智慧交通:高速公路视频监控案例
核心提示：高速公路具有车流量大、车流速度快等特点，高速公路监控系统是保障高速公路被有效管理和维护的可靠手段，因此要求监控系统能对整条高速公路进行全方位、
多功能的监视和控制，以便运营管理者能对高速公路运营路况实时地、全面地了解和掌控，实现及时地向公众发布高速公路路况信息等。广东公司凭借自己多年在监控行业的经验，以及丰富的产品线，推出了高速公路专用监控系统，成功为某高速公路全面建设视频监控系统。
一、项目背景
高速公路具有车流量大、车流速度快等特点，高速公路监控系统是保障高速公路被有效管理和维护的可靠手段，因此要求监控系统能对整条高速公路进行全方位、
多功能的监视和控制，以便运营管理者能对高速公路运营路况实时地、全面地了解和掌控，实现及时地向公众发布高速公路路况信息等。广东公司凭借自己多年在监控行业的经验，以及丰富的产品线，推出了高速公路专用监控系统，成功为某高速公路全面建设视频监控系统。
某高速公路是某省交通建设规划中的重点项目，起始于金华、终止于温州，途经武义、永康、缙云、丽水、青田、永嘉三地市五县区，全长234公里，共有15个收费站，5个服务区。分别在金华、丽水、温州设三个监控分中心，1个路级监控中心，1个省高速公路管理中心。
该项目分四期建设，前三期监控设备的品牌各不相同，也只实现了局部联网，如收费站和监控分中心联网。2005年，第四期选择监控设备时，用户提出要求做到收费站、监控分中心、路监控中心、省级管理中心实现四级监控系统的全省联网，而且还要和前三期的设备兼容，能够控制所有前三期的监控设备。 广东针对以上情况，提供了高速公路专用监视系统方案，实现不同品牌监控设备的兼容，同时建立了多级联网视频监控系统。
二、解决方案
广东高速公路专用监控系统方案从结构上分，可分为：前端部分、传输部分和中心部分。其中，前端部分完成图像的生成和处理；传输部分完成图像信息和控制信息的传输；中心部分完成信息的接收、调用、管理等。
2.1 前端部分
摄像部分是监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视现场的某一位置上，使其视角能覆盖整个被监视的各个部位。摄像部分是系统的原始信号源，所以摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量，认真选择和配置摄像部分至关重要。
根据招标要求：此高速公路的监控系统共配置265台监控摄像机。一般安装在龙门架上或者采用立杆安装。
设备选型：
高速增强型网络智能球XTNB431-R
增强型网络摄像机XTE100A-YGD
红外一体化标准型网络摄像机XTE100A-YGR
2.2 传输部分
传输部分是系统的图像信号通道。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。同时，由于需要在控制中心通过控制器对摄像机、云台、镜头和防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以传输系统包括视频信号、控制信号及电源的传输。
各级监控中心通过视频专用网络连接在一起，X和X管理分中心向总队中心传输8路视频图像，接入总队中心监控系统，同时，总队中心向下传输3路视频图象信号，进入XX和XX分中心的监控系统。视频专网的视频编解码器和公安网的跨网转换器使用模拟视频直接连接，可以向授权用户提供网络数字视频。
对于图像的传输，重点要求是在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真和崎变（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面都有良好的性能。
（1）视频信号的传输：各监控点摄像机的图像信号经过视频网线连接到光收发器再通过专网光纤传输至X监控分中心，传输后，不产生明显的噪声、失真，保证图像清晰度和灰度，具有良好幅频和相频特性。分中心和总队中心之间，采用视频专网进行网络视频传输。各监控点摄像机到光收发器的传输长度小于100米。
