無線傳輸全程視頻監控系統在交通狀況監控中的應用

李成芳

（河南省第二公路工程有限公司，河南 鄭州 450052）

無線傳輸全程視頻監控系統在交通狀況監控中的應用

李成芳

（河南省第二公路工程有限公司，河南 鄭州 450052）

無線傳輸全程視頻監控系統涉及了視頻壓縮、視頻傳輸、網絡技術、多媒體分析、太陽能電池板供電等許多目前比較流行和前沿的技術，特別是隨著我國公路網絡化、智能化建設，將越來越彰顯出其重要性，因此非常值得深化研究和總結。

無線網絡；全程視頻監控；信息發布

1 基本概念

隨著全國城鎮化建設的加快，各地公路網規模不斷擴大，路網結構及交通形態發生了較大的變化。公路的發展日新月異，交通流量急速增長，現有的觀測設施已很難全面、準確、客觀的真實反映沿線公路的交通流量水平、特征和變化規律。為了解決以上諸多問題，必須對現有公路現狀的各種交通流實現行之有效的監控措施。于是，在現有公路基礎上加裝無線傳輸及全程視頻監控管理系統的概念應運而生。對關鍵路段實施交通實時控制，及時發現各種異常情況并采取應急措施，保證公路高速、安全、經濟地運營管理。全程視頻監控系統是通過設在公路上的遙控攝像機采集的視頻圖像，然后通過無線網絡傳至監控中心。設在監控中心的監控人員通過系統觀測公路視頻圖像，并實時發布公路信息。區別于傳統有線視頻監控及數據信息發布系統，本系統的最大特點是系統的無線性與實時性。使整個系統具有施工簡單，監控位置、信息發布地點的選擇相對靈活的特點。在圖像的覆蓋范圍內，能夠及時觀測到公路上實時發生的各種交通事件，包括車輛事故、車輛停駛、交通擁堵、行人、車輛逆行等，并且系統能夠實時地快速進行圖像切換及錄像，為公路的交通安全管理和公路運營提供極大的幫助。

系統的輸入是反映公路上車輛運行情況的交通參數和交通狀況，這些信息經監控系統分析、處理、判斷后，可發生指令，控制公路情報板，變更其顯示內容，實施對交通流的調節和控制，其性能的優劣，在一定程度上取決于車輛駕駛員能否協調配合工作，接受系統的調度和指揮。

2 系統構成

無線傳輸及全程視頻監控管理系統一般由視頻信息采集系統、供電系統、無線傳輸系統及監控中心四部分組成。

2.1 視頻信息采集系統

結合公路實際情況，在公路沿線一側或中央隔離帶每1.5公里范圍內布置一臺攝像機,外場攝像機包括基礎、12米高立柱，以保證遙控攝像機監控角度與范圍符合全線視頻監控無盲點的標準。供電系統采用太陽能電池板供電方式，供電系統主要由太陽能電池板電池組件、太陽能電池板控制器、蓄電池組等構成。電池板安裝在攝像機立柱5米以上的位置，蓄電池可安裝在地面或埋在地下用水泥封固。該系統將太陽能電池板轉換成電能向蓄電池充電，蓄電池的直流輸出經過逆變器逆變后，向監控攝像機設備供電。太陽能電池板設備原則上設置在路側，如遇路側綠化樹木高度影響太陽能電池板板的安裝，則將其安裝在中央隔離帶。

2.3 無線傳輸系統

系統采用無線通道傳輸，外場攝像機直接與無線傳輸服務器相連，無線服務器可以實現視頻圖像的編解碼及IP路由器功能，根據無線傳輸網絡的帶寬及傳輸特性，建議每個監控點安裝多卡信息化建設集成服務器，圖像經無線傳輸服務器編解壓縮后成為適合無線網絡的MPEG4圖像格式，編碼壓縮處理后的監控信息通過無線網絡匯集到監控管理中心。

2.4 監控中心

監控中心能看到各監控點的實時狀況，監控人員可通過監控中心局域網或Internet遠程實時瀏覽視頻圖像、遙控攝像機。所有圖像接入存儲服務器及磁盤陣列進行圖像存儲及查詢。監控中心的管理人員可通過全程視頻監控系統實時了解公路沿線全部的公路條件和交通運行狀況以及交通異常事件現場的真實情況。通過視頻監控了解到路段的所有運行細節，實現對公路異常事件的性質的準確判斷，并根據不同的運行狀態按照各種運行預案做出正確的事件控制決策，采取適當的交通控制措施，利用設置于公路沿線的可變情報板向過往司乘人員提供及時的路況信息和繞行信息，實現最大限度地保障行車安全和交通暢通。

