探究高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造方案

趙鵬飛

（廣東新粵交通投資有限公司 廣東廣州 510000）

探究高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造方案

趙鵬飛

（廣東新粵交通投資有限公司 廣東廣州 510000）

本文簡要分析了高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用，在此基礎(chǔ)上以邢臨高速公路工程項(xiàng)目為依托，對其視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級改造方案的選擇進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)ν惞こ烫峁┙梃b參考。

高速公路；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；升級改造

1 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用分析

高速公路具有線路長、車速快、車流量大等特點(diǎn)，為此采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對整個(gè)沿線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理是非常必要的。安裝視頻監(jiān)控能夠使道路的通行能力獲得顯著提升，停車次數(shù)也會隨之減少，由此能夠進(jìn)一步降低交通事故的發(fā)生幾率。同時(shí)，可以使高峰期車輛行駛的平均速度獲得有效改善，有助于增加這一期間內(nèi)的交通流量，從而使車輛擁堵問題得到解決，確保了交通運(yùn)行的安全性。此外，全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路檢測無盲區(qū)的目標(biāo)，從而更好地為通行車輛提供全方位的服務(wù)，使高速公路真正成為安全、暢通、高速的行車通道。

2 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造方案選擇

為了便于本文研究，下面以邢臨（邢臺市-臨西縣）高速公路為例，對其視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級改造方案的選擇進(jìn)行論述。該高速公路始建于2003年，2005年正式建成通車，其采用的是雙向4車道設(shè)計(jì)，整條線路上共有8個(gè)收費(fèi)站。近年來，由于交通路網(wǎng)的發(fā)展和車流量的不斷增大，為滿足運(yùn)營需要，決定將原有的雙向4車道，擴(kuò)建為雙向8車道。在車道改擴(kuò)建的同時(shí)，需要對現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。

2.1 現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)分析

該高速公路現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的是光端機(jī)+模擬矩陣的傳輸方式，總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架示意圖

各個(gè)分中心利用光纜與收費(fèi)站、車道、廣場及路面監(jiān)控?cái)z像機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)存在的問題：矩陣擴(kuò)容會導(dǎo)致費(fèi)用劇增，不符合經(jīng)濟(jì)性的原則；以現(xiàn)有的技術(shù)對不同的矩陣進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)困難程度較大；視頻信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)時(shí)，需要進(jìn)行A/D、D/A轉(zhuǎn)換，聯(lián)網(wǎng)級數(shù)有限。該高速公路建設(shè)的比較早，隨著車流量的激增，需要不斷提升道路的服務(wù)水平，由此使得原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)的64路小矩陣無法滿足實(shí)際要求，鑒于此，從以下幾種升級改造方案中選出最優(yōu)一種的作為正式方案。

2.2 系統(tǒng)升級改造方案

（1）方案一：在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充。首先考慮的是原系統(tǒng)擴(kuò)充，這種方案的優(yōu)勢在于基本不會改變用戶原本的使用習(xí)慣，比較容易被用戶所接受。采用該方案進(jìn)行升級改造需要對新增的監(jiān)控點(diǎn)采用大量的光端機(jī)，借此來實(shí)現(xiàn)視頻圖像的實(shí)時(shí)傳輸，并在收費(fèi)站的視頻矩陣控制器上實(shí)現(xiàn)圖像的切換，再通過光端機(jī)將圖像傳給各個(gè)分中心。同時(shí)，其它的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)還需要配置相應(yīng)的光端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。存在的問題：①光端機(jī)會占用大量的光纖資源，整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度較高，由此導(dǎo)致了故障點(diǎn)增多，不利于穩(wěn)定、可靠運(yùn)行；②光端機(jī)的網(wǎng)管能力相對較差，經(jīng)由收費(fèi)站內(nèi)的多類產(chǎn)品進(jìn)行組網(wǎng)后，會使外場設(shè)備的管理難度增大，有可能給監(jiān)控造成盲點(diǎn)。鑒于該升級改造方案的弊端，因此決定不采用該方案。