（2）电源的传输：所有摄像机都采用两种供电方式：一、是常规供电220V AC，二、是太阳能供电24V DC，摄像机视频布线时还要同时布电源线。对于一体化高速云台摄像机，功率最大不超过30W，选择电源线为RVVP3*2.0。
（3）控制信号的传输：每个一体化云台摄像机，还需要另设一条RS485控制线，经分中心的RS485分配器，接入到分中心矩阵的串口上，这样监控中心得以对一体化云台摄像机进行控制，RS485信号可选用屏蔽双绞线RVVP2×1.5。
2.3 中心部分
中心部分是系统的应用中心，包括系统控制部分、存储部分和显示部分。
2.3.1 控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现这个系统功能的指挥中心。
总队监控中心是具有最高权限的控制中心，它管辖了所有前端摄像机，在监控中心可切换任一个监控点的图像，做到指挥调度作用。
监控分中心直接管控各监控点图像信息并可以接入其他视频的监控图像；在总队监控中心建设高速路监控指挥中心。
监控中心配置数字视频矩阵，可以使用矩阵键盘切换控制图像。
各个监控中心对控制部分的要求不一样，所以我们必须根据不同情况来具体配备各个监控中心的控制部分。
总监控中心的控制部分主要组成部分：
（1）管理平台
根据监控中心实际情况，选用了XTE-MC900中型视频监控管理平台，管理平台采用英特尔® 至强®处理器E5506处理器，数据传输速率最高可达4.8GT/S，4MB的三级高速缓存支持64位扩展、I/O加速、Turbo、超线程技术，系统支持2.5寸硬盘，节能环保。
功能特点
1) 前端可管理数：1024路；
2) 最大并发流128路；
3) 最大转发并发流64路；
4) 可管理其它后端设备数×128台，包括：
a) 流媒体转发服务系统服务器；
b) 海量存储管理系统服务器；
c) 实时报警图示监视处理系统服务器；
d) 设备运行状态监控服务器；
e) 多路实时监控管理服务器。
5) 可管理本级授权用户实时浏览、云台控制、回放本平台管理的授权视频；
6) 可选择IE浏览；
7) 可接受上级平台管理及访问；
8) 可管理及访问下级平台。
（2）存储管理服务器XTE-MS700
存储作为系统的重要组成部分，采用大容量视频存储服务器XTE-MS700，在3U紧凑空间中具有16个盘位硬盘容量，可以满足长时间存贮要求。（3）显示部分借助原系统监控电视墙，此选择多路解码器（XT-RM1000）
产品概述
1) 支持VGA输出；
2) 最大支持4路D1或16路CIF实时解码；
3) 支持高清显示，支持1280×1024和1280×720等多种显示器分辨率；
4) 支持远程录像文件的解码输出；
5) 支持10M/100M自适应以太网接口。
6) 采用标准网络协议和标准压缩算法，在各种平台上轻松实现互联互通；
（4）供电部分
高速路监控系统的摄像机的供电方式：太阳能供电和常规供电。
由于考虑监控系统的监控点分布广、不集中，根据不同情况采用不同的不同的供电方式：
情况一：在不能常规供电的摄像点，采用太阳能供电。
情况二：在能采用常规供电的摄像点，采用就近取电方式。
（5）防雷部分
在整段监控系统中，共有50台室外一体化云台摄像机，分布范围比较广。因此，除了要防止直击雷，更要防止感应雷的危害。雷云对地放电时（如对避雷针），在附近的架空线路、地埋线路、钢轨等类似传导体上产生的感应电压（即感应雷），它对人、畜、电子设备都产生危害，有时可摧毁电子设备。
室外设备防雷措施如下：
整个防雷系统设电源、控制信号和视频信号三合一防雷器共50个和50个电源防雷器。
三、功能实现
高速公路多级联网监控系统实现多级平台监控功能：
（1）各收费站：各收费站需要对本站点的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本站视频监控系统，使收费站能实现对本站所有图像进行监控管理；
（2）路段监控分中心：一条高速公路通常设置多个路段监控分中心，以实现对本路段的图像进行监控和管理。该路段各收费站图像应根据路段监控分中心要求选择几路图像上传，路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理；
