【安防知識(shí)網(wǎng)】網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控在高速公路管理中發(fā)揮著不可替代的作用，本文詳細(xì)闡述針對(duì)目前高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中的需求而推出了高速公路網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，希望給讀者以啟示。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)工程中的一部分，在高速公路管理中發(fā)揮著不可替代的作用，在車流量大、車速快的高速公路上部署監(jiān)控系統(tǒng)成了高速公路現(xiàn)代管理的一個(gè)重要手段?！笆ひ晃濉逼陂g，國(guó)家印發(fā)了《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》，交通部根據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略確定了交通信息化發(fā)展方向，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)信息化建設(shè)提出了更高的要求，在原有高速公路視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)上，采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的視頻傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)傳輸，并設(shè)立省級(jí)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，對(duì)省內(nèi)所有的高速公路進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和調(diào)度，并與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、綜合應(yīng)急指揮調(diào)度平臺(tái)、呼叫中心等數(shù)據(jù)系統(tǒng)整合，當(dāng)發(fā)現(xiàn)各種異常情況能與其它信息系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，快速有效地采取應(yīng)急救援預(yù)案，提升運(yùn)營(yíng)管理整體水平。

　　需求分析

　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)一般的高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)分別由省級(jí)監(jiān)控中心、路段監(jiān)控中心、路段監(jiān)控分中心、收費(fèi)站級(jí)監(jiān)控中心組成，它們的功能及職責(zé)主要如下。

　　收費(fèi)站：高速公路路段分有多個(gè)收費(fèi)站，各收費(fèi)站需要對(duì)本站點(diǎn)內(nèi)的視頻信息進(jìn)行監(jiān)控、錄像、管理等功能。

　　路段監(jiān)控分中心：路段監(jiān)控中心負(fù)責(zé)該路段的收費(fèi)及道路監(jiān)控視頻信息的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，同時(shí)按需求將視頻信息上傳至路段監(jiān)控中心，路段監(jiān)控分中心以視頻信息監(jiān)控、存儲(chǔ)、分析和轉(zhuǎn)發(fā)為主。

　　路段監(jiān)控中心：負(fù)責(zé)整條高速公路的監(jiān)控管理，路段監(jiān)控中心對(duì)路段監(jiān)控分中心上傳的視頻信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，同時(shí)按需求將視頻信號(hào)上傳至省監(jiān)控中心，路段監(jiān)控中心以視頻信息的監(jiān)控、分析、聯(lián)動(dòng)調(diào)試、事件處理為主。

　　省高速公路管理中心：路段監(jiān)控中心將本路段的視頻信號(hào)選擇性地上傳到省高速公路管理中心，省監(jiān)控中心的職責(zé)為全網(wǎng)的安全管理、調(diào)度、監(jiān)督與協(xié)調(diào)。

　　每條高速公路是由多個(gè)路段組成的，而且是分期建設(shè)、分期通車的，每個(gè)路段又多是由不同的投資商投資和管理的，所以在各路段監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)中，所選的設(shè)備品牌都不盡相同，而且部分項(xiàng)目在建設(shè)初期也沒(méi)有充分考慮到今后全省的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題，由此造成了整條高速公路各個(gè)路段的監(jiān)控設(shè)備由眾多不同廠家的設(shè)備組成。

　　隨著高速公路管理部門對(duì)視頻監(jiān)控需求的增加和高速公路相關(guān)子系統(tǒng)的不斷完善，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化是必然的發(fā)展趨勢(shì)，在利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備與技術(shù)，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化的高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，既要考慮如何有效保護(hù)已有投資，并與已有設(shè)備兼容，同時(shí)還需滿足對(duì)大量設(shè)備的提供有效、便捷的管理手段。

[nextpage]　　解決方案

　　針對(duì)目前高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)用需求，面向市場(chǎng)推出了高速公路網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案(見(jiàn)圖1)，按不同中心的監(jiān)控職能來(lái)設(shè)計(jì)各級(jí)中心的架構(gòu)與功能，使方案配置更合理，也符合使用單位業(yè)務(wù)需求。

　　前端系統(tǒng)

　　高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端系統(tǒng)按監(jiān)控區(qū)域不同一般分為收費(fèi)監(jiān)控和道路監(jiān)控兩部分。

