摘要：随着高清监控技术逐步应用到交通领域，高清视频监控将是高速公路发展的必然趋势。本文介绍了福诏高速公路视频监控系统的组成、传输模式及在高速公路中的主要应用。
关键词：高清;视频监控;高速公路
福诏高速公路是海峡西岸经济区高速公路网布局规划“三纵八横三环三十二联”中的福州到广东高速公路的重要组成部分，是珠江三角洲入闽的重要通道。路段全长107km，设有6个收费站，1个监控分中心。沿线共有9座隧道，2个枢纽互通全线共有监控点323个，其中收费监控142个，道路监控181个。本路段自2013年12月建成通车以来，车流量呈快速增长的态势。
1概述
随着高速公路建设里程的不断延伸，使得收费站、隧道的数量及里程不断增加。由于高速公路因为其跨度长、车流量大，难以依靠人力对其有效管理，因此必须采用先进管理技术，保证高速公路即使在交通量大、恶劣天气下也能正常运行，让管理人员能够，可以直观地、实时地监测道路沿线、所站、隧道内外交通运行情况和事故现场，为抢险救灾提供现场实时图像[1]。
2视频监控系统系统构成
视频监控系统主要实现视频图像的采集、传输和显示等功能，通过摄像机将视频信号采集到监控系统中，由传输设备传至监控分中心，并输出至监视器、硬盘录像机等设备[2-3]。用户通过控制键盘、解码器等控制系统完成相应的控制功能。如图1所示：
图中可以看到视频监控系统主要有以下组成：前端设备：摄像机。
传输设备：视频光端机、以太网光端机、三层以太网交换机、视频编解码器、视频分配器等。
存储控制设备：硬盘录像机、控制键盘、监视器、多媒体管理工作站等。
3视频监控系统的传输方式
传输方式：
1)点对点光端机传输：优点是实时性、稳定性好，缺点是占用光纤资源多，一路视频需占用一芯光纤(应用：收费广场图像——收费站、外场高清图像——视频集中点);
2)节点光端机传输：以级联的方式传输，能够大大节省光纤资源，缺点是稳定性差，一个节点故障会影响其他节点。由于目前新建路段光纤资源充足，该方式已逐渐被淘汰(应用：外场模拟遥控摄像机——分中心);
3)通信系统传输：使用通信系统提供的传输通道，具备自愈保护功能，但因目前的MSTP设备容量较小，提供给视频网的带宽极其有限，已经无法满足高清视频传输的需求。若使用OTL设备传输，则不存在带宽瓶颈问题(应用：收费站———分中心、分中心——省中心);
4)交换机光模块传输：使用带光口的三层交换机传输，光模块速率可达千兆以上，传输速率高(应用：视频集中点——分中心)。
根据传输信号的形式不同，可分为模拟视频传输和数字视频传输两种。实际应用中，不管是模拟还是数字的传输系统，都是以上几种方式的结合。模拟视频传输是针对传输距离在三四百米内的情况，一般采用同轴电缆作为传输介质。数字视频传输通过编码器将视频信号压缩为数字信号，再通过IP网络进行传输。在监控大厅可通过解码器将数字信号还原为视频信号。下面介绍下模拟视频传输和数字视频传输在高速公路中的应用：
(1)模拟视频传输。模拟摄像机通过节点视频光端机以级联的方式传至分中心，进入视频分配器。从分配器输出的视频信号分为三路：一路进DVR进行存储;一路上电视墙固定显示;一路进入分中心矩阵进行轮询，如图2所示。
模拟视频监控系统的缺点：
①组网复杂，需要大量的中间设备，无法做到统一、方便和有效的管理;②多级连接过程有损视频信号的质量。
(2)数字视频传输。外场高清摄像机采用以太网光端机点对点传至就近视频集中点，经硬盘录像机集中压缩存储、编码后，通过集中点视频三层以太网交换机上传至监控分中心，如图3所示。
隧道内固定摄像机视频信号三路汇集一处，通过视频光端机点对点传至隧道横洞变，经硬盘录像机集中压缩存储、编码后，通过视频三层以太网交换机上传至监控分中心。
数字视频监控系统系统的优点：①IP化的传输方式无须构建专门的传输网络，组网灵活;②增加视频数量时无须改变现有网络结构，后续扩容方便。
4视频监控系统在高速公路中的主要应用
高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分[4-5]。
4.1收费监控
1)收费出入口广场，正常有三套网络高清摄像机，实现对收费广场车辆排队情况的监视及收费广场突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督;
2)每个收费车道、收费票亭内各布置1套模拟摄像机或网络高清摄像机，完成对收费过程中驾驶员、收费员的全面监视;
3)监控室、财务室、收费所营区、机房等重点区域安装若干个摄像机，监视区域实施情况。
4.2道路监控
1)枢纽互通、匝道互通、服务区等高速互通立交附近布设高清摄像机进行监视，掌握高速公路交通状况;
2)在1km以上隧道内以间隔150m左右洞距离全程布置摄像机，实现隧道内实时重点监控方便及时发现交通阻塞、车辆事故等情况;
3)在特大桥、长下坡等特殊地段布置高清摄像机，监视区域内实时交通流情况，确保高速公路的安全通畅。
5总结
随着高速公路建设里程的不断延伸，对于高速公路视频监控系统来说，监控画面清晰度是最重要的。数字视频监控系统可以实现全高清视频图像，能更清晰的实时观看车辆、车牌及人流情况。而传统的模拟监控系统模式已越来越不适应高速公路的发展需求，将慢慢趋于淘汰。同时随着视频技术飞速发展和管理体制的不断完善，数字视频监控系统的将慢慢推广，为高速公路管理者提供高效的管理手段，为高速公路安全畅通提供有力的保证。
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