（3）路段监控中心：路段监控中心对路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。负责整条高速公路的监控管理；
（4）省高速公路管理中心：各省的高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。路段监控中心将本路段的视频信号选择性地上传到省高速公路管理中心，由省高速公路管理中心统一进行监控和管理。
高速公路联网监控系统可以全面、宏观地监控路网交通及运行的状况，当路网内出现交通拥堵、重大交通事故时，监控中心通过发布控制指令给相应分中心监控系统，以方便于对路段内可变情报板、可变限速标志等交通诱导设备进行控制，协调各路段的交通流控制来保证整个路网的畅通。
高速公路具有车流量大、车流速度快等特点，高速公路监控系统是保障高速公路被有效管理和维护的可靠手段，因此要求监控系统能对整条高速公路进行全方位、
多功能的监视和控制，以便运营管理者能对高速公路运营路况实时地、全面地了解和掌控，实现及时地向公众发布高速公路路况信息等。广东公司凭借自己多年在监控行业的经验，以及丰富的产品线，推出了高速公路专用监控系统，成功为某高速公路全面建设视频监控系统。
某高速公路是某省交通建设规划中的重点项目，起始于金华、终止于温州，途经武义、永康、缙云、丽水、青田、永嘉三地市五县区，全长234公里，共有15个收费站，5个服务区。分别在金华、丽水、温州设三个监控分中心，1个路级监控中心，1个省高速公路管理中心。
该项目分四期建设，前三期监控设备的品牌各不相同，也只实现了局部联网，如收费站和监控分中心联网。2005年，第四期选择监控设备时，用户提出要求做到收费站、监控分中心、路监控中心、省级管理中心实现四级监控系统的全省联网，而且还要和前三期的设备兼容，能够控制所有前三期的监控设备。 广东针对以上情况，提供了高速公路专用监视系统方案，实现不同品牌监控设备的兼容，同时建立了多级联网视频监控系统。
二、解决方案
2.1 前端部分
根据招标要求：此高速公路的监控系统共配置265台监控摄像机。一般安装在龙门架上或者采用立杆安装。
设备选型：
高速增强型网络智能球XTNB431-R
增强型网络摄像机XTE100A-YGD
红外一体化标准型网络摄像机XTE100A-YGR
2.2 传输部分
各级监控中心通过视频专用网络连接在一起，X和X管理分中心向总队中心传输8路视频图像，接入总队中心监控系统，同时，总队中心向下传输3路视频图象信号，进入XX和XX分中心的监控系统。视频专网的视频编解码器和公安网的跨网转换器使用模拟视频直接连接，可以向授权用户提供网络数字视频。
对于图像的传输，重点要求是在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真和崎变（色度信号与亮度信号均不产生明显的失真），保证原始图像信号（从摄像机输出的图像信号）的清晰度和灰度等级没有明显下降等等。这就要求传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性方面都有良好的性能。
（1）视频信号的传输：各监控点摄像机的图像信号经过视频网线连接到光收发器再通过专网光纤传输至X监控分中心，传输后，不产生明显的噪声、失真，保证图像清晰度和灰度，具有良好幅频和相频特性。分中心和总队中心之间，采用视频专网进行网络视频传输。各监控点摄像机到光收发器的传输长度小于100米。
（2）电源的传输：所有摄像机都采用两种供电方式：一、是常规供电220V AC，二、是太阳能供电24V DC，摄像机视频布线时还要同时布电源线。对于一体化高速云台摄像机，功率最大不超过30W，选择电源线为RVVP3*2.0。
（3）控制信号的传输：每个一体化云台摄像机，还需要另设一条RS485控制线，经分中心的RS485分配器，接入到分中心矩阵的串口上，这样监控中心得以对一体化云台摄像机进行控制，RS485信号可选用屏蔽双绞线RVVP2×1.5。
2.3 中心部分
2.3.1 控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现这个系统功能的指挥中心。
总队监控中心是具有最高权限的控制中心，它管辖了所有前端摄像机，在监控中心可切换任一个监控点的图像，做到指挥调度作用。
