淺談高速公路通行路段的監(jiān)控

一、高速移動監(jiān)控隨著道路交叉口的延伸，相應的公共服務和管理設施的建設將滿足公眾日益增長的需求。而數(shù)字視頻技術(shù)系統(tǒng)為高速公路的管理提供了直觀、方便、信息豐富的內(nèi)容,是安全防范系統(tǒng)和高速公路機電系統(tǒng)的重要組成部分,是將視頻技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合的應用,可有效實現(xiàn)路網(wǎng)管理的信息化、智能化、現(xiàn)代化。高速公路的全程監(jiān)控和視頻傳輸?shù)臄?shù)字化,借助高科技安防通信手段,在四通八達的高速網(wǎng)穿梭的車輛中,實時對交通通行情況和流量進行監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)安全隱患,盡量避免和更有效率的制止各種事故的發(fā)生。同時,該系統(tǒng)可實現(xiàn)對高速公路路網(wǎng)的統(tǒng)一運營管理和指揮調(diào)度,是確保高速公路暢通無阻的有力措施。二、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用隨著計算機、網(wǎng)絡、視頻壓縮等高新技術(shù)的發(fā)展,視頻監(jiān)控進入網(wǎng)絡視頻技術(shù)階段,數(shù)字視頻壓縮編碼技術(shù)廣泛應用,打破了傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),改變了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)信息采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲及系統(tǒng)控制等方式,由此產(chǎn)生基于PC的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。雖然,視頻采集和視頻傳輸依然以模擬方式進行,但通過模擬攝像機的圖像信號,傳輸?shù)竭_多媒體監(jiān)控終端后,將采取數(shù)字處理與存儲。利用通信網(wǎng)絡,把信息傳到監(jiān)控中心(一個或多個),這樣能直接控制切換調(diào)用任意一路監(jiān)控點的非壓系統(tǒng)構(gòu)成圖,基于PC的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)通過增加視頻處理卡以增加圖像的輸入路數(shù),采用數(shù)字化存儲及視頻解壓縮功能,將實時的視頻信號上傳至監(jiān)控中心,更好地解決了對大規(guī)模、長距離、高度分散的各監(jiān)控點的視頻傳輸。數(shù)字非壓縮技術(shù)處理圖像,使監(jiān)控區(qū)域顯示高清晰度的畫面,即使監(jiān)控區(qū)域的圖像回放也能達到較高的清晰度,數(shù)字視頻網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)由此正式進入數(shù)字化階段。高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)傳輸模式采用光纖專線為傳輸介質(zhì),它將視頻及控制信號轉(zhuǎn)換為激光信號在光纖中傳輸。傳輸圖像的基本系統(tǒng)為一路光纖視頻傳輸系統(tǒng),一根光纖上傳輸一路視頻信號。實現(xiàn)這過程以模擬攝像機+視頻光端機等模式,數(shù)字非壓縮點對點式視頻光端機傳輸,能夠做到集中監(jiān)控、集中存儲,特別對重點路段、隧道和橋梁的監(jiān)控,對某個監(jiān)控點的圖像,可以利用內(nèi)部網(wǎng)絡在任何地點隨意調(diào)用監(jiān)控畫面,畫面連貫清晰。由于光纖傳輸具有距離遠、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點。使用光纖傳輸方式可以用于長距離的圖像傳輸、或多路視頻數(shù)字復用光纖傳輸。在多路視頻數(shù)字復用光纖傳輸,實現(xiàn)一根光纖上長距離傳輸多路視頻信號。三、視頻數(shù)據(jù)存儲數(shù)字視頻技術(shù)采用高清攝像機監(jiān)控,圖像分辨率更高,信息量儲存豐富,圖像還原更加清晰,細節(jié)更加細膩,而且具有智能分析車牌、人臉識別、事件檢測等,還具備激光夜視、透霧、電子防抖、強光抑制等,特別是對特殊天氣如夜間、霧天等實現(xiàn)有效監(jiān)控,解決了傳統(tǒng)攝像機只能在白天起作用的問題。