摘 要：新時(shí)期，高速公路對促進(jìn)我國的交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展起著巨大作用。然而，高速公路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決交通問題具有重要作用，大大減少了交通事故的發(fā)生，更好的保障了高速公路的運(yùn)輸暢通和人們生命財(cái)產(chǎn)安全。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要點(diǎn)技術(shù)很多，本文根據(jù)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，舉例簡述一下EPON 技術(shù)以及其在高速公路視頻監(jiān)控中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高速公路；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；要點(diǎn)技術(shù)0、引言

對比一般的公路，高速公路的優(yōu)點(diǎn)相對較多，比如說高速工作線形好、 設(shè)計(jì)要求高、交通運(yùn)輸量大、行車速度快等特點(diǎn)，然而，如果不利用科學(xué)先進(jìn)的管理措施進(jìn)行秩序監(jiān)督和維護(hù)， 那么在車流量大、天氣條件惡劣的情況下，非常容易突發(fā)意外交通事故導(dǎo)致交通阻塞。所以， 在一些車流量特別大的高速公路上建構(gòu)全程的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是十分有必要的。這些視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控高速公路的交通流量大小和交通運(yùn)行情況；還可以對特殊天氣狀況進(jìn)行氣象檢測；對特殊路段進(jìn)行適時(shí)增加監(jiān)視和控制；從而及時(shí)察覺出現(xiàn)的意外情況并盡早采取應(yīng)急措施，確保高速公路快速、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行管理。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是采用沿路的外場監(jiān)控設(shè)備及時(shí)、精確、全面地搜集并預(yù)報(bào)高速公路的各類具體情況，例如交通運(yùn)輸量大小、突發(fā)安全事故、具體路況以及擁擠狀況等，方便道路管理者通過視頻監(jiān)控中心的顯示設(shè)備及時(shí)直觀地了解和分析交通運(yùn)行狀況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)交通運(yùn)行狀況異常的時(shí)候，監(jiān)控中心的人員能及時(shí)確定事故損傷情況或事故所造成的受阻區(qū)域，如何盡早發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)和救援信息，通知交警進(jìn)行緊急救援。所以說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立在高速公路中對實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題十分有必要。高速公路視頻監(jiān)視系統(tǒng)中的要點(diǎn)技術(shù)很多，下面我們主要來探討其中的EPON 技術(shù)在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，逐漸被推廣使用，并且在很大程度上成為主流運(yùn)用技術(shù)。

1、高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建構(gòu)

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)中的重要構(gòu)成部分，在高速公路管理中起著舉足輕重的作用。在高速公路中部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以高速公路中車輛行駛情況，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)高速公路中車輛行進(jìn)過程中的違規(guī)現(xiàn)象以及突發(fā)事故，并在最短的時(shí)間內(nèi)迅速提出解決途徑，高速公路中視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，大大降低了高速公路上安全事故的發(fā)生率， 有效提高了人們的自覺性。維護(hù)高速公路的有序運(yùn)營。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī)，組合多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)媒介，把監(jiān)控的信息和資料通過攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)光纖、矩陣控制機(jī)器等裝備傳遞到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)桌面上，還可以把相關(guān)的控制指令通過電腦進(jìn)行傳輸，把各種信息管理系統(tǒng)結(jié)合在一起，更加有效的服務(wù)于運(yùn)營管理服務(wù)，可以大大提升管理的水平和效益。

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常有兩部分構(gòu)成，即道路監(jiān)控和道路收費(fèi)監(jiān)控。一是道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是監(jiān)控高速公路的特殊和重點(diǎn)路段，例如對干線、互通立交路段、隧道的監(jiān)控，及時(shí)了解高速公路交通運(yùn)輸情況，實(shí)時(shí)觀察和發(fā)現(xiàn)高速公路的車輛擁堵路段、監(jiān)視車輛違章行駛，及時(shí)引導(dǎo)車輛避免向堵塞路段行駛，有效維護(hù)高速公路的安全運(yùn)行和車輛暢通。二是收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)對車道收費(fèi)站、收費(fèi)廣場、收費(fèi)亭進(jìn)行收費(fèi)情況監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)觀察和準(zhǔn)確記錄通過收費(fèi)車道的車輛類型、收費(fèi)員的操作流程以及收費(fèi)過程中的突發(fā)意外和特殊情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)督和管理。

