東營(yíng)至青州高速公路是山東省“五縱、四橫、一環(huán)”公路規(guī)劃的重要組成部分，是貫穿東營(yíng)市南北并跨越濟(jì)青高速公路與青州北部連接的交通大動(dòng)脈，也是連接膠東半島、山東東南部通往京津地區(qū)的黃金通道。東青高速全長(zhǎng)89km，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h，按平原微丘區(qū)雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，全封閉、全立交。

　　東青高速已于2000年9月建成通車，通車時(shí)交通量較小，同時(shí)受供電條件、投資限制等因素的制約，監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模較小，特別是道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)和可變信息標(biāo)志數(shù)量偏少，無(wú)法做到對(duì)交通的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和及時(shí)誘導(dǎo)。隨著沿線地市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，東青高速的交通量也迅速增長(zhǎng)，當(dāng)發(fā)生交通異常時(shí)，極易造成交通阻塞，急需通過(guò)有效的交通管理設(shè)施和手段，來(lái)提高道路的運(yùn)行效率，因此需對(duì)原有監(jiān)控設(shè)施進(jìn)行改造，以滿足目前車流量增加對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的需求。

　　方案設(shè)計(jì)原則

　　視頻傳輸方案按先進(jìn)性、可靠性、靈活性的原則設(shè)計(jì)，考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性及系統(tǒng)升級(jí)需求;摒棄了傳統(tǒng)的光端機(jī)+矩陣的方案，采用多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)解決方案，系統(tǒng)靈活可擴(kuò)展能力強(qiáng)，可大量節(jié)省光纖資源。主要原則如下：

　　先進(jìn)性：采用科學(xué)的、主流的，符合發(fā)展方向的技術(shù)、設(shè)備和理念，系統(tǒng)集成化、模塊化程度高、兼容性強(qiáng);

　　可靠性：采用成熟、穩(wěn)定、完善和通用的技術(shù)設(shè)備，能夠保證全天候不間斷長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行;

　　實(shí)用性：設(shè)計(jì)合理，構(gòu)架簡(jiǎn)潔，功能完備，切合實(shí)際，能有效提高工作效率;

　　經(jīng)濟(jì)性：在充分滿足系統(tǒng)功能的前提下，體現(xiàn)高性價(jià)比，采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)和設(shè)備，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和資源，綜合考慮系統(tǒng)的建設(shè)、升級(jí)、聯(lián)網(wǎng)和維護(hù)費(fèi)用，不盲目投入;

　　擴(kuò)展性：系統(tǒng)、設(shè)備接口的可擴(kuò)展，可兼容性，系統(tǒng)規(guī)模和功能易于擴(kuò)充，系統(tǒng)配套軟件具有升級(jí)功能。

　　方案詳細(xì)介紹

　　總體結(jié)構(gòu)

　　結(jié)合系統(tǒng)建設(shè)的功能需求和東青高速全程監(jiān)控實(shí)際情況，總體建設(shè)方案如下：

　　道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)按照平均2公里/對(duì)布設(shè)，攝像機(jī)立柱設(shè)置于路側(cè)。道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用槍型攝像機(jī)，每處立柱上設(shè)置2臺(tái)攝像機(jī)，1臺(tái)采用槍型云臺(tái)攝像機(jī)，1臺(tái)采用槍型固定攝像機(jī);

　　采用節(jié)點(diǎn)式遠(yuǎn)程接入模塊將外場(chǎng)視頻、數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至東營(yíng)監(jiān)控分中心;

　　在東營(yíng)監(jiān)控分中心設(shè)置多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)、事件檢測(cè)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)所轄路段的視頻圖像進(jìn)行處理控制，為監(jiān)控人員提供報(bào)警信息。

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　　視頻傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成

　　高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目具有前端監(jiān)控點(diǎn)位置分散、遠(yuǎn)距離傳輸、分布式管理要求高等特點(diǎn)，因此視頻傳輸?shù)姆绞街苯記Q定了整個(gè)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和效果。東青高速視頻傳輸系統(tǒng)策略上采取鏈狀結(jié)構(gòu)和星形結(jié)構(gòu)復(fù)合組網(wǎng)方式，根據(jù)路段改造的實(shí)際情況，道路監(jiān)控圖像通過(guò)鏈網(wǎng)模式將圖像傳輸至路段分中心，再經(jīng)通信系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)星型點(diǎn)對(duì)點(diǎn)上傳到省中心(圖1)。

　　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、控制和管理，是公路監(jiān)控系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，外場(chǎng)的視頻傳輸均采用了光纖作為傳輸信道，并采用數(shù)字非壓縮視頻處理方式。

　　具體傳輸和控制方案如下：

　　路段外場(chǎng)圖像傳輸設(shè)計(jì)采用光纖鏈網(wǎng)模式，利用節(jié)點(diǎn)式遠(yuǎn)程光模塊，通過(guò)多芯光纖將所有道路監(jiān)控圖像及數(shù)據(jù)上傳至路段分中心。外場(chǎng)圖像的接入和傳輸，都采用數(shù)字非壓縮方式，每路圖像的傳輸帶寬125M，保證了圖像的清晰度及實(shí)時(shí)性;