同時,對特殊時段可進行區(qū)間測速、高速行駛的運動物體全過程的監(jiān)控,具有監(jiān)控的適應范圍多,覆蓋面更廣等特點。高清視頻數(shù)字編碼可分為:(1)數(shù)字非壓縮編碼及數(shù)字非壓縮編碼:具有視頻圖像質(zhì)量高,實時監(jiān)控性能好、延時低。但是視頻碼流很大,傳輸無法以TCP/IP網(wǎng)絡,對光纖的需求非常大,需要壓縮技術(shù)存儲。(2)數(shù)字壓縮編碼高清視頻;目前,采用最多的一種壓縮編碼方式,廣泛應用在高速公路的高清視頻監(jiān)控。由于經(jīng)過了壓縮處理,大幅度降低視頻碼流,傳輸可以通過TCP/IP網(wǎng)絡,對于后期的存儲及發(fā)布,采用更為方便非壓縮方式。一般高清視頻H.264的帶寬要求一般為8Mbps~16Mbps。前端多種數(shù)據(jù)接入,解決視頻數(shù)據(jù)傳輸以及多業(yè)務傳輸需求,滿足多業(yè)務傳輸需求,這樣使高速公路沿線除了視頻監(jiān)控設備,還可接入多用途的業(yè)務設備(情報板、氣象檢測設備、應急電話設備、視頻檢測設備)等,既解決了全程監(jiān)控的問題,又具備傳輸其他業(yè)務數(shù)據(jù)的能力。多業(yè)務數(shù)據(jù)的技術(shù)采用波分復用技術(shù),可以應用太網(wǎng)數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)、電話信號傳輸。實現(xiàn)同時接入各類業(yè)務的需求,而傳輸視頻信號與各類業(yè)務都可以同時運行,也可以單獨傳輸,前端多種數(shù)據(jù)接入簡化了結(jié)構(gòu),不需要種類太多的設備,為維護設備提供了便利。由于高速公路具有海量的監(jiān)控信息,為了確保信息不會丟失,系統(tǒng)提供了N+M備份,存儲大容量監(jiān)控數(shù)據(jù),不間斷保證24小時存儲,在遇到緊急事件后,確保有據(jù)可查。由于數(shù)字壓縮編碼高清視頻具有可靠性的高需求,應用IP-SAN存儲陣列或RAID技術(shù)、N+M備份等技術(shù)手段,對監(jiān)控信息可以高質(zhì)量可靠存儲。以數(shù)字壓縮編碼高清視頻技術(shù)為基礎,可統(tǒng)一對重點路段、隧道和橋梁采用全天候?qū)崟r音視頻監(jiān)控,并可在監(jiān)控中心以外的任何地點控制查看監(jiān)控點,隨意調(diào)用監(jiān)控畫面,畫面清晰連貫。四、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特征數(shù)字視頻綜合管理由設備和節(jié)點式光端機組成,光纖鏈路網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)字化的視頻圖像傳輸、轉(zhuǎn)換、處理系統(tǒng),具備以下優(yōu)點:(1)保證本地管理站具有高清晰度實時圖像切換,提供支持基于壓縮處理模式的視頻業(yè)務與非壓縮處理模式視頻業(yè)務的共同傳輸、轉(zhuǎn)換、提供給上級監(jiān)控分中心多種顯示與瀏覽模式。(2)全網(wǎng)設備統(tǒng)一管理,由數(shù)字管理之間的平臺與接點光端機之間,構(gòu)成多種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(鏈網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、星型、分支、混合型)等組網(wǎng),覆蓋到最前端的范圍,設備監(jiān)控功能可覆蓋至外場設備最前端(外場攝像機或其他設備處),具有很強的聯(lián)網(wǎng)能力。(3)由于前端多種數(shù)據(jù)接入,可以支持多業(yè)務接入、傳輸功能。因此,可提供收費站內(nèi)和外場的多種接口和傳輸能力,包括太網(wǎng)、異步數(shù)據(jù)、音頻、對講、報警等。(4)具有技術(shù)優(yōu)勢的后臺軟件功能,適應的模塊化設計。(5)擴展性強,系統(tǒng)外場使用節(jié)點式光端機,光纖鏈路可以用單根光纖構(gòu)成,不同地點的多路視頻圖像和多種數(shù)字碼流可以接入并傳輸。五、有利于統(tǒng)一現(xiàn)場調(diào)度和管理,提升高速公路路網(wǎng)運行維護水平,提高路網(wǎng)運行水平數(shù)字視頻技術(shù)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了多級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,配置該系統(tǒng)的視頻監(jiān)控中心可對所轄