（2）方案二：應(yīng)用視頻編解碼器。在項(xiàng)目沿線上組成工業(yè)以太網(wǎng)光端機(jī)，并利用圖像編解碼器對視頻圖像進(jìn)行編碼后上傳，尤其是隨著視頻編解器各方面性能的大幅度提升，使這一升級改造方案具有了一定的可行性。但是在該方案中，需要先將模擬視頻信號進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，再壓縮編碼，進(jìn)而才能在數(shù)字通訊線路上進(jìn)行傳輸。目前，常用的視頻圖形壓縮方法在進(jìn)行圖像傳輸時(shí)，需要足夠大的傳輸帶寬才能確保圖像的質(zhì)量，如果帶寬不足，則可能導(dǎo)致圖像模糊，嚴(yán)重時(shí)還會出現(xiàn)馬賽克的情況。這種方案存在的幾點(diǎn)問題：①圖像效果不佳；②圖像在存儲到硬盤錄像機(jī)時(shí)，需要進(jìn)行再次壓縮，兩次壓縮對圖像的存儲效果會造成較大的影響；③新增的監(jiān)控圖像路數(shù)較多，加之原有的圖像路數(shù)，會出現(xiàn)帶寬占用超負(fù)荷的情況，由此容易造成圖像丟幀的問題。該升級改造方案也不適用于本次系統(tǒng)升級改造。

（3）方案三：圖像傳輸平臺。采用一種多業(yè)務(wù)的光傳輸平臺進(jìn)行圖像傳輸方案，選用技術(shù)較為成熟的VAR光傳輸交換平臺，包含數(shù)字視頻光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和視頻矩陣功能，有效解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中傳輸網(wǎng)絡(luò)與矩陣系統(tǒng)相分離導(dǎo)致的視頻質(zhì)量差、系統(tǒng)復(fù)雜程度高、聯(lián)網(wǎng)難度大等問題。VAR平臺能大幅度降低了視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜性，提升了系統(tǒng)的集成度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的性能和可維護(hù)性。該平臺具有良好的獨(dú)立性，不需要對原有系統(tǒng)的運(yùn)行模式進(jìn)行改變，也基本不會對其它系統(tǒng)的工作情況造成影響，所以，該方案是最適宜本次系統(tǒng)升級改造的方案。鑒于此，決定采用這一方案對該高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。

2.3 VAR平臺配置

本次升級改造中選用的VAR系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：遠(yuǎn)端光接入模塊、數(shù)字視頻匯聚接入交換設(shè)備等。前者能夠?qū)⒈O(jiān)控所得的圖像以遠(yuǎn)程的方式進(jìn)行光纖接入，當(dāng)光信號傳至中心之后，會直接進(jìn)入到數(shù)字視頻匯聚接入交換設(shè)備上的光纖接入卡，同時(shí)借助視頻輸出卡，便可將模擬視頻輸出到屏幕墻上。

3 結(jié)論

本文以邢臨高速公路工程為例，對其視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要闡述并針對系統(tǒng)的實(shí)際情況提出了三種升級改造方案，通過分析，方案一和方案二均存在一定的問題，適用性較差，方案三雖然前期投入的成本較大，但效果和優(yōu)勢都非常明顯，因此最終決定選擇方案三作為本次系統(tǒng)升級改造的最終方案。

[1]崔瑾，蔡超.基于DMDU的高速公路全程監(jiān)控改造設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].中國交通信息化，2015（4）：67～68.

[2]白立波.邢臨高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)改造技術(shù)方案探究[J].交通世界（運(yùn)輸·車輛），2015（4）：56～57.

[3]吳劍輝.基于高清卡口的高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[4]趙錫民.甘肅省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)升級改造方案淺析[J].中國交通信息化，2015（11）：137～138.

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1004-7344（2016）29-0169-01

2016-9-25