高速公路监控系统的设计分析

摘 要: 本文介绍了高速监控的分类,系统地分析了高速公路监控系统建设问题。

关键词: 高速公路;监控系统;设计;分析

本文阐述了高速公路交通监控系统的目的、功能、提出监控系统的设计方案。明确了监控系统的一般构成,论述了各主要子系统的功能。在高速公路飞速发展的同时。高速公路监控系统建设则显得尤为迫切,加之高速公路距离远、收费站点长,对其实施整个沿线的联网管理十分必要,这种客观要求决定了监控系统在高速公路行业中受到广泛应用。随着计算机、网络以及传输技术的飞速发展,监控系统被广泛的应用在各行各业,高速公路监控系统就是一个典型的监控系统。

1.高速公路监控分类

高速公路监控系统的主要作用是辅助工作人员对现场交通实况进行监视管理。它使管理人员在控制室中就可以方便的观察到重要地段的图像情况,为各种设备的运行和人员的活动提供了图像监控管理的手段。在收费广场、收费车道、收费亭内及高速路的关键地段安装摄像机并将监测拍摄的图像实时传回管理中心,使管理人员通过监视器就可以准确了解现场情况,及时进行调度和管理。高速公路监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主要是监控收费广场、收费车道、收费亭、车辆类型、收费员的操作过程,并对收费过程中的突发事件进行观察和记录。道路监控系统主要是对高速公路干线、立交、隧道等高速公路关键路段进行监控,掌握现场交通状况。对发生交通阻塞路段、违章车辆、交通事故等及时给予引导、通知、救治,确保高速公路的安全通畅。

1.1 收费站:收费站是对本地的视频信号进行监控。并将所辖区的摄像机信号引入收费站监控系统,对本地所有图像进行监控管理。

1.2 监控分中心:通常一条高速公路需要设置几个监控分中心,分别对某一路段进行监控和管理。根据路段监控分中心要求,各收费站选择几路图像上传,路段监控分中心对收费站上传的图像进行统一监控和管理。

1.3 监控中心:(有些不设此级)多条高速公路的统一管理通常根据地域划分为若干个片区来进行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速公路进行统一的监控和管理。这几条高速公路的监控分中心根据片区监控中心的要求上传图像,片区监控中心对各路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。

1.4 省监控中心:各省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。省中心统一监控和管理各个区监控中心上传的视频信号。省中心、监控中心、监控分中心三者之间采用联网分级管理控制。

2.系统方案

高速公路监控系统(无论是道路监控系统、还是收费监控系统)的构成可划分为前端摄像机、传输链路、监控室控制/显示设备三大部分。

前端摄像机主要包括道路沿线摄像机、隧道洞口摄像机、隧道洞内摄像机以及收费监控系统中的收费亭摄像机、收费车道摄像机、收费广场摄像机等。根据前端摄像机性能特点的不同可分为遥控式摄像机、固定式摄像机。遥控式摄像机包括道路沿线摄像机、隧道洞口摄像机、收费广场摄像机,固定式摄像机包括隧道洞内摄像机、收费亭摄像机,收费车道摄像机。传输链路主要是以点对点的方式进行传输,根据传输距离的远近具体的传输介质依次选择单模光纤、多模光纤或同轴电缆。在选用光缆后,还需选择与之相匹配的光端机。监控室控制设备基本包括视频控制矩阵、监视器、时滞录像机、投影设备、视频分配器、多画面分割器等。

前端摄像机、收费站管理所、收费站管理所及高速公路监控分中心之间图像传输采用光端机。原因是沿路的光纤资源充足,并且对干道交通状况视频要求图像质量高和实时性好,尤其违章车辆的图像抓拍更是如此,如果压缩图像通过网络传输很难达到要求。收费亭摄像机与收费站管理所距离比较近,可以使用同轴电缆或者多模光端机传输。有些光端机还可实现对车道和收费亭视频、声音同步监控。对远距离的立交、高速干道图像使用单模光端机,目前最大传输距离达120公里。

收费站管理所图像上传至高速公路监控分中心可以使用点对点的光端机或者数字节点光端机,把收费站管理所的矩阵输出选择几路图像上传至高速公路监控分中心。通过监控分中心矩阵联网控制能监控高速公路各收费站及沿路的所有图像。

省监控中心一般设在与各高速公路距离都比较远的城市里,以光端机设备传输视频信号已经不太现实,图像及数据传输只能利用光纤来完成。数字视频编解码器便成为传输音频、视频、控制信号的首选。充分利用高速公路本身SDH网络的优势,把图像压缩通过网络传输成为不错的选择。

视频监视系统实现省监控中心与下级的各高速公路监控分中心、收费站管理所多级联网控制。联网控制方式有硬件联网和软件联网方式两种,软件联网是通过各管理监控中心计算机联网,由计算机软件操作管理矩阵主机来达到联网控制要求。这种方式比较容易兼容各厂家的矩阵,不过受软件和计算机的影响,稳定性比较差,控制不灵活,并且成本比硬件联网高。

以太网联网通信方式是当今最流行和最普及的通信方式,通过以太网联网矩阵主机来实现全省高速公路监控联网,能充分利用已有的资源,降低联网成本,系统稳定性也比软件联网有很大提高。如图1所示。开始实施监控系统时,视频监视主要是以各条高速公路为单位相对独立进行,此时的视频监视系统的联网仅是局限于监控中心--监控分中心、或是收费(分)中心--收费站之间的联接。不论在哪一级的监控室内,都可将其所获得的视频信号进行实时的显示、对全部或部分输入视频信号的存储,根据需要对某一区段的存储信息进行回放/稽查/取证。

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