譚蘭蘭 馮釗

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)高速公路全程、收費(fèi)站車(chē)道、收費(fèi)亭、事件檢測(cè)點(diǎn)等進(jìn)行實(shí)時(shí)交通流量和交通運(yùn)行監(jiān)視，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應(yīng)急措施，確保高速公路高速、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。該文以福銀高速九江大橋項(xiàng)目監(jiān)控傳輸系統(tǒng)建設(shè)方案為例，扼要介紹系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

一、項(xiàng)目概述

福州至銀川高速公路九江長(zhǎng)江公路大橋北引道是福州至銀川公路的其中一段，本項(xiàng)目起于擬建九江長(zhǎng)江公路大橋北岸引橋終點(diǎn)，向北東依次經(jīng)過(guò)小池鎮(zhèn)汪垏村、彭家橋、橋下村、楊家墩、泥池村，終點(diǎn)接黃黃高速公路小池收費(fèi)站北側(cè)。在整個(gè)項(xiàng)目路段設(shè)置分路主線收費(fèi)站、分路匝道收費(fèi)站、小池服務(wù)區(qū)。監(jiān)控管理所建設(shè)在分路主線收費(fèi)站和分路匝道收費(fèi)站處，負(fù)責(zé)管理收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)和道路監(jiān)控系統(tǒng)的視頻接入管理。接入業(yè)務(wù)如下：車(chē)道監(jiān)控視頻和收費(fèi)亭內(nèi)監(jiān)控視頻共60路；財(cái)務(wù)室和監(jiān)控室各1路視頻；8路場(chǎng)區(qū)監(jiān)控視頻；3路收費(fèi)廣場(chǎng)監(jiān)控視頻；10路道路監(jiān)控視頻；8路車(chē)檢視頻。

二、設(shè)計(jì)原則

本設(shè)計(jì)本著系統(tǒng)先進(jìn)性、可靠性、靈活性的原則設(shè)計(jì)，綜合考慮系統(tǒng)的考慮可擴(kuò)展性，業(yè)務(wù)拓展功能、系統(tǒng)升級(jí)功能；摒棄了傳統(tǒng)的光端機(jī)的方案，采用全數(shù)字視頻管理平臺(tái)解決方案，系統(tǒng)靈活可擴(kuò)展能力強(qiáng)，并可大量節(jié)省系統(tǒng)光纖資源。

三、解決方案

概述。福銀高速九江大橋項(xiàng)目路段全長(zhǎng)8km，設(shè)置一處監(jiān)控管理所，位于主線收費(fèi)站和匝道收費(fèi)站處，相當(dāng)于兩站合建，管理整個(gè)路段收費(fèi)監(jiān)控視頻和道路監(jiān)控視頻。實(shí)現(xiàn)工作人員對(duì)路段及收費(fèi)車(chē)道情況的監(jiān)控瀏覽。路段監(jiān)控主要有：實(shí)現(xiàn)道路重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)控。收費(fèi)視頻監(jiān)控主要有：收費(fèi)亭內(nèi)監(jiān)控視頻、車(chē)道監(jiān)控視頻及收費(fèi)廣場(chǎng)監(jiān)控視頻。

