道路交通視頻監控技術(shù)探討

　　高速公路數字視頻聯(lián)網(wǎng)監控系統，智能公路不是夢(mèng)想

　　進(jìn)入21世紀，信息技術(shù)的廣泛應用，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，在這場(chǎng)數字化產(chǎn)業(yè)革命浪潮中，我國的交通行業(yè)也正經(jīng)歷著(zhù)脫胎換骨的變化，以高速公路為代表的道路交通信息化正悄然改變著(zhù)我們的出行環(huán)境，人們設想中的智能公路已經(jīng)不是夢(mèng)想。
　　自1984年我國開(kāi)始建設第一條高速公路----滬嘉高速公路開(kāi)始(長(cháng)15.9公里)，到現在已二十多年時(shí)間，截止2008年底，高速公路通車(chē)總里程達到6.03萬(wàn)公里，路網(wǎng)已基本形成，總長(cháng)度居全世界第二。高速公路監控系統也從無(wú)到有、從小到大、從模仿國外到完全自行設計并制定適合我國的相關(guān)標準，取得了相當大的成績(jì)。尤其是近幾年來(lái)，伴隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對高速公路信息化的需要也呈現出高度智能化、高度信息化、高度多樣化等特點(diǎn)，設計數量更是驚人，涌現出很多有特色、富有創(chuàng )新性的項目。

 
　

　　高速公路監控內容主要包括高速公路、收費站兩個(gè)部分，縱觀(guān)整個(gè)行業(yè)，經(jīng)常會(huì )面對以下一些問(wèn)題：
1.    為什么要組建聯(lián)網(wǎng)監控系統？
    中國的高速公路起步較晚，但是發(fā)展比較快。但是由于每個(gè)省的經(jīng)濟差距和前期的建設基礎不同，各個(gè)省的高速公路發(fā)展也不盡相同。但視頻圖像，交通流數據的實(shí)時(shí)更新和共享卻是得到各地交管部門(mén)的普遍認同，尤其是在已經(jīng)建成數字化的地區，更需要一個(gè)統一聯(lián)網(wǎng)的監控系統來(lái)保證全省的數據實(shí)現共享和更新。
    各個(gè)監控點(diǎn)，監控分中心把監控到的數據實(shí)時(shí)上傳到省中心，省中心對采集的數據進(jìn)行統計分析處理，以相應的圖表顯示出來(lái)，并且省中心可以實(shí)現對分中心監控系統，可變情報板，可變限速標志等交通誘導設備進(jìn)行控制，讓行路者了解到最新的路況信息，管理者也可以實(shí)時(shí)的監控路面情況，達到使用與監控的統一。
2.    高速公路一般地處偏遠，如何組建安全可靠的監控系統？
    高速公路是城市之間的紐帶，其天生具有大空間跨度，環(huán)境惡劣，維護成本比較高等特點(diǎn)，最典型的就是美國州際高速公路?；谝陨咸攸c(diǎn)，高速公路的視頻監控設備必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)，即技術(shù)成熟，工作穩定、安全可靠、成本經(jīng)濟和高度信息化。
數碼視訊結合市場(chǎng)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)論證建議采用編解碼加光纖傳輸的方式。在高速公路的延長(cháng)線(xiàn)上鋪設光纖，可以傳輸視頻和反向控制信號。光纖的傳輸距離遠，信號衰減少，價(jià)格又經(jīng)濟，適合遠距離的傳輸，一旦鋪設完成，可以常年的使用，并且有效的減少后期的維護成本，并且在和其他系統的互聯(lián)互通以及聯(lián)網(wǎng)監控系統的建成都有非常大的促進(jìn)作用。
3.    如何實(shí)現新老系統，不同設備的兼容問(wèn)題？
    目前高速公路的發(fā)展過(guò)程中，主要存在以光端機矩陣為主模擬監控系統和全數字監控系統。并且每個(gè)區域的系統和其他配套設施都不盡相同，如何實(shí)現系統的后期擴容和上級系統的聯(lián)網(wǎng)，是我們目前面臨的現實(shí)問(wèn)題。數碼視訊針對這些問(wèn)題專(zhuān)門(mén)推出了先進(jìn)的系統解決方案，可以方便的實(shí)現舊路段的改造升級擴容工作，對不同時(shí)期的產(chǎn)品實(shí)現了統一兼容，并且和其他廠(chǎng)家的設備可以實(shí)現互編互解互控。在設計上采用模塊化設計的理念，引入了設備虛擬層概念，可以平滑兼容多廠(chǎng)家不同類(lèi)型的產(chǎn)品，最大程度的保護了用戶(hù)的投資，解決了系統兼容問(wèn)題。
    隨著(zhù)各個(gè)省新路段監控項目的建成和舊路段改造的逐步完成，一個(gè)全面可靠并且實(shí)用的聯(lián)網(wǎng)監控系統成為一個(gè)必然的選擇。作為國內最大的視頻傳輸領(lǐng)域設備供應商和系統方案提供商，數碼視訊對數字聯(lián)網(wǎng)監控有著(zhù)深刻的理解，在重慶市聯(lián)網(wǎng)監控系統建設中發(fā)揮了舉足輕重的作用，幫助合作伙伴來(lái)實(shí)現全區域的視頻聯(lián)網(wǎng)監控。 
    高速公路聯(lián)網(wǎng)監控系統是把路段實(shí)時(shí)視頻圖像、交通流量數據、路段封閉情況、交通事故情況、氣象數據、隧道內環(huán)境數據、各外場(chǎng)設備工作狀態(tài)、各種告警異常以及施工情況等即時(shí)信息進(jìn)行編輯匯總，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)上傳到路段監控中心、監控分中心和省級監控中心，省中心對采集的各種數據進(jìn)行統計分析處理，以表格和曲線(xiàn)顯示，對各外場(chǎng)設備的工作狀態(tài)以圖標顯示，并通過(guò)發(fā)布控制指令給相應分中心監控系統，對可變情報板，可變限速標志等交通誘導設備進(jìn)行控制，以此方便行路者了解最新路況，使管理者能夠監控實(shí)時(shí)路況信息，達到使用與監控的統一。
一、全業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)監控系統解決方案。 
    數碼視訊作為數字聯(lián)網(wǎng)監控系統的先行者，依托強大的技術(shù)研發(fā)實(shí)力，針對交通行業(yè)特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出第二代數字視頻聯(lián)網(wǎng)監控系統——全業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)監控系統解決方案，集成了數據收集、事件分析、系統判斷、視頻同步切換和存儲的聯(lián)動(dòng)方案，具備了統一管理的規劃思想，實(shí)現了集中監控、分布式控制的設計理念。

