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高速公路监控解决方案

    一、高速公路监控系统的分类

    高速公路监控系统结构一般可分为三级,从下往上包括:

    一)、收费站管理所:高速公路路段包括若干个收费站,把收费亭以及相关道路摄像机上传至收费站管理所监控;

    二)、高速公路路段监控分中心:负责高速公路该路段的收费及道路监控,把各收费站管理所选择部分图像上传至监控分中心;

    三)、省监控中心、省高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一管理,各高速公路监控分中心将视频信号选择上传到省监控中心,由省监控中心统一监控。

    从功能来分,高速公路监控系统一般分为收费监控系统和公路交通状况监控系统两部分。收费监控主要是根据收费车道通过的车辆类型对收费员的收费过程中进行有效的监督和记录。公路交通状况监控主要是监视互通立交、隧道等重点路段,及时掌握交通状况;另外监视高速公路主干线违章车辆,并记录图像依据留待交管部门处理。监控系统以科技减低交通管理部门工作强度,保证高速公路的安全通畅。

    二、高速公路监控系统的具体实施方案

    本方案从视频传输和视频监控两部分来阐述目前高速公路的监控系统。在光纤资源充足的情况下,首选使用'点对点'非压缩视频光端机传输,具有图像质量高、实时性好、成本较低等优点。对于光纤资源紧张的部分,可以考虑高速公路一般已经建立SDH网络,把图像信号压缩后通过网络平台传输。

前端摄像机与收费站管理所,以及收费站管理所至高速公路监控分中心采用光端机传输图像方式。原因是沿路的光纤资源充足,并且对干道交通状况视频要求图像质量高和实时性好,尤其是违章车辆的图像抓拍更是如此,如果压缩图像通过网络传输很难达到要求。收费亭摄像机与收费站管理所距离比较近,可以使用同轴电缆或者infinova的多模光端机N3630、N3644、N3658等传输。N3630一路视频+一路反向数据,用于对广场快球图像传输与控制;N3644与N3658可以用于对车道和收费亭视频、声音同步监控。对远距离的立交、高速干道图像使用N3830单模光端机,最大传输距离达120Km。

    各收费站管理所图像上传至高速公路监控分中心可以使用'点对点'的N3844/N3848光端机或者N3749数字节点光端机,把收费站管理所的矩阵输出选择几路图像上传至高速公路监控分中心。通过监控分中心矩阵联网控制能监控高速公路各收费站及沿路的所有图像。

    省监控中心一般设在城市里,并且与各高速公路距离都比较远,图像以及所有的数据传输只能利用有限的光纤。考虑传输视频数量比较多,可以充分利用高速公路本身SDH网络的优势,把图像压缩通过网络传输成为不错的选择。

    视频监视系统实现省监控中心与下级的各高速公路监控分中心、收费站管理所多级联网控制。联网控制方式分硬件联网和软件联网方式,软件联网是通过各管理监控中心计算机联网,由计算机软件操作管理矩阵主机来达到联网控制要求,这种方式比较容易兼容各厂家的矩阵,不过受软件和计算机的影响,稳定性比较差,控制不灵活,并且成本比硬件联网高。

    目前主流联网方式使用级联矩阵主机,各管理所与监控中心的矩阵主机直接互联互控。如今大部分CCTV厂家都推出了级联矩阵主机系统,根据不同的联网方式可分两个系列:一是串口接口级联方式(包括RS232、RS485),二是以太网接口联网方式。前者的联网方式系统能满足比较小的二级联网系统,扩容不方便。当联网矩阵系统比较多时,使用串口(RS232/RS485)联网就显得有些力不从心了。首先串口联网布线繁琐,必须把联网的矩阵主机都独立布设通信线;其次由于使用串口联网,通信口波特率比较低,当系统需要控制图像多,响应报警信号也多时,串口联网方式就不能满足要求,或者根本就不能上传报警信号。以太网联网方式矩阵主机可以利用已存在的网络资源,同时未来系统扩容也非常方便,只要提供以太网接入口就能实现联网控制。

    收费站管理所图像数量比较少,使用Infinova的中小型联网矩阵系统AD2015系列,AD2015矩阵系统内置10M/100M以太网联网接口,提供最大80路视频输入,16路视频输出。高速公路监控分中心与省监控中心使用AD2040矩阵系统,AD2040矩阵主机独立外置CPU设计,单系统容量最大可扩容到1024路输入,128路输出。支持255个联网节点,联网容量支持8096路输出,1024路输出。支持双CPU热切换,创新的内置以太网接口联网,完全实现报警信号与控制信号多级矩阵联网。每一台矩阵通过IP地址区分,在高速公路监控分中心和省监控中心的操作键盘上选择对应的SITE号码,就能调用和控制下属的所有图像。以太网联网通信方式是当今最流行和最普及的通信方式,通过以太网联网矩阵主机来实现全省高速公路监控联网,能充分利用已有的资源,降低联网成本,系统稳定性也比软件联网有很大提高。以太网的普及也为该系统将来的扩容提供了基础,新增的高速公路监控系统通过SDH网与省监控中心联网。

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