福詔高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

福昭高速公路是福建省建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)高速公路網(wǎng)的重要組成部分。它是珠江三角洲和福建之間重要的陸路網(wǎng)絡(luò)。路段全長107km,設(shè)有6個收費(fèi)站,1個監(jiān)控分中心。沿線共有9座隧道,2個樞紐互通全線共有監(jiān)控點(diǎn)323個,其中收費(fèi)監(jiān)控142個,道路監(jiān)控181個。本路段自2013年12月建成通車以來,車流量呈快速增長的態(tài)勢。1先進(jìn)的管理技術(shù)隨著高速公路建設(shè)里程的不斷延伸,使得收費(fèi)站、隧道的數(shù)量及里程不斷增加。由于高速公路因為其跨度長、車流量大,難以依靠人力對其有效管理,因此必須采用先進(jìn)管理技術(shù),保證高速公路即使在交通量大、惡劣天氣下也能正常運(yùn)行,讓管理人員能夠,可以直觀地、實(shí)時地監(jiān)測道路沿線、所站、隧道內(nèi)外交通運(yùn)行情況和事故現(xiàn)場,為搶險救災(zāi)提供現(xiàn)場實(shí)時圖像2視頻監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)視頻圖像的采集、傳輸和顯示等功能,通過攝像機(jī)將視頻信號采集到監(jiān)控系統(tǒng)中,由傳輸設(shè)備傳至監(jiān)控分中心,并輸出至監(jiān)視器、硬盤錄像機(jī)等設(shè)備圖中可以看到視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下組成:前端設(shè)備:攝像機(jī)。傳輸設(shè)備:視頻光端機(jī)、以太網(wǎng)光端機(jī)、三層以太網(wǎng)交換機(jī)、視頻編解碼器、視頻分配器等。存儲控制設(shè)備:硬盤錄像機(jī)、控制鍵盤、監(jiān)視器、多媒體管理工作站等。3高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方式:1)點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)傳輸:優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時性、穩(wěn)定性好,缺點(diǎn)是占用光纖資源多,一路視頻需占用一芯光纖(應(yīng)用:收費(fèi)廣場圖像———收費(fèi)站、外場高清圖像———視頻集中點(diǎn));2)節(jié)點(diǎn)光端機(jī)傳輸:以級聯(lián)的方式傳輸,能夠大大節(jié)省光纖資源,缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差,一個節(jié)點(diǎn)故障會影響其他節(jié)點(diǎn)。由于目前新建路段光纖資源充足,該方式已逐漸被淘汰(應(yīng)用:外場模擬遙控攝像機(jī)———分中心);3)通信系統(tǒng)傳輸:使用通信系統(tǒng)提供的傳輸通道,具備自愈保護(hù)功能,但因目前的MSTP設(shè)備容量較小,提供給視頻網(wǎng)的帶寬極其有限,已經(jīng)無法滿足高清視頻傳輸?shù)男枨蟆Ｈ羰褂肙TL設(shè)備傳輸,則不存在帶寬瓶頸問題(應(yīng)用:收費(fèi)站———分中心、分中心———省中心);4)交換機(jī)光模塊傳輸:使用帶光口的三層交換機(jī)傳輸,光模塊速率可達(dá)千兆以上,傳輸速率高(應(yīng)用:視頻集中點(diǎn)———分中心)。根據(jù)傳輸信號的形式不同,可分為模擬視頻傳輸和數(shù)字視頻傳輸兩種。實(shí)際應(yīng)用中,不管是模擬還是數(shù)字的傳輸系統(tǒng),都是以上幾種方式的結(jié)合。模擬視頻傳輸是針對傳輸距離在三四百米內(nèi)的情況,一般采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。數(shù)字視頻傳輸通過編碼器將視頻信號壓縮為數(shù)字信號,再通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。在監(jiān)控大廳可通過解碼器將數(shù)字信號還原為視頻信號。下面介紹下模擬視頻傳輸和數(shù)字視頻傳輸在高速公路中的應(yīng)用:(1)模擬視頻傳輸。模擬攝像機(jī)通過節(jié)點(diǎn)視頻光端機(jī)以級聯(lián)的方式傳至分中心,進(jìn)入視頻分配器。從分配器輸出的視頻信號分為三路:一路進(jìn)DVR進(jìn)行存儲;一路上電視墻固定顯示;一路進(jìn)入分中心矩陣進(jìn)行輪詢,如圖2所示。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn):(1)組網(wǎng)復(fù)雜,需要大量的中間設(shè)備,無法做到統(tǒng)一、方便和有效的管理;(2)多級連接過程有損視頻信號的質(zhì)量。(2)數(shù)字視頻傳輸。外場高清攝像機(jī)采用以太網(wǎng)光端機(jī)點(diǎn)對點(diǎn)傳至就近視頻集中點(diǎn),經(jīng)硬盤錄像機(jī)集中壓縮存儲、編碼后,通過集中點(diǎn)視頻三層以太網(wǎng)交換機(jī)上傳至監(jiān)控分中心,如圖3所示。隧道內(nèi)固定攝像機(jī)視頻信號三路匯集一處,通過視頻光端機(jī)點(diǎn)對點(diǎn)傳至隧道橫洞變,經(jīng)硬盤錄像機(jī)集中壓縮存儲、編碼后,通過視頻三層以太網(wǎng)交換機(jī)上傳至監(jiān)控分中心。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):(1)IP化的傳輸方式無須構(gòu)建專門的傳輸網(wǎng)絡(luò),組網(wǎng)靈活;(2)增加視頻數(shù)量時無須改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),后續(xù)擴(kuò)容方便。4視頻監(jiān)控系統(tǒng)在道路上的主要應(yīng)用高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費(fèi)監(jiān)控和道路監(jiān)控兩部分4.1特殊事件監(jiān)視1)收費(fèi)出入口廣場,正常有三套網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī),實(shí)現(xiàn)對收費(fèi)廣場車輛排隊情況的監(jiān)視及收費(fèi)廣場突發(fā)事件和特殊事件進(jìn)行觀察和記錄,實(shí)施有效的監(jiān)督;2)每個收費(fèi)車道、收費(fèi)票亭內(nèi)各布置1套模擬攝像機(jī)或網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī),完成對收費(fèi)過程中駕駛員、收費(fèi)員的全面監(jiān)視;3)監(jiān)控室、財務(wù)室、收費(fèi)所營區(qū)、機(jī)房等重點(diǎn)區(qū)域安裝若干個攝像機(jī),監(jiān)視區(qū)域?qū)嵤┣闆r。4.2高速公路交通狀況1)樞紐互通、匝道互通、服務(wù)區(qū)等高速互通立交附近布設(shè)高清攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)視,掌握高速公路交通狀況;2)在1km以上隧道內(nèi)以間隔150m左右洞距離全程布置攝像機(jī),實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)實(shí)時重點(diǎn)監(jiān)控方便及時發(fā)現(xiàn)交通阻塞、車輛事故等情況;3)在特大橋、長下坡等特殊地段布置高清攝像機(jī),監(jiān)視區(qū)域內(nèi)實(shí)時交通流情況,確保高速公路的安全通暢。5模擬監(jiān)控系統(tǒng),方便高校視頻監(jiān)控隨著高速公路建設(shè)里程的不斷延伸,對于高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說,監(jiān)控畫面清晰度是最重要的。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全高清視頻圖像,能更清晰的實(shí)時觀看車輛、車牌及人流情況。而傳統(tǒng)的模擬