监控分中心直接管控各监控点图像信息并可以接入其他视频的监控图像；在总队监控中心建设高速路监控指挥中心。
监控中心配置数字视频矩阵，可以使用矩阵键盘切换控制图像。
各个监控中心对控制部分的要求不一样，所以我们必须根据不同情况来具体配备各个监控中心的控制部分。
总监控中心的控制部分主要组成部分：
（1）管理平台
根据监控中心实际情况，选用了XTE-MC900中型视频监控管理平台，管理平台采用英特尔® 至强®处理器E5506处理器，数据传输速率最高可达4.8GT/S，4MB的三级高速缓存支持64位扩展、I/O加速、Turbo、超线程技术，系统支持2.5寸硬盘，节能环保。
功能特点
1) 前端可管理数：1024路；
2) 最大并发流128路；
3) 最大转发并发流64路；
4) 可管理其它后端设备数×128台，包括：
a) 流媒体转发服务系统服务器；
b) 海量存储管理系统服务器；
c) 实时报警图示监视处理系统服务器；
d) 设备运行状态监控服务器；
e) 多路实时监控管理服务器。
5) 可管理本级授权用户实时浏览、云台控制、回放本平台管理的授权视频；
6) 可选择IE浏览；
7) 可接受上级平台管理及访问；
8) 可管理及访问下级平台。
（2）存储管理服务器XTE-MS700
存储作为系统的重要组成部分，采用大容量视频存储服务器XTE-MS700，在3U紧凑空间中具有16个盘位硬盘容量，可以满足长时间存贮要求。（3）显示部分借助原系统监控电视墙，此选择多路解码器（XT-RM1000）
产品概述
1) 支持VGA输出；
2) 最大支持4路D1或16路CIF实时解码；
3) 支持高清显示，支持1280×1024和1280×720等多种显示器分辨率；
4) 支持远程录像文件的解码输出；
5) 支持10M/100M自适应以太网接口。
6) 采用标准网络协议和标准压缩算法，在各种平台上轻松实现互联互通；
（4）供电部分
高速路监控系统的摄像机的供电方式：太阳能供电和常规供电。
由于考虑监控系统的监控点分布广、不集中，根据不同情况采用不同的不同的供电方式：
情况一：在不能常规供电的摄像点，采用太阳能供电。
情况二：在能采用常规供电的摄像点，采用就近取电方式。
（5）防雷部分
在整段监控系统中，共有50台室外一体化云台摄像机，分布范围比较广。因此，除了要防止直击雷，更要防止感应雷的危害。雷云对地放电时（如对避雷针），在附近的架空线路、地埋线路、钢轨等类似传导体上产生的感应电压（即感应雷），它对人、畜、电子设备都产生危害，有时可摧毁电子设备。
室外设备防雷措施如下：
整个防雷系统设电源、控制信号和视频信号三合一防雷器共50个和50个电源防雷器。
三、功能实现
（1）各收费站：各收费站需要对本站点的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本站视频监控系统，使收费站能实现对本站所有图像进行监控管理；
（2）路段监控分中心：一条高速公路通常设置多个路段监控分中心，以实现对本路段的图像进行监控和管理。该路段各收费站图像应根据路段监控分中心要求选择几路图像上传，路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理；
（3）路段监控中心：路段监控中心对路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。负责整条高速公路的监控管理；
（4）省高速公路管理中心：各省的高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。路段监控中心将本路段的视频信号选择性地上传到省高速公路管理中心，由省高速公路管理中心统一进行监控和管理。
高速公路联网监控系统可以全面、宏观地监控路网交通及运行的状况，当路网内出现交通拥堵、重大交通事故时，监控中心通过发布控制指令给相应分中心监控系统，以方便于对路段内可变情报板、可变限速标志等交通诱导设备进行控制，协调各路段的交通流控制来保证整个路网的畅通。
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