　　東營(yíng)監(jiān)控分中心：配置多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)一套，采用13條光鏈路，光接入節(jié)點(diǎn)式遠(yuǎn)程光模塊46個(gè)，實(shí)現(xiàn)下轄外場(chǎng)90路監(jiān)控外場(chǎng)視頻+反向控制數(shù)據(jù)到分中心的上傳;

　　通過(guò)本地控制鍵盤(pán)或安裝在視頻控制計(jì)算器內(nèi)的視頻圖像控制軟件對(duì)所轄范圍內(nèi)的任意攝像機(jī)圖像進(jìn)行調(diào)看;

　　管理系統(tǒng)：每一臺(tái)多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)要占用一個(gè)專網(wǎng)IP地址，多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)網(wǎng)管通過(guò)TCP/IP方式，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的所有多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)進(jìn)行在線管理和配置。根據(jù)管理權(quán)限通過(guò)管理系統(tǒng)可以完成以下功能：系統(tǒng)配置、故障巡檢、視頻切換、前端設(shè)備控制、用戶權(quán)限管理等。

　　路段監(jiān)控分中心功能

　　路段監(jiān)控中心為路段監(jiān)控系統(tǒng)的中心處理點(diǎn)，設(shè)置在路段監(jiān)控中心的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)通過(guò)光纖接入全路段各種業(yè)務(wù)。在路段監(jiān)控分中心可實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　1、視頻開(kāi)關(guān)和瀏覽功能

　　在本地經(jīng)過(guò)授權(quán)的用戶在授權(quán)范圍內(nèi)對(duì)視頻圖像進(jìn)行切換、控制、管理、瀏覽等操作，實(shí)現(xiàn)自定義切換、組切換、自由定義輪詢切換時(shí)間間隔等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有型號(hào)外場(chǎng)攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的控制。與上級(jí)監(jiān)控中心視頻控制軟件對(duì)接，上層視頻控制軟件能夠通過(guò)監(jiān)控分中心多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)控制任意圖像的上傳。

　　多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)可輸出IP視頻流，通過(guò)流媒體服務(wù)器和WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)緩存和轉(zhuǎn)發(fā)。外網(wǎng)視頻瀏覽系統(tǒng)可單獨(dú)采用交換機(jī)，與內(nèi)網(wǎng)完全物理隔離，配置路由器和防火墻，保證系統(tǒng)的安全。

　　2、視頻接入

　　配置光接入板，光纖方式接入外場(chǎng)所有監(jiān)控圖像和數(shù)據(jù);也可配置仿真視頻接入板，接入就地的視頻。

　　3、仿真圖像輸出

　　配置仿真視頻輸出板，實(shí)現(xiàn)大屏、電視墻、主監(jiān)視器切換輸出，通過(guò)控制鍵盤(pán)或平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)圖像切換和控制;輸出仿真視頻到事件分析系統(tǒng)，圖像傳輸采用數(shù)字非壓縮圖像傳輸方式，實(shí)現(xiàn)高清晰度圖像輸出，便于事件的還原和分析。

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　　4、數(shù)字視頻流輸出

　　路段中心多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)可直接輸出IP數(shù)字視頻流，到IP SAN存儲(chǔ)，采用IP SAN的錄像方式，圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，便于數(shù)據(jù)的檢索和分析;

　　也可直接輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)入視頻分析系統(tǒng)，減少視頻轉(zhuǎn)換損失。

　　多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)輸出IP視頻流通過(guò)通信系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)通道上傳省中心。

　　5、數(shù)據(jù)

　　通過(guò)多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)以太網(wǎng)信道或數(shù)據(jù)信道，實(shí)現(xiàn)情報(bào)板、車輛檢測(cè)器、氣象監(jiān)測(cè)器、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)等道路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸，分中心對(duì)可變情報(bào)板，攝像機(jī)進(jìn)行控制，也可向省中心上傳道路檢測(cè)數(shù)據(jù)及道路運(yùn)行狀態(tài)，接收省中心視頻控制及情報(bào)板控制信息。通過(guò)事件服務(wù)器和事件客戶端軟件，報(bào)警圖像可自動(dòng)切換到主監(jiān)視器上顯示。支持IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議或者開(kāi)關(guān)量等多種報(bào)警觸發(fā)條件，預(yù)留自定義報(bào)警接口，方便擴(kuò)展。

　　6、控制管理

　　完善的平臺(tái)管理軟件，包括設(shè)備管理，故障檢測(cè)、視頻管理、存儲(chǔ)管理、信息發(fā)布、用戶管理等多種功能模塊。實(shí)現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)刷新，故障自動(dòng)告警及定位。

　　7、界面友好，接口開(kāi)放

　　采用圖形界面、中文顯示，界面美觀，操作簡(jiǎn)單易用;開(kāi)放SDK開(kāi)發(fā)包，支持用戶二次開(kāi)發(fā)，提供必要的程序源碼和開(kāi)發(fā)平臺(tái)源碼。