針對(duì)本次福銀高速公路九江大橋監(jiān)控系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，本方案采用數(shù)字視頻管理平臺(tái)，可為監(jiān)控系統(tǒng)提供多種業(yè)務(wù)接口如：多路雙向視頻信號(hào)、10/100M以太網(wǎng) 、報(bào)警信號(hào)等的綜合接入、多級(jí)傳輸和統(tǒng)一管理；監(jiān)控圖像以數(shù)字非壓縮的方式在整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上傳輸，視頻信號(hào)可從任意節(jié)點(diǎn)輸入、輸出，所有圖像在整個(gè)傳輸過(guò)程中只進(jìn)行一次模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，保證各級(jí)監(jiān)控中心的圖像均為高質(zhì)量的數(shù)字非壓縮圖像；模塊化結(jié)構(gòu)，全硬件設(shè)計(jì)，可靠性高，線性擴(kuò)容，只要在系統(tǒng)總?cè)萘肯拗苾?nèi)，任意節(jié)點(diǎn)擴(kuò)容均極為方便，只需增加相應(yīng)業(yè)務(wù)板卡即可，費(fèi)用低廉，便于控制；創(chuàng)造性地將分布式數(shù)字視頻矩陣納入該平臺(tái)，為視頻監(jiān)控高端用戶提供了專(zhuān)業(yè)的綜合解決方案，在滿足并提高了專(zhuān)網(wǎng)傳輸能力和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，建設(shè)起一套相對(duì)獨(dú)立的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目具有前端點(diǎn)分散、多級(jí)傳輸、分布式管理、線路復(fù)雜、保密性要求高等特點(diǎn)，因此視頻傳輸?shù)姆绞街苯記Q定了整個(gè)高速監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和效果，而數(shù)字視頻管理平臺(tái)構(gòu)建的整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括了視頻信號(hào)的接入、傳輸、交換、控制和統(tǒng)一管理，是融合了數(shù)字非壓縮視頻編碼技術(shù)、光纖專(zhuān)網(wǎng)通信技術(shù)、數(shù)字矩陣技術(shù)、軟件技術(shù)的新型光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)，針對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)視頻傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)視頻一次模數(shù)轉(zhuǎn)換、全數(shù)字傳輸及交叉切換、前端無(wú)限擴(kuò)容等功能。

總體結(jié)構(gòu)。

整個(gè)項(xiàng)目路段設(shè)置一處監(jiān)控管理所，負(fù)責(zé)整個(gè)路段監(jiān)控視頻的管理。整個(gè)系統(tǒng)中包括收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)、道路監(jiān)控系統(tǒng)。收費(fèi)、道路監(jiān)控音視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)，采用視頻遠(yuǎn)端模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控分中心的全數(shù)字視頻管理平臺(tái)中，全數(shù)字視頻管理平臺(tái)可傳輸、控制、切換顯示收費(fèi)監(jiān)控、道路監(jiān)控的視頻圖像。

收費(fèi)站。收費(fèi)車(chē)道、亭內(nèi)圖像、監(jiān)聽(tīng)、報(bào)警和廣場(chǎng)出入口圖像等業(yè)務(wù)采用遠(yuǎn)端模塊，通過(guò)光纖傳輸至收費(fèi)站本地的全數(shù)字視頻管理平臺(tái)上，財(cái)務(wù)室和監(jiān)控室圖像以模擬形式接入到收費(fèi)站本地的全數(shù)字視頻管理平臺(tái)上，輸出音頻，視頻信號(hào)到IP SAN進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò)鍵盤(pán)切換1路音視頻同步信號(hào)到主監(jiān)，輸出報(bào)警信號(hào)到報(bào)警主機(jī)。通過(guò)光纖將收費(fèi)站視頻傳至相鄰的全數(shù)字視頻管理平臺(tái)上。

道路監(jiān)控。道路外場(chǎng)監(jiān)控視頻信號(hào)、控制數(shù)據(jù)信號(hào)等，采用遠(yuǎn)端模塊，通過(guò)光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式接入到監(jiān)控分中心的全數(shù)字視頻管理平臺(tái)。

監(jiān)控管理所。監(jiān)控管理所為收費(fèi)、監(jiān)控的合用中心，監(jiān)控管理所的全數(shù)字視頻管理平臺(tái)設(shè)備通過(guò)光纖接入各收費(fèi)站的音視頻/數(shù)據(jù)/報(bào)警、道路監(jiān)控視頻/數(shù)據(jù)信號(hào)。在監(jiān)控中心輸出接入的視頻流到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)錄像，切換部分接入視頻到監(jiān)視器監(jiān)視，切換音視頻同步信號(hào)到主監(jiān)視器。通過(guò)軟件或鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)全路段收費(fèi)、監(jiān)控、服務(wù)區(qū)視頻圖像任意切換調(diào)用。