　　收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)收費(fèi)站的車道、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)亭的收費(fèi)情況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)收費(fèi)車道通過(guò)的車輛類型、收費(fèi)員的操作過(guò)程進(jìn)行錄，實(shí)行有效的監(jiān)督。收費(fèi)站的收費(fèi)車道監(jiān)控采用具備強(qiáng)光抑制功能的固定攝像機(jī)用于拍攝過(guò)往車輛的車牌，收費(fèi)亭內(nèi)及收費(fèi)廣場(chǎng)根據(jù)監(jiān)控范圍選擇固定槍式、半球式攝像機(jī)或一體化球機(jī)。因收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)位置相對(duì)較為集中，可配置NDVR實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻的瀏覽、存儲(chǔ)、管理工作，NDVR支持16路模擬視頻及16網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)模擬視頻和網(wǎng)絡(luò)視頻同時(shí)接入、瀏覽、錄像、回放、管理等功能，擁有DVR和NVR的所有功能，既保留了傳統(tǒng)DVR本地存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，又支持新一代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，無(wú)論對(duì)模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)還是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)都提供了良好的兼容和擴(kuò)展的解決方式。

　　道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點(diǎn)路段進(jìn)行監(jiān)視，使管理人員能了解高速公路交通狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，保證高速公路的安全通暢。由于高速公路視頻監(jiān)控的環(huán)境及應(yīng)用的特殊性，要求前端攝像機(jī)具有低照度、高清等特性的固定攝像機(jī)、一體化球型攝像機(jī)。道路監(jiān)控的前端監(jiān)控點(diǎn)沿著高速公路布置，位置分散、距離遠(yuǎn)，現(xiàn)在多數(shù)項(xiàng)目采用的監(jiān)控方式多為模擬攝像機(jī)加視頻光端機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸形式，即每路模擬視頻信號(hào)和控制信號(hào)由視頻光端機(jī)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸至監(jiān)控中心。筆者認(rèn)為將模擬圖像進(jìn)行數(shù)字化壓縮，更便于傳輸與管理，采用視頻服務(wù)器將模擬視頻信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)IP信號(hào)，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至路段監(jiān)控分中心NDVR或就近接入收費(fèi)站內(nèi)NDVR，對(duì)于新增的監(jiān)控點(diǎn)，也可考慮采用光纖網(wǎng)絡(luò)攝紅外像機(jī)或光纖網(wǎng)絡(luò)智能球機(jī)，直接接入光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心。數(shù)字化傳輸方式與傳統(tǒng)的模擬傳輸方式相比，其光纖線路利用率可提高數(shù)十倍，NDVR的多路網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器采用H.264壓縮編碼技術(shù)，具有畫(huà)質(zhì)清晰、運(yùn)行穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力強(qiáng)、占用帶寬低等特點(diǎn)，當(dāng)前端設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，監(jiān)控中心管理人員能快速定位故障點(diǎn)及故障原因，從而及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施。

　　傳輸系統(tǒng)

　　道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)接入路段分監(jiān)控中心或就近收費(fèi)站;收費(fèi)站監(jiān)控?cái)z像機(jī)接入站內(nèi)設(shè)置的NDVR后將視頻信息轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)，通過(guò)站內(nèi)2M專線接入路段分監(jiān)控中心;在路段分監(jiān)控中心設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，通過(guò)SDH傳輸線路將數(shù)字視頻信號(hào)傳輸至路段監(jiān)控中心及省監(jiān)控中心，減少多用戶同時(shí)查看前端攝像機(jī)視頻時(shí)網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。

[nextpage]　　存儲(chǔ)部分

　　視頻錄像是對(duì)事件的取證和分析的重要依據(jù)，針對(duì)于高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的特點(diǎn)，采用按區(qū)域分布式存儲(chǔ)的方式進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，由各收費(fèi)站或路段分監(jiān)控中心NDVR存儲(chǔ)管轄范圍內(nèi)視頻錄像。路段監(jiān)控中心或省監(jiān)控中心有歷史視頻瀏覽需求時(shí)，從NDVR中調(diào)看或下載所需錄像資料，這樣可大量節(jié)省視頻錄像所需網(wǎng)絡(luò)帶寬，也避免了集中存儲(chǔ)時(shí)服務(wù)器的工作壓力。如有需求還可增設(shè)存儲(chǔ)服務(wù)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)異地存儲(chǔ)、定期備份等功能。

