視頻監控系統在高速公路中的應用

發布時間：2020-02-08所屬分類：計算機職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：隨著高清監控技術逐步應用到交通領域，高清視頻監控將是高速公路發展的必然趨勢。本文介紹了福詔高速公路視頻監控系統的組成、傳輸模式及在高速公路中的主要應用。 關鍵詞：高清;視頻監控;高速公路 福詔高速公路是海峽西岸經濟區高速公路網布局規劃三

　　摘要：隨著高清監控技術逐步應用到交通領域，高清視頻監控將是高速公路發展的必然趨勢。本文介紹了福詔高速公路視頻監控系統的組成、傳輸模式及在高速公路中的主要應用。

　　關鍵詞：高清;視頻監控;高速公路

　　福詔高速公路是海峽西岸經濟區高速公路網布局規劃“三縱八橫三環三十二聯”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，設有6個收費站，1個監控分中心。沿線共有9座隧道，2個樞紐互通全線共有監控點323個，其中收費監控142個，道路監控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勢。

　　1概述

　　隨著高速公路建設里程的不斷延伸，使得收費站、隧道的數量及里程不斷增加。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，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、實時地監測道路沿線、所站、隧道內外交通運行情況和事故現場，為搶險救災提供現場實時圖像[1]。

　　2視頻監控系統系統構成

　　視頻監控系統主要實現視頻圖像的采集、傳輸和顯示等功能，通過攝像機將視頻信號采集到監控系統中，由傳輸設備傳至監控分中心，并輸出至監視器、硬盤錄像機等設備[2-3]。用戶通過控制鍵盤、解碼器等控制系統完成相應的控制功能。如圖1所示：

　　圖中可以看到視頻監控系統主要有以下組成：前端設備：攝像機。

　　傳輸設備：視頻光端機、以太網光端機、三層以太網交換機、視頻編解碼器、視頻分配器等。

　　存儲控制設備：硬盤錄像機、控制鍵盤、監視器、多媒體管理工作站等。

　　3視頻監控系統的傳輸方式

　　傳輸方式：

　　1)點對點光端機傳輸：優點是實時性、穩定性好，缺點是占用光纖資源多，一路視頻需占用一芯光纖(應用：收費廣場圖像——收費站、外場高清圖像——視頻集中點);

　　2)節點光端機傳輸：以級聯的方式傳輸，能夠大大節省光纖資源，缺點是穩定性差，一個節點故障會影響其他節點。由于目前新建路段光纖資源充足，該方式已逐漸被淘汰(應用：外場模擬遙控攝像機——分中心);

　　3)通信系統傳輸：使用通信系統提供的傳輸通道，具備自愈保護功能，但因目前的MSTP設備容量較小，提供給視頻網的帶寬極其有限，已經無法滿足高清視頻傳輸的需求。若使用OTL設備傳輸，則不存在帶寬瓶頸問題(應用：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(應用：視頻集中點——分中心)。

　　根據傳輸信號的形式不同，可分為模擬視頻傳輸和數字視頻傳輸兩種。實際應用中，不管是模擬還是數字的傳輸系統，都是以上幾種方式的結合。模擬視頻傳輸是針對傳輸距離在三四百米內的情況，一般采用同軸電纜作為傳輸介質。數字視頻傳輸通過編碼器將視頻信號壓縮為數字信號，再通過IP網絡進行傳輸。在監控大廳可通過解碼器將數字信號還原為視頻信號。下面介紹下模擬視頻傳輸和數字視頻傳輸在高速公路中的應用：

　　(1)模擬視頻傳輸。模擬攝像機通過節點視頻光端機以級聯的方式傳至分中心，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。

　　模擬視頻監控系統的缺點：

　　①組網復雜，需要大量的中間設備，無法做到統一、方便和有效的管理;②多級連接過程有損視頻信號的質量。

　　(2)數字視頻傳輸。外場高清攝像機采用以太網光端機點對點傳至就近視頻集中點，經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交換機上傳至監控分中心，如圖3所示。

　　隧道內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，經硬盤錄像機集中壓縮存儲、編碼后，通過視頻三層以太網交換機上傳至監控分中心。

　　數字視頻監控系統系統的優點：①IP化的傳輸方式無須構建專門的傳輸網絡，組網靈活;②增加視頻數量時無須改變現有網絡結構，后續擴容方便。

　　4視頻監控系統在高速公路中的主要應用

　　高速公路視頻監控系統一般分為收費監控和道路監控兩部分[4-5]。

　　4.1收費監控

　　1)收費出入口廣場，正常有三套網絡高清攝像機，實現對收費廣場車輛排隊情況的監視及收費廣場突發事件和特殊事件進行觀察和記錄，實施有效的監督;

　　2)每個收費車道、收費票亭內各布置1套模擬攝像機或網絡高清攝像機，完成對收費過程中駕駛員、收費員的全面監視;

　　3)監控室、財務室、收費所營區、機房等重點區域安裝若干個攝像機，監視區域實施情況。

　　4.2道路監控

　　1)樞紐互通、匝道互通、服務區等高速互通立交附近布設高清攝像機進行監視，掌握高速公路交通狀況;

　　2)在1km以上隧道內以間隔150m左右洞距離全程布置攝像機，實現隧道內實時重點監控方便及時發現交通阻塞、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，監視區域內實時交通流情況，確保高速公路的安全通暢。

　　5總結

　　隨著高速公路建設里程的不斷延伸，對于高速公路視頻監控系統來說，監控畫面清晰度是最重要的。數字視頻監控系統可以實現全高清視頻圖像，能更清晰的實時觀看車輛、車牌及人流情況。而傳統的模擬監控系統模式已越來越不適應高速公路的發展需求，將慢慢趨于淘汰。同時隨著視頻技術飛速發展和管理體制的不斷完善，數字視頻監控系統的將慢慢推廣，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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