系統(tǒng)詳細(xì)方案描述

監(jiān)控管理所。監(jiān)控管理所接入收費(fèi)和道路監(jiān)控視頻，以及接入本地模擬圖像（財(cái)務(wù)室、監(jiān)控室圖像）。

在監(jiān)控管理所配置全數(shù)字視頻管理平臺(tái)，具體板卡配置如下：配置光纖視頻接入板，用于接入分路主線收費(fèi)站和分路匝道收費(fèi)站監(jiān)控圖像；配置光纖視頻接入板，用于接入道路監(jiān)控視頻和收費(fèi)廣場(chǎng)監(jiān)控視頻；配置光纖視頻接入板，用于接入車(chē)檢視頻；配置模擬視頻輸入板，用于接入本地財(cái)務(wù)室、監(jiān)控室圖像及場(chǎng)區(qū)監(jiān)控圖像，同時(shí)輸出4路視頻到編碼器上傳至相鄰高速監(jiān)控分中心；配置視頻輸出板，用于輸出視頻到拼接屏、電視墻和監(jiān)視器；配置ADK擴(kuò)展板，用于輸出音頻信號(hào)；配置鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的切換控制；配置編碼版，用于將視頻壓縮編碼存儲(chǔ)和上傳。

四、 系統(tǒng)功能特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

全光纖數(shù)字矩陣將傳統(tǒng)的視頻傳輸、矩陣交換、多業(yè)務(wù)接入等功能有機(jī)結(jié)合，作為目前最先進(jìn)的視頻傳輸/交換模式，，極大的提升了系統(tǒng)的綜合能力。

與傳統(tǒng)的的視頻聯(lián)網(wǎng)解決方案（以模擬矩陣為核心）相比，全光纖數(shù)字矩陣具備優(yōu)勢(shì)如下：

在視頻接入方面，既支持視頻的以模擬電纜的方式接入，也支持以數(shù)字光信號(hào)方式直接接入。且系統(tǒng)兼容非壓縮數(shù)字視頻和壓縮數(shù)字視頻方式。本系統(tǒng)視頻傳輸，視頻采用非壓縮編碼方式，畫(huà)面質(zhì)量高。

在視頻聯(lián)網(wǎng)方面，以光纖數(shù)字矩陣方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，視頻信號(hào)都只需要進(jìn)行一次模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，即從任意節(jié)點(diǎn)接入，任意節(jié)點(diǎn)輸出，這樣一方面能明顯的保證圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量和效果，另一方面可在減少中間轉(zhuǎn)換設(shè)備如視頻分配器等，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，方便了后期維護(hù)。全光纖數(shù)字矩陣系統(tǒng)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，能適應(yīng)各種管理模式。支持環(huán)網(wǎng)、星型、光分支等結(jié)構(gòu)的全光纖網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇筛采w至最前端，任意延伸。

在主干傳輸方面，有別于傳統(tǒng)的模擬矩陣聯(lián)網(wǎng)必須借助于視頻光端機(jī)、編解碼器等視頻等大量傳輸設(shè)備，全光纖數(shù)字矩陣將將數(shù)字視頻交換和光纖傳輸有機(jī)結(jié)合，最大程度的保證了圖像質(zhì)量，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

全光纖數(shù)字矩陣系統(tǒng)采用了分布式矩陣設(shè)計(jì)，不同節(jié)點(diǎn)協(xié)同作業(yè)，任意節(jié)點(diǎn)均可進(jìn)行圖像和設(shè)備管理；并發(fā)數(shù)字總線，最高128條數(shù)字視頻總線全網(wǎng)共享，極大提高了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸能力。

全數(shù)字視頻管理平臺(tái)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，支持線性擴(kuò)容，同時(shí)支持多種如雙向異步數(shù)據(jù)、100M以太網(wǎng)、E1、電話、報(bào)警等業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)接入傳輸。光傳輸板自帶的100M以太網(wǎng)通道，還可以與通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互連，作為通信系統(tǒng)的備用通道。

（作者單位：湖北省交通運(yùn)輸廳黃黃高速公路管理處）