　

　　該系統集數字視頻傳輸、視頻管理、視頻存儲以及外網(wǎng)發(fā)布等功能為一體。 EV701中心設備有4個(gè)業(yè)務(wù)槽，可任意插拔編解碼卡，最多支持8路視音頻數據。采用H.264編碼標準的EV702外場(chǎng)綜合接入設備，將原來(lái)外場(chǎng)分散的攝像頭、快球、云臺、可變情報板、報警感應器等設備融為一體，同時(shí)也支持MPEG編碼標準的視音頻接入?？梢酝瑫r(shí)編碼2路以上的視音頻信號，支持雙流傳輸，D1數據用于實(shí)時(shí)觀(guān)看，CIF數據用于存儲和Web網(wǎng)業(yè)務(wù)（包括對外發(fā)布實(shí)時(shí)圖像和管理人員異地監控）。具備IP開(kāi)關(guān)斷功能，減輕了通信網(wǎng)絡(luò )的壓力。 路級中心、區域中心、省級中心分布式多級監控，由省中心統一設定權限，進(jìn)行集中管理。
二、組播聯(lián)網(wǎng)監控系統解決方案
    數碼視訊依托強大的技術(shù)研發(fā)能力，以及在視頻領(lǐng)域多年的經(jīng)驗積累，為廣大客戶(hù)專(zhuān)門(mén)設計開(kāi)發(fā)了高速公路數字視頻聯(lián)網(wǎng)監控系統，滿(mǎn)足高速公路監控系統整體性和一體化的需求，是高速機電監控系統的一場(chǎng)革命。數字視頻監控系統克服了傳統視頻監控系統布線(xiàn)工程量大、浪費光纖資源、視頻信號容易產(chǎn)生衰耗、畸變、群延時(shí)、易受干擾、無(wú)法聯(lián)網(wǎng)、局限性大等不足的缺點(diǎn)。該系統解決方案在重慶市的聯(lián)網(wǎng)監控系統建設中得到了大規模的應用，并且取得了良好的效果。

