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一、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的分類
高速公路監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般可分為三級，從下往上包括：
一）、收費(fèi)站管理所：高速公路路段包括若干個收費(fèi)站，把收費(fèi)亭以及相關(guān)道路攝像機(jī)上傳至收費(fèi)站管理所監(jiān)控；
二）、高速公路路段監(jiān)控分中心：負(fù)責(zé)高速公路該路段的收費(fèi)及道路監(jiān)控，把各收費(fèi)站管理所選擇部分圖像上傳至監(jiān)控分中心；
三）、省監(jiān)控中心、省高速公路管理局需要對省內(nèi)所有的高速公路進(jìn)行統(tǒng)一管理，各高速公路監(jiān)控分中心將視頻信號選擇上傳到省監(jiān)控中心，由省監(jiān)控中心統(tǒng)一監(jiān)控。
從功能來分，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)和公路交通狀況監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。收費(fèi)監(jiān)控主要是根據(jù)收費(fèi)車道**的車輛類型對收費(fèi)員的收費(fèi)過程中進(jìn)行有效的監(jiān)督和記錄。公路交通狀況監(jiān)控主要是監(jiān)視互通立交、隧道等重點(diǎn)路段，及時(shí)掌握交通狀況；另外監(jiān)視高速公路主干線違章車輛，并記錄圖像依據(jù)留待交管部門處理。監(jiān)控系統(tǒng)以科技減低交通管理部門工作強(qiáng)度，保證高速公路的安全通暢。
二、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)施方案
本方案從視頻傳輸和視頻監(jiān)控兩部分來闡述目前高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)。在光纖資源充足的情況下，**使用‘點(diǎn)對點(diǎn)’非壓縮視頻光端機(jī)傳輸，具有圖像質(zhì)量高、實(shí)時(shí)性好、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。對于光纖資源緊張的部分，可以考慮高速公路一般已經(jīng)建立SDH網(wǎng)絡(luò)，把圖像信號壓縮后**網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸。
前端攝像機(jī)與收費(fèi)站管理所，以及收費(fèi)站管理所至高速公路監(jiān)控分中心采用光端機(jī)傳輸圖像方式。原因是沿路的光纖資源充足，并且對干道交通狀況視頻要求圖像質(zhì)量高和實(shí)時(shí)性好，尤其是違章車輛的圖像抓拍更是如此，如果壓縮圖像**網(wǎng)絡(luò)傳輸很難達(dá)到要求。收費(fèi)亭攝像機(jī)與收費(fèi)站管理所距離比較近，可以使用同軸電纜或者infinova的多模光端機(jī)N3630、N3644、N3658等傳輸。N3630一路視頻＋ 一路反向數(shù)據(jù)，用于對廣場快球圖像傳輸與控制；N3644與N3658可以用于對車道和收費(fèi)亭視頻、聲音同步監(jiān)控。對遠(yuǎn)距離的立交、高速干道圖像使用N3830單模光端機(jī)，**大傳輸距離達(dá)120Km。如圖1所示。
 
各收費(fèi)站管理所圖像上傳至高速公路監(jiān)控分中心可以使用‘點(diǎn)對點(diǎn)’的N3844/N3848光端機(jī)或者N3749數(shù)字節(jié)點(diǎn)光端機(jī)，把收費(fèi)站管理所的矩陣輸出選擇幾路圖像上傳至高速公路監(jiān)控分中心。**監(jiān)控分中心矩陣聯(lián)網(wǎng)控制能監(jiān)控高速公路各收費(fèi)站及沿路的所有圖像。
省監(jiān)控中心一般設(shè)在城市里，并且與各高速公路距離都比較遠(yuǎn)，圖像以及所有的數(shù)據(jù)傳輸只能利用有限的光纖�？紤]傳輸視頻數(shù)量比較多，可以充分利用高速公路本身SDH網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，把圖像壓縮**網(wǎng)絡(luò)傳輸成為不錯的選擇。如圖2所示。
 
視頻監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)省監(jiān)控中心與下級的各高速公路監(jiān)控分中心、收費(fèi)站管理所多級聯(lián)網(wǎng)控制。聯(lián)網(wǎng)控制方式分硬件聯(lián)網(wǎng)和軟件聯(lián)網(wǎng)方式，軟件聯(lián)網(wǎng)是**各管理監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，由計(jì)算機(jī)軟件操作管理矩陣主機(jī)來達(dá)到聯(lián)網(wǎng)控制要求，這種方式比較容易兼容各廠家的矩陣，不過受軟件和計(jì)算機(jī)的影響，穩(wěn)定性比較差，控制不靈活，并且成本比硬件聯(lián)網(wǎng)高。如圖3所示。
 
目前**聯(lián)網(wǎng)方式使用級聯(lián)矩陣主機(jī)，各管理所與監(jiān)控中心的矩陣主機(jī)直接互聯(lián)互控。如今大部分CCTV廠家都推出了級聯(lián)矩陣主機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)不同的聯(lián)網(wǎng)方式可分兩個系列：一是串口接口級聯(lián)方式(包括RS232、RS485），二是以太網(wǎng)接口聯(lián)網(wǎng)方式。前者的聯(lián)網(wǎng)方式系統(tǒng)能滿足比較小的二級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，擴(kuò)容不方便。當(dāng)聯(lián)網(wǎng)矩陣系統(tǒng)比較多時(shí)，使用串口（RS232/RS485）聯(lián)網(wǎng)就顯得有些力不從心了。**先串口聯(lián)網(wǎng)布線繁瑣，必須把聯(lián)網(wǎng)的矩陣主機(jī)都**立布設(shè)通信線；其次由于使用串口聯(lián)網(wǎng)，通信口波**率比較低，當(dāng)系統(tǒng)需要控制圖像多，響應(yīng)報(bào)警信號也多時(shí)，串口聯(lián)網(wǎng)方式就不能滿足要求，或者根本就不能上傳報(bào)警信號。以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)方式矩陣主機(jī)可以利用已存在的網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)未來系統(tǒng)擴(kuò)容也非常方便，只要提供以太網(wǎng)接入口就能實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。
收費(fèi)站管理所圖像數(shù)量比較少，使用Infinova的中小型聯(lián)網(wǎng)矩陣系統(tǒng)AD2015系列，AD2015矩陣系統(tǒng)內(nèi)置10M/100M以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)接口，提供**大80路視頻輸入，16路視頻輸出。高速公路監(jiān)控分中心與省監(jiān)控中心使用AD2040矩陣系統(tǒng)，AD2040矩陣主機(jī)**立外置CPU設(shè)計(jì)，單系統(tǒng)容量**大可擴(kuò)容到1024路輸入，128路輸出。支持255個聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)網(wǎng)容量支持8096路輸出，1024路輸出。支持雙CPU熱切換，**的內(nèi)置以太網(wǎng)接口聯(lián)網(wǎng)，**實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號與控制信號多級矩陣聯(lián)網(wǎng)。每一臺矩陣**IP地址區(qū)分，在高速公路監(jiān)控分中心和省監(jiān)控中心的操作鍵盤上選擇對應(yīng)的SITE號碼，就能調(diào)用和控制下屬的所有圖像。以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通信方式是****流行和**普及的通信方式，**以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)矩陣主機(jī)來實(shí)現(xiàn)全省高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)，能充分利用已有的資源，降低聯(lián)網(wǎng)成本，系統(tǒng)穩(wěn)定性也比軟件聯(lián)網(wǎng)有很大提高。以太網(wǎng)的普及也為該系統(tǒng)將來的擴(kuò)容提供了基礎(chǔ)，新增的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)**SDH網(wǎng)與省監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)。