2、EPON 技術(shù)的慨況

2.1、EPON 技術(shù)，是通過光纖接入以太網(wǎng)的技術(shù)，運(yùn)用多點(diǎn)結(jié)構(gòu)共存的形式，多用戶在以太網(wǎng)上同時(shí)進(jìn)行工作，能更加有效地消除用戶端和局端所使用設(shè)備之間的電磁干擾，維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行和安全使用。使用EPON技術(shù)時(shí)不需要簽訂另外的協(xié)議，就能夠使終端用戶快速地接收到光信號，并且用戶的數(shù)據(jù)信息也在中心網(wǎng)絡(luò)中被收集起來。

2.2、EPON的組成部分

整個(gè)EPON的注意組成部分是無源光網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)，其中的無源光網(wǎng)絡(luò)的組成部分是OLT、ODN和ONU，然后按照以太網(wǎng)的協(xié)議規(guī)定，與以太網(wǎng)進(jìn)行接入，然后完成項(xiàng)目活動(dòng)。終端設(shè)施是OLT，它以交換器或者路由器的運(yùn)行方式，給不同的業(yè)務(wù)活動(dòng)提供平臺(tái)支撐，通常安置在中心機(jī)房。OLT屬于EPON技術(shù)的核心，擔(dān)負(fù)著為用戶傳輸信息、合理安排所需寬帶、 測量距離等任務(wù)，分為上行和下行兩部分。ODN屬于無源光網(wǎng)絡(luò)，分為兩部分，分別是光纖和無源光分路器，無源設(shè)備不需要連接電源，也不容易遭到外界的電磁的干擾，所以說，在設(shè)計(jì)工程中要充分考慮業(yè)務(wù)對象的特性、密度大小、具體地理環(huán)境等多種要素。ONU屬于接收單元，放置在用戶端，對用戶的業(yè)務(wù)項(xiàng)目需求進(jìn)行合理的調(diào)整，遵循以太網(wǎng)協(xié)議，及時(shí)接收終端設(shè)備所發(fā)送的信息和數(shù)據(jù)，并幫助用戶將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用戶需要的接收格式 。

2.3、EPON 技術(shù)的特點(diǎn)

EPON技術(shù)建立成本低，便于維護(hù)。建構(gòu)整個(gè)EPON技術(shù)時(shí)，通常采用的一對多的分散結(jié)構(gòu)，比起一對一的結(jié)構(gòu)形式節(jié)約了大量的光纖。在進(jìn)行傳遞的工程中，不需要使用電源，不用電子零件，大大降低了鋪設(shè)和管理的成本，合理分配寬帶，大大擴(kuò)大了覆蓋的范圍。在EPON中，上下行互相對稱，不同的業(yè)務(wù)平行。通過動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)計(jì)算方法，實(shí)時(shí)實(shí)地分配帶寬。采用一對多的結(jié)構(gòu)模式，只需要一個(gè)局端的光纖設(shè)施就可以去連接更多的終端業(yè)務(wù)，還可以讓寬帶速度提高到客戶滿意程度。無源裝備不需要使用電源裝置，其自身很少出現(xiàn)故障，阻止了外部環(huán)境的電磁干擾。比起有源設(shè)備，無源設(shè)備優(yōu)點(diǎn)更多，能避免雷擊損壞和停電影響， 即使在惡劣環(huán)境下無源設(shè)備的使用的可行性和安全性還是很強(qiáng)，能夠照常運(yùn)行。EPON在運(yùn)行時(shí)分上行和下行， 在上行的過程中OUN屬于接收單元，負(fù)責(zé)接收終端裝置發(fā)出的信號，它不接收其他單元發(fā)出的信號，在終端裝置上能進(jìn)行通信設(shè)置。

3、EPON在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用

3.1、EPON在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)