　　顯示部分

　　收費(fèi)站內(nèi)所管理的監(jiān)控點(diǎn)較少，視頻信息顯示由NDVR外接顯示器即可滿足顯示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)/歷史需求;在路段監(jiān)控分中心，除了可由NDVR外接顯示器顯示道路監(jiān)控視頻外，還需配置客戶端來(lái)顯示多個(gè)收費(fèi)站內(nèi)的視頻信息;在路段監(jiān)控中心，由于管轄的視頻點(diǎn)較多，可采用視頻解碼器以分組方式將各網(wǎng)絡(luò)視頻信息轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)接入大屏顯示或監(jiān)控電視墻，以便管理人員了解全路段的路況信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并采取應(yīng)對(duì)措施;省監(jiān)控中心擔(dān)負(fù)著監(jiān)督、協(xié)調(diào)和調(diào)度的工作，在客戶端上以輪巡方式有選擇性的監(jiān)控各高速公路視頻信息，對(duì)重點(diǎn)路段重點(diǎn)區(qū)域的視頻信息使用視頻解碼器將網(wǎng)絡(luò)視頻信息還原為模擬視頻信號(hào)接入大屏顯示或監(jiān)控電視墻。

　　后端系統(tǒng)

　　高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)后端管理軟件平臺(tái)是聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，應(yīng)采用先進(jìn)的體系架構(gòu)，模塊化軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備的管理和視頻流轉(zhuǎn)發(fā)的管理;支持分級(jí)分域的管理方式，滿足多用戶多區(qū)域按權(quán)限訪問(wèn)和管理所轄設(shè)備;系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性，可根據(jù)監(jiān)控容量的擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的平滑擴(kuò)容;同時(shí)可提供開(kāi)放的編程接口，為行業(yè)化業(yè)務(wù)功能開(kāi)發(fā)提供可行基礎(chǔ);還需支持冗余服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)備份等特性，保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

　　平臺(tái)軟件采用視頻處理設(shè)備分散安裝集中管理的模式，按功能可分為管理服務(wù)器，轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器。

　　管理服務(wù)器完成對(duì)所有設(shè)備的管理、用戶管理以及權(quán)限分配，報(bào)警處理等，提供完善的用戶權(quán)限管理功能，支持多個(gè)監(jiān)控中心和多個(gè)分控點(diǎn)分別監(jiān)看和控制的模式，在高速公路的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控應(yīng)用時(shí)，每個(gè)路段監(jiān)控分中心設(shè)置一臺(tái)管理服務(wù)器，每臺(tái)管理服務(wù)器只需管理和控制各自區(qū)域的監(jiān)控設(shè)備，跨域的管理和控制由路段監(jiān)控中心的管理服務(wù)器完成。管理服務(wù)還提供開(kāi)放的編程接口，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘同步、GIS地圖服務(wù)，綜合應(yīng)急指揮調(diào)度平臺(tái)等系統(tǒng)的整合與聯(lián)動(dòng)。

　　轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器接收前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送的單組播媒體流，以單播或者組播的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送給解碼客戶端進(jìn)行解碼播放，每臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器可以同時(shí)支持多達(dá)上百路視頻的實(shí)時(shí)傳輸，轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器增強(qiáng)了整個(gè)視頻監(jiān)控解決方案的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力。

　　存儲(chǔ)服務(wù)器可根據(jù)系統(tǒng)的需求靈活部署，在網(wǎng)內(nèi)增加存儲(chǔ)服務(wù)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)異地存儲(chǔ)、定期備份等功能。

　　結(jié)語(yǔ)

　　視頻監(jiān)控已經(jīng)是現(xiàn)代化高速公路建設(shè)中必不可少的一個(gè)部分，它在高速公路的管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，科學(xué)、完善的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)能協(xié)助管理人員維護(hù)交通秩序，降低交通事故率，有效地減少擁堵現(xiàn)象并提高處理效率。隨著高速公路監(jiān)控里程的增加，以及社會(huì)大眾和安全監(jiān)控部門對(duì)高速公路服務(wù)水平的提高，網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品及視頻監(jiān)控解決方案相比傳統(tǒng)模擬監(jiān)控解決方案有著性價(jià)比高，兼容性好，組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，將在高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項(xiàng)目中得到更廣泛的應(yīng)用。