　

　　　組播聯(lián)網(wǎng)監控系統解決方案

　　一體化系統解決方案，將所有設備、功能和關(guān)系結合為一體。實(shí)時(shí)壓縮、解壓縮、傳輸、同步等實(shí)時(shí)視頻數據處理。通過(guò)計算機局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)連接，將采集到的現場(chǎng)圖像發(fā)送到各級中心，各級中心可以依照權限調用任意一路監控圖像，在圖像調用過(guò)程中各中心相互獨立，互不干擾，允許多個(gè)中心同時(shí)調用同一路圖像，同時(shí)依照權限判定對圖像進(jìn)行操作。   
上級中心可以直接控制、觀(guān)看前端監控節點(diǎn)，無(wú)需通過(guò)下級中心轉發(fā)，實(shí)現真正的監控中心功能。系統通過(guò)虛擬矩陣軟件直接面向傳輸數據進(jìn)行切換，任何圖像以任何方式調用均只經(jīng)過(guò)一次編碼和解碼，不存在再編再解的情況，保證視頻細節無(wú)損傳輸。對系統中的所有圖像進(jìn)行集中控制，集中管理，各級監控中心具有統一的技術(shù)方案。采用數碼視訊專(zhuān)門(mén)設計和開(kāi)發(fā)的虛擬矩陣軟件，完全取代了傳統的硬件矩陣，大大節省了投資，相對傳統方式，整體預算最大節省40%。利用組播技術(shù)，編碼器向各級監控中心同時(shí)發(fā)送視頻流，極大節省帶寬。利用IP開(kāi)關(guān)斷功能，使鏈路中只傳輸正在被監控的視頻流，合理利用現有帶寬。

數碼視訊高速公路監控系統的優(yōu)勢
1.開(kāi)放式設計，極易實(shí)現互編互解互控
    數碼視訊一直致力于交通行業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新。擁有眾多的設備方案來(lái)滿(mǎn)足不同客戶(hù)的個(gè)性化需求，作為一家研發(fā)型主導的企業(yè)，數碼視訊從創(chuàng )立之初對所有設備和產(chǎn)品都堅持標準化設計，開(kāi)放式結構。方便用戶(hù)新舊系統的不同需求，并且方便用戶(hù)根據實(shí)際需求來(lái)采用不同的方案，易于與第三方廠(chǎng)商的設備集成和網(wǎng)管軟件集成，并且在重慶市的互編互解中得到了大規模的實(shí)際應用。
2.分布式控制，集中化管理。
     采用H.264編碼標準的EV702外場(chǎng)綜合接入設備，將原來(lái)外場(chǎng)分散的攝像頭、快球、云臺、可變情報板、報警感應器等設備融為一體，同時(shí)也支持MPEG編碼標準的視音頻接入。EV702配備光纖通信板卡，不需要光端機，可以直接連接光纖，進(jìn)行遠距離。通過(guò)EV702連接成環(huán)，并且具有自愈功能?？蛇M(jìn)行集中式（路級監控中心）、分布式（各級監控中心）存儲。路級中心、區域中心、省級中心分布式多級監控，由省中心統一設定權限，進(jìn)行集中管理。
3.充分利用現有資源，保護用戶(hù)的投資。
    數碼視訊專(zhuān)門(mén)設計和開(kāi)發(fā)的虛擬矩陣軟件，完全取代了傳統的硬件矩陣，大大節省了投資，相對傳統方式，整體預算最大節省40%。利用組播技術(shù)，編碼器向各級監控中心同時(shí)發(fā)送視頻流，極大節省帶寬。利用IP開(kāi)關(guān)斷功能，使鏈路中只傳輸正在被監控的視頻流，合理利用現有帶寬。同時(shí)，數碼視訊的1U4/8路標準數字視頻IP編解碼器，只是用1U的機箱就可以實(shí)現了4路或者8路模擬視頻的數字視頻編解碼。該設備結構緊湊，集成度高，可以節省大量的空間和預算。
據悉，交通部規劃到2020年，中國高速公路總里程數將達到7萬(wàn)公里，未來(lái)對高速公路的依賴(lài)程度將越來(lái)越大，高速公路的監控市場(chǎng)還將會(huì )經(jīng)歷很長(cháng)的一段探索之路，相信不久的將來(lái)，以高速公路信息化為代表的智能道路交通將不再是夢(mèng)想。