　　系統(tǒng)主要優(yōu)勢(shì)

　　多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)全光數(shù)字監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是融合了數(shù)字非壓縮視頻編碼技術(shù)、光纖專網(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)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)字傳輸及交叉切換等功能，是在傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)方式基礎(chǔ)上的一次飛躍。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業(yè)的綜合解決方案。相對(duì)于傳統(tǒng)光端機(jī)+模擬矩陣方式有主要有以下優(yōu)勢(shì)。

　　多業(yè)務(wù)復(fù)用及擴(kuò)容性強(qiáng)

　　1、傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)光端機(jī)+仿真矩陣方案只針對(duì)圖像的傳輸和切換，無(wú)法滿足系統(tǒng)其他業(yè)務(wù)的傳輸需求。對(duì)于模擬矩陣聯(lián)網(wǎng)，需要考慮兼容性問(wèn)題，聯(lián)網(wǎng)困難。

　　2、多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)方案設(shè)計(jì)

　　多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)組網(wǎng)方式，除滿足圖像傳輸需求外，還可復(fù)用傳輸以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)、音頻、E1、電話、開(kāi)關(guān)量等其他多業(yè)務(wù)信號(hào)，構(gòu)架一個(gè)統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)、大容量傳輸平臺(tái)。在前端圖像接入、本地控制、平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)茸隽私y(tǒng)一的設(shè)計(jì)，主要優(yōu)勢(shì)包括：

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　　取消了圖像在就地的接入光端機(jī)，改用遠(yuǎn)程模塊光接入，采用各種拓?fù)湫问?，通過(guò)光纖最后直接接入多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái);取消收費(fèi)站及分中心的模擬矩陣，改用多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)。多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)之間采用各種拓?fù)湫问降墓饫w鏈接，解決了視頻聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題;

　　整個(gè)系統(tǒng)視頻經(jīng)過(guò)一次數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)傳輸。視頻信號(hào)可從任意節(jié)點(diǎn)輸入，任意節(jié)點(diǎn)輸出，只需要在接入點(diǎn)進(jìn)行一次數(shù)字化，并在輸出點(diǎn)還原為仿真圖像，可保證任意節(jié)點(diǎn)得到最佳的圖像輸出效果。擺脫傳統(tǒng)模擬矩陣聯(lián)網(wǎng)中多次A/D、D/A轉(zhuǎn)換對(duì)圖像信號(hào)的損失。

　　業(yè)務(wù)接入和輸出采用板卡方式，按需配置不同的板卡，系統(tǒng)擴(kuò)容方便。

　　圖像數(shù)據(jù)共享強(qiáng)

　　1、傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)方案是將外場(chǎng)監(jiān)控圖像信號(hào)全部傳輸至分中心。如果要在其中某一個(gè)站點(diǎn)想對(duì)其他站點(diǎn)的圖像進(jìn)行查看，所有的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)分中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，流程復(fù)雜且操作繁瑣。

　　2、多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)方案設(shè)計(jì)

　　多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)對(duì)于圖像信號(hào)共享方面的功能實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，只要圖像接入到多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)的數(shù)字總線上，在任何一個(gè)上節(jié)點(diǎn)都可以通過(guò)多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)的背板總線對(duì)全網(wǎng)的圖像進(jìn)行調(diào)用，對(duì)其他站的圖像上傳及調(diào)用不會(huì)產(chǎn)生影響。

　　GIS功能

　　1、傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　傳統(tǒng)方案中采用模擬矩陣，模擬矩陣人機(jī)界面差，一般只有配置功能，沒(méi)有完善友好的人機(jī)對(duì)話界面，必須專業(yè)人士才能進(jìn)行操作。集成商一般通過(guò)監(jiān)控軟件把模擬矩陣的操作集成到監(jiān)控軟件，需要專業(yè)編程人員進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，從而使一般操作人員能進(jìn)行操作。

　　2、多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)方案設(shè)計(jì)

　　多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)采用GIS電子地圖界面，有效的解決的人機(jī)界面問(wèn)題，方便客戶操作(如圖2所示)。只要具有計(jì)算器基礎(chǔ)知識(shí)的人就可以方便的進(jìn)行操作，并真正實(shí)現(xiàn)了所見(jiàn)即所得的效果。

　　通過(guò)流媒體服務(wù)器、GIS服務(wù)器、GIS客戶端軟件，用戶可在地圖上直觀地定位設(shè)備，并可在地圖上對(duì)其進(jìn)行操作管理。通過(guò)電子地圖直接對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行調(diào)看、設(shè)置、報(bào)警聯(lián)動(dòng)操作，讓用戶更加形象地應(yīng)用與感受。

　　基于地圖快速調(diào)取圖像，是監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用。系統(tǒng)為用戶提供全面靈活的電子地圖應(yīng)用。用戶可選擇第三方地理信息系統(tǒng)，提供圖像調(diào)取接口進(jìn)行集成。

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