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摘 要： 摘要：隨著高清監(jiān)控技術(shù)逐步應(yīng)用到交通領(lǐng)域，高清視頻監(jiān)控將是高速公路發(fā)展的必然趨勢。本文介紹了福詔高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成、傳輸模式及在高速公路中的主要應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：高清;視頻監(jiān)控;高速公路 福詔高速公路是海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)布局規(guī)劃三
摘要：隨著高清監(jiān)控技術(shù)逐步應(yīng)用到交通領(lǐng)域，高清視頻監(jiān)控將是高速公路發(fā)展的必然趨勢。本文介紹了福詔高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成、傳輸模式及在高速公路中的主要應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：高清;視頻監(jiān)控;高速公路
福詔高速公路是海峽西岸經(jīng)濟區(qū)高速公路網(wǎng)布局規(guī)劃“三縱八橫三環(huán)三十二聯(lián)”中的福州到廣東高速公路的重要組成部分，是珠江三角洲入閩的重要通道。路段全長107km，設(shè)有6個收費站，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323個，其中收費監(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概述
隨著高速公路建設(shè)里程的不斷延伸，使得收費站、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行，讓管理人員能夠，可以直觀地、實時地監(jiān)測道路沿線、所站、隧道內(nèi)外交通運行情況和事故現(xiàn)場，為搶險救災(zāi)提供現(xiàn)場實時圖像[1]。
2視頻監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成
視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)視頻圖像的采集、傳輸和顯示等功能，通過攝像機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、硬盤錄像機等設(shè)備[2-3]。用戶通過控制鍵盤、解碼器等控制系統(tǒng)完成相應(yīng)的控制功能。如圖1所示：
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。
傳輸設(shè)備：視頻光端機、以太網(wǎng)光端機、三層以太網(wǎng)交換機、視頻編解碼器、視頻分配器等。
存儲控制設(shè)備：硬盤錄像機、控制鍵盤、監(jiān)視器、多媒體管理工作站等。
3視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式
傳輸方式：
1)點對點光端機傳輸：優(yōu)點是實時性、穩(wěn)定性好，缺點是占用光纖資源多，一路視頻需占用一芯光纖(應(yīng)用：收費廣場圖像——收費站、外場高清圖像——視頻集中點);
2)節(jié)點光端機傳輸：以級聯(lián)的方式傳輸，能夠大大節(jié)省光纖資源，缺點是穩(wěn)定性差，一個節(jié)點故障會影響其他節(jié)點。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——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：收費站———分中心、分中心——省中心);
4)交換機光模塊傳輸：使用帶光口的三層交換機傳輸，光模塊速率可達千兆以上，傳輸速率高(應(yīng)用：視頻集中點——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。模擬攝像機通過節(jié)點視頻光端機以級聯(lián)的方式傳至分中心，進入視頻分配器。從分配器輸出的視頻信號分為三路：一路進DVR進行存儲;一路上電視墻固定顯示;一路進入分中心矩陣進行輪詢，如圖2所示。
模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的缺點：
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。外場高清攝像機采用以太網(wǎng)光端機點對點傳至就近視頻集中點，經(jīng)硬盤錄像機集中壓縮存儲、編碼后，通過集中點視頻三層以太網(wǎng)交換機上傳至監(jiān)控分中心，如圖3所示。
隧道內(nèi)固定攝像機視頻信號三路匯集一處，通過視頻光端機點對點傳至隧道橫洞變，經(jīng)硬盤錄像機集中壓縮存儲、編碼后，通過視頻三層以太網(wǎng)交換機上傳至監(jiān)控分中心。
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)點：①IP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)擴容方便。
4視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的主要應(yīng)用
高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費監(jiān)控和道路監(jiān)控兩部分[4-5]。
4.1收費監(jiān)控
1)收費出入口廣場，正常有三套網(wǎng)絡(luò)高清攝像機，實現(xiàn)對收費廣場車輛排隊情況的監(jiān)視及收費廣場突發(fā)事件和特殊事件進行觀察和記錄，實施有效的監(jiān)督;
2)每個收費車道、收費票亭內(nèi)各布置1套模擬攝像機或網(wǎng)絡(luò)高清攝像機，完成對收費過程中駕駛員、收費員的全面監(jiān)視;
3)監(jiān)控室、財務(wù)室、收費所營區(qū)、機房等重點區(qū)域安裝若干個攝像機，監(jiān)視區(qū)域?qū)嵤┣闆r。
4.2道路監(jiān)控
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)高清攝像機進行監(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，實現(xiàn)隧道內(nèi)實時重點監(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，監(jiān)視區(qū)域內(nèi)實時交通流情況，確保高速公路的安全通暢。
5總結(jié)
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)可以實現(xiàn)全高清視頻圖像，能更清晰的實時觀看車輛、車牌及人流情況。而傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)模式已越來越不適應(yīng)高速公路的發(fā)展需求，將慢慢趨于淘汰。同時隨著視頻技術(shù)飛速發(fā)展和管理體制的不斷完善，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的將慢慢推廣，為高速公路管理者提供高效的管理手段，為高速公路安全暢通提供有力的保證。
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