隨著高速公路發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，維護(hù)高速公路的運(yùn)營安全工作已經(jīng)迫在眉睫，所以在高速公路部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的，高速公路視頻監(jiān)測系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、引導(dǎo)解決問題。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由公路沿線全程監(jiān)控、隧道監(jiān)控、收費(fèi)站點(diǎn)監(jiān)控 、服務(wù)區(qū)和收費(fèi)區(qū)監(jiān)控等構(gòu)成，沿線鋪設(shè)的光纖作為系統(tǒng)傳遞媒介。在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，EPON作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳遞平臺(tái)，因?yàn)镋PON中的ONU與OLT之間距離為20千米，所以需要安裝多個(gè)OLT設(shè)備，通常安裝在高速公司的通信站點(diǎn)，OLT設(shè)備通過配置若干PON口完成沿線監(jiān)控系統(tǒng)的接入，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示 。

圖 1 EPON技術(shù)在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)

沿線監(jiān)控為了節(jié)約光纖資源，通常采用5比95的逐級分光形式。于此同時(shí)，高速公司沿線部署的監(jiān)控設(shè)備比較分散，例如在隧道中，一般情況下相鄰的兩個(gè)監(jiān)控點(diǎn)之間的距離是200米，所以通常一個(gè)ONU裝置需要連接一路的監(jiān)控點(diǎn)，ONU裝置通過以太網(wǎng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的編碼器互相聯(lián)系。同時(shí)，使用具有ONU功效的編碼器降低設(shè)備的單點(diǎn)故障率，有助于提升系統(tǒng)的可靠性。在通信站，OLT裝置采用以太網(wǎng)連接到高速公路的傳遞平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)與通信中心監(jiān)控平臺(tái)的信息傳遞。EPON技術(shù)可利用樹形線性網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)，通過各節(jié)點(diǎn)之間的無源散光，還能供應(yīng)高達(dá)1 Gbps的帶寬，非常適合高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3.2、EPON存在的問題以及解決措施

隨著高速公路對視頻監(jiān)控的要求越來越高，高速公路監(jiān)控傳遞系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量不斷增大、實(shí)時(shí)性不斷提高，導(dǎo)致其在與數(shù)字視頻技術(shù)相結(jié)合的過程中，會(huì)出現(xiàn)由于報(bào)文大小變化而引發(fā)的帶寬阻塞的現(xiàn)象，即峰值出現(xiàn)時(shí)，帶寬不夠的問題會(huì)影響到視頻以及存儲(chǔ)流的實(shí)時(shí)傳輸質(zhì)量。帶寬不夠的話不僅會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的某些性能，還會(huì)導(dǎo)致業(yè)務(wù)無法順利進(jìn)行，帶寬問題是EPON傳輸機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)中能否順利實(shí)現(xiàn)和業(yè)務(wù)傳輸是否暢通的重要保障。

同時(shí)，EPON通過單芯傳遞的形式，節(jié)點(diǎn)故障可能會(huì)引發(fā)EPON 雙向鏈接問題?？梢圆捎媒M播技術(shù)解決帶寬問題。具體解決辦法是在OLT及ONU端設(shè)置組播轉(zhuǎn)發(fā)或透傳功效。在同源齊發(fā)的情況下降低流復(fù)制引起的帶寬壓力?？赏ㄟ^管道內(nèi)雙線備份的方法解決EPON 單芯傳輸故障。結(jié)合以上EPON所具備傳輸原理、實(shí)時(shí)性、靈活應(yīng)變性、數(shù)據(jù)安全性、經(jīng)濟(jì)性等特性，證明在高速公路視頻監(jiān)控傳遞設(shè)備中運(yùn)用EPON傳輸是行之有效的方式。

4、結(jié)束語

總而言之，EPON？技術(shù)廣泛的使用到高速公路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，對于提高高速公路的安全運(yùn)行能力和維護(hù)高速公路的性能起著重要作用。？就現(xiàn)在來看，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，所以對于高速公路的使用和應(yīng)用也越來越普遍，并且對于高速公路的視頻監(jiān)控的的質(zhì)量也要求的越來越高了。我們要利用這方面的技術(shù)以及各種措施，更加重視對？EPON？技術(shù)的研究和完善，并應(yīng)用到高速公路視頻監(jiān)控中去。

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作者簡介：王東平（1976.07---），男（漢族），河南商丘人，交通工程工程師，大專學(xué)歷，從事高速公路機(jī)電工程施工管理工作。