目前全球運用最廣泛，技術(shù)最成熟，帶寬最高，業(yè)務功能最強的3G制式，其下載理論峰值速率高達14.4Mbps，上傳速率高達5.75Mbps；網(wǎng)絡接入時間低于5s 。并且在突遇緊急情況或出現(xiàn)片區(qū)信道繁忙時，成都聯(lián)通也可通過增加載頻、增派應急通訊車等方式進行優(yōu)化處理；對信號覆蓋不佳的地方，也可通過規(guī)劃宏基站的方式進行優(yōu)化。
SDH/MSTP傳輸網(wǎng)絡優(yōu)勢
MSTP（基于SDH 的多業(yè)務傳送平臺）是指，基于SDH平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接入、處理和傳送，為客戶提供具有靈活調(diào)整帶寬和以太網(wǎng)接入功能，接入速率在2M-1000M之間的數(shù)據(jù)專線業(yè)務。
MSTP功能特征
具有TDM業(yè)務、ATM業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務的接入功能；
具有TDM業(yè)務、ATM業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務的傳送功能包括點到點的透明傳送功能；
具有ATM業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務的帶寬統(tǒng)計復用功能；
具有ATM業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務映射到SDH虛容器的指配功能。
MSTP安全性
MSTP專線業(yè)務是利用多業(yè)務傳送節(jié)點（MSTP）技術(shù)、依托SDH傳送網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)專線業(yè)務。也就是說MSTP是在SDH基礎(chǔ)上疊加了數(shù)據(jù)特性功能而來，在傳輸網(wǎng)絡中，仍然是標準的STM-N傳送模式，在傳輸層面都是獨立的邏輯通道，傳輸至路由器都是物理專線，具有與SDH同等級別的極高的安全性。
1、MSTP自身可以通過SDH保護機制（MSP、PP、SNCP、設備級保護等）對VCtrunk通道進行自愈保護；
2、MSTP可以通過LPT（鏈路狀態(tài)穿通）功能實現(xiàn)對等端口級別的協(xié)議狀態(tài)信息傳送，源端數(shù)據(jù)通道或VCtrunk異常時，其狀態(tài)信息可以通過LPT功能傳遞到宿端對等端口級別，由宿端數(shù)據(jù)設備控制后續(xù)動作；
3、在有備用路徑并且是全靜態(tài)路由設計的網(wǎng)絡，SDH組網(wǎng)可以實現(xiàn)不對等端口級別（分支點與匯聚點）的業(yè)務熱切換，MSTP組網(wǎng)則不能實現(xiàn)——對客戶網(wǎng)絡中心匯聚路由器來說，CPOS封裝的PPP協(xié)議支持端到端檢測，當傳輸鏈路出現(xiàn)故障，PPP協(xié)議檢測超時后置為down，對應接口的靜態(tài)路由自動失效，業(yè)務熱切換到備用路由指向的端口；而以太網(wǎng)無此檢測技術(shù)，當分支點或VCtrunk傳輸鏈路中斷后路由器端口無法感知，主用靜態(tài)路由仍然有效，故障鏈路對應的局點業(yè)務中斷；
4、部署動態(tài)路由協(xié)議可以解決MSTP組網(wǎng)不能切換的問題，如在主用的鏈路上部署ospf，優(yōu)先級權(quán)值高于備用鏈路的靜態(tài)路由，這樣當主用VCtrunk傳輸鏈路出現(xiàn)故障，路由協(xié)議交互報文超時后快速收斂，備用靜態(tài)路由有效，業(yè)務可以平滑切換到備用路徑。
3.4 某地區(qū)實際應用的組網(wǎng)拓撲圖
某地區(qū)電子警察系統(tǒng)二期工程組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)圖
1、為后臺數(shù)據(jù)接收平臺接入80M聯(lián)通MSTP以太網(wǎng)專線。用于連接后臺數(shù)據(jù)接收平臺防火墻（LNS）和聯(lián)通MSTP網(wǎng)絡。在前端用戶接入時，使用L2TP協(xié)議與聯(lián)通VPDN平臺建立安全隧道連接，每個前端對應一條L2TP隧道。
2、根據(jù)需要，后臺數(shù)據(jù)接收平臺可以選配一臺VPDN認證服務器用于前端接入終端的二次認證，以保障接入控制和上傳數(shù)據(jù)的安全性。
3、前端采集設備配置聯(lián)通WCDMA VPDN專屬SIM卡，通過CHAP認證協(xié)議，結(jié)合手機號碼、終端IP、用戶名、密碼（甚至可包括SIM卡編碼、基站小區(qū)）進行用戶合法性認證，認證通過則接入聯(lián)通GGSN，建立PPTP連接。
4、前端采集設備認證通過并接入聯(lián)通GGSN后，GGSN向后臺數(shù)據(jù)接收平臺發(fā)送二次認證信息，在認證系統(tǒng)認證通過后，由后臺數(shù)據(jù)接收平臺防火墻（LNS）對前端采集設備進行IP地址分配，建立前端采集設備和后臺數(shù)據(jù)接收平臺的虛擬隧道連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全上傳，同時實現(xiàn)對前端采集點位設備的遠程控制和管理。
四、方案特點
4.1、穩(wěn)定性：采用工業(yè)級高性能處理器，能夠經(jīng)受長期的惡劣環(huán)境考驗，保證通信的順暢性；可靠的網(wǎng)絡連接，有在線保持功能，能夠確保設備永遠在線。
4.2、雙向性：通過監(jiān)控平臺可以實時查看到當前攝像頭的情況，同時也可以通過監(jiān)控中心控制攝像頭。
4.3、靈活性和擴展性：采用標準的通信協(xié)議；同時要求便于安裝施工、調(diào)試、運行、維護；遠程管理能夠降低人員的維護成本。
4.4、使用4G網(wǎng)絡，保證通信的流暢性。
冼先生 18310408691
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