【愛峰光端機】高速公路視頻聯網監控系統的解決方案

·                                 【愛峰光端機】視頻監視系統在安防行業中有著舉足輕重的地位，在高速公路的建設中，視頻監視系統同樣作為安全監視的一個重要組成部分在收費系統，監控系統中發揮著其應有的作用。 本文意在通過對交通行業中應用的視頻監控系統（包括組成、功能等）進行總結、分析，結合目前CCTV領域技術發展狀況，與業內人士共同探討一個適合高速公路領域發展需求的視頻聯網監控方案。

    早期的視頻監控系統在高速公路的建設初期，各項目中機電系統的管理基本都獨立進行：監控、收費、通信（分）中心--收費站、通信站。

    視頻監控系統作為圖像監視的惟一手段分別服務于機電系統中的監控系統、收費系統，為相對獨立的兩套視頻監控系統。監控系統中的視頻監控系統主要是完成對特殊區域（如互通立交、特大橋、隧道等）的設備狀況、交通狀態等進行監視。收費系統中的視頻監控系統主要是完成對收費亭、收費車道，收費站的主要設施及業務流程等的監視。

　　--系統構成
    在系統的構成上，不論是監控系統、還是收費系統，基本上可劃分為前端攝像機、傳輸鏈路、監控室控制／顯示設備三大部分。

    前端攝像機可以劃分為監控系統用的道路沿線攝像機、隧道洞口的攝像機、隧道洞內攝像機和收費系統用的收費亭攝像機、收費車道攝像機、收費廣場攝像機。根據前端攝像機性能特點的不同可分為遙控式攝像機、固定式攝像機。遙控式攝像機包括道路沿線攝像機、隧道洞口攝像機、收費廣場攝像機，固定式攝像機包括隧道洞內攝像機、收費亭攝像機，收費車道攝像機。

    在傳輸鏈路的選擇上，主要是以點對點的方式進行傳輸，具體的傳輸介質根據傳輸距離的遠近依次選擇單模光纖、多模光纖或同軸電纜。在選用光纜后，還需選擇與之相匹配的光端機。

    監控室控制設備中的基本項包括視頻控制矩陣、監視器、時滯錄像機。另外，根據具體的使用需求，還可增加投影設備、視頻分配器，多畫面分割器等。

　　--系統功能
    剛開始實施機電系統時，視頻監視主要是以各條高速公路為單位相對獨立進行，此時的視頻監視系統的聯網僅是局限于監控中心--監控分中心、或是收費（分）中心--收費站之間的聯接，不論在哪一級的監控室內，都可將其所獲得的視頻信號進行實時／具體的顯示、對全部或部分輸入視頻信號的存儲，根據需要對某一區段的存儲信息進行回放／稽查／取證。

    除以上功能外，在最基層監控室還能實現對遙控攝像機的鏡頭控制、云臺轉動、雨刷、啟、“閉”等功能外。對于上一級機構的監控室則根據不同的功能需求有不同的設計方案：1、被動的監視模式：上一級機構的監控室只能被動地接收下級機構選擇或以輪循方式上傳的視頻圖像信息，對上傳圖像進行顯示、錄像等操作；2、主動的監視模式：上一級機構的監控室能夠自主選擇基層監控室的任何一路視頻信號，但無法實現對遙控攝像機的控制；3、遠程監控模式：上一級機構監控室能夠實現的功能與基層監控室所具有的功能基本一樣，不僅可任意選擇需要顯示的圖像，還可完成對遙控攝像機的控制。

    頻監控系統的功能需求分析
    隨著我國高速公路建設里程的不斷增長，各省市的高速公路網逐步形成，高速公路運營管理的線控模式也隨之向面控過渡，這就不僅要求機電系統中監控、收費業務的計算機網絡聯網，還要求視頻監視系統也能夠從原來的各路分管的模式朝聯網監控的方向發展。而且，從目前幾個省的聯網需求情況上看，大都要求實現遠程監控功能。另外，對道路監控圖像，收費監控圖像有進行集中管理的趨勢。

    視頻聯網監控系統的解決方案
    在視頻聯網監控系統設計中，需要考慮的重點問題主要是視頻圖像傳輸和視頻聯網控制兩個方面。下面先介紹一下在這兩方面可能的解決方案。

　　--視頻圖像傳輸方案
    視頻圖像傳輸方案即根據需上傳的視頻信號路數、傳輸距離等工程狀況選擇一個能夠保證圖像質量的傳輸方案。根據CCTV業內目前技術手段，視頻圖像傳輸方案可分為模擬方式、數字方式兩大類。

   1、模擬視頻傳輸：模擬視頻傳輸是最傳統的傳輸方案。對于視頻傳輸距離在三、四百米以內的情況，一般都采用同軸電纜作為傳輸介質直接傳輸，但視頻傳輸距離大于三，四百米時，模擬視頻傳輸將以光纖作為傳輸介質，它主要是利用光纖帶寬范圍大，光信號的強抗干擾特性等，其中又可分為點對點方式，多節點方式。

    點對點的模擬視頻傳輸方案通過模擬視頻光端機將模擬視頻信號轉換成光信號，通過光纖進行傳輸，然后再通過模擬視頻光端機將光信號還原為模擬視頻信號。由于這種傳輸方式可以在圖像傳輸距離滿足光端機的使用前提下可靠地保證圖像質量，工程造價較低，因此使它不僅在交通行業，而且在其他行業的CCTV系統中都得到廣泛的應用。但是，在要求傳輸較多路數的視頻信號時，需要足夠芯數的光纖支持，而且必須集中在某點上、下視頻信號。 多節點的模擬視頻傳輸是近年出現的新技術，它同樣利用光纖的連接帶寬資源，采用WDM或FDM技術在單芯光纖上傳輸32路、64路或更多路的視頻信號。該方案不僅大大地提高了光纖的利用率，而且在保證圖像質量的前提下延長的視頻圖像的傳輸距離。另外，部分此類產品還可以特別提供網絡管理功能，提高系統的可靠性。

    2、數字視頻傳輸：在電子技術不斷向數字化發展的同時，視頻傳輸技術也走上了數字化道路。根據對視頻信號的采樣方式可分為非壓縮方式、壓縮方式。

    非壓縮數字視頻傳輸方式也是以光纖的帶寬資源為保證，將模擬信號通過模數轉換設備變成數字視頻信號，由光纖進行傳輸，在目的地再經數模轉換還原成模擬視頻信號。在此過程中，豐富的帶寬資源允許一路或多路的視頻圖像不經壓縮就進行遠距離傳輸，圖像質量得到絕對的保證。

    壓縮數字視頻傳輸方案則是將模擬視頻信號按視頻壓縮標準（M-JPEG、H．261、H.263，MPEG1、MPEG2，MPEG4等）進行壓縮編碼后在以太網（LAN／WAN／INTERNET），光纖以及E1信道（G.703）上實現圖像傳輸，對帶寬的要求也從幾十K到幾兆不等。這種傳輸方案中圖像的質量必須有足夠的傳輸帶寬來做保障，帶寬過窄時，圖像將模糊不清，另外還會出現“馬塞克”現象。