3 系統特點及系統局限性

傳統視頻監控多采用有線傳輸及供電模式，需要鋪設專用光、電纜進行圖像數據傳輸及設備供配電，施工難度大，工期長，對路面破壞較大。無線視頻及數據綜合監控管理系統在供電方式上采用太陽能電池板供電；在傳輸方式上成功實現了圖像壓縮編碼標準H.264/MPEG4的算法，使得可利用無線公共移動通信網的傳輸動態實時圖像，既很好的解決了系統供電問題，又很好的解決了傳統監控系統對數據傳輸的限制。利用無線網絡視頻圖像，根據今后無線網絡建設情況，無線傳輸設備可平滑升級到3G網絡。無線視頻監控系統是利用現有無線上網技術進行視頻數據傳輸的新型系統。它采用了先進的視頻壓縮算法及流媒體視頻數據壓縮技術和無線傳輸網絡解決方案，整合了無線數據通信功能和數字視頻編碼功能的便捷式系統。它把攝像機圖像經過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通信終端連接到無線傳輸網絡，實現視頻數據的交互、發送/接收、加解密、編解碼、鏈路的控制維護等功能。根據應用，把實時動態圖像傳到任何Internet網絡覆蓋的地方，可以通過Internet從系統終控端得到實時圖像信息，并通過Internet實時的發布信息。該系統整合了無線網絡和Internet網絡的優勢，在空間和距離上產生突破性拓展。無線傳輸及全程視頻監控管理系統具有如下優點：

(1)太陽能電池板供電節能、環保；(2)無纜式獨立供電，組件靈活、小巧，方便安裝與組網；(3)全低壓直流供電方式，能源利用效率高，安全性好；(4)設備維護費用少、施工對沿線綠化及路面破壞小，施工協調方便；(5)采用無線網絡，徹底無線化，解決了窄帶無線通道傳輸視頻數據流的問題。相對于有線傳輸及傳統供電方式本系統也具有一定的局限性：

a)采用太陽能電池板供電方式，天氣和安裝角度對設備有一定影響。

b)采用無線網絡方式，圖像清晰度及實時控制性受無線網絡環境影響。

4 實行無線視頻及數據綜合監控管理系統的意義

4.1 改善公路通行質量方面

實施公路無線傳輸及全程視頻監控管理系統不僅能改善高峰期間車輛行駛的平均速度，增加高峰期間的交通流量，減少交通堵塞程度和車輛延滯時間，同時也能大大減少交通事故和保證交通安全，節約燃料和減少車輛的磨損，縮短運輸時間，減少污染，體現智能交通公路快速、安全、舒適和高效率的功能。

4.2 緊急救援方面

由于某種原因發生交通事故、危險品事故、自然災害等造成人員、車輛損壞后，配合全程監控系統判斷是否需要啟動緊急救援預案，爭取最短的時間內對事故進行處理，預防二次事故的發生。根據事故情況確認是否需要進行救援，并上報公路相關部門。事故和需要救援確認后。根據實際事故情況和可利用的資源對系統提出的方案進行修正，確定救援路線、配備人員、救援工具選擇、需要通報事故請求支援的其他社會部門以及相互通信方式等。并通過與參與救援的相關部門協調，確定緊急救援指揮結構構成。在緊急救援預案執行完畢后，應對救援過程進行總結，提交事故處理報告，保存到事件處理記錄數據庫中。進行救援預案評估，以優化預案流程。對預案中提到的人力資源、物力資源、社會資源可用性進行確認并保存，并對事件處理記錄數據庫的數據資源進行維護，分類整理，以供查詢。由此可見無線傳輸及全程視頻監控管理系統具有較為顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。

結語

無線傳輸及全程視頻監控管理系統的實施，將極大地提高路段智能化管理水平。因此，公路全程視頻監控的遠期目標是通過大力推動全程視頻監控系統建設，爭取早日實現重要公路視頻檢測無盲點，盲區，更好地為出行者提供全方位的服務，提升公路管理單位的服務，管理層次，使現代化公路成為安全、暢通、高速、高效的綠色通道。

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