浅谈高速公路视频监控系统优化设计

摘 要：道路交通系统是人员、物资的流通和运输的重要枢纽，在社会经济的运行过程中，具有不可代替的作用。高速公路以其快速灵活的特点，逐渐受到了社会的关注，并且在近年来得到了快速发展。因此，高速公路的视频监控系统的发展也日显重要。文章结合某高速公路的实际情况和高速公路视频监控的需要，对该高速公路提出了相应监控系统的设计方案。

关键词：设计；高速公路；监控系统

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0074－02

目前，随着社会的发展和现代科技的进步以及我国经济对道路交通的巨大需求，高速公路的建设也以前所未有的速度发展着，对于视频监控系统的要求也随之提高。视频监控系统是延伸监控管理人员视野的有力工具，管理人员可以及时、直观地了解高速公路沿线各路段的交通运行实况，使得他们准确地对一些突发事件做出及时的应对方案，确保高速公路更好地运作，因此，如何规划设计高速公路视频监控系统至关重要。

1 高速公路视频监控建设目标及要求

1.1 建设目标

某高速公路视频监控和管理自下而上分为两层：一是各收费站/服务区，实现本地监控和存储，同时根据需要每个收费站选择2路或4路视频通过综合视频传输系统传输至另一监控中心；二是监控中心，对整条高速公路进行视频监控和管理，道路沿线监控视频上传到监控中心，各收费站/服务区监控视频选传部分到监控中心。

1.2 功能要求

可管理性：应对高速公路规模的监控，需要快速方便的对所有监控设备进行管理；支持分级分域的管理，满足高速公路区域监控中心、路段中心等不同的监控需求。

可靠性：应对公共应急事件时，需要保证监控系统可靠、快速地调阅当时历史图像。

易使用：随着高速监控规模扩大，需要能够方便、快捷地使用，即时发现道路意外情况。

与上层应用联动：当安全事件发生，需要能够与各种报警形成联动。

可扩展性：采用开放架构，支持按需扩展。

2 视频监控系统总体设计构架

2.1 视频监控联网建设模式分析

2.1.1 模拟视频监控系统

模拟视频监控系统是以视频矩阵、分割器、录像机为核心，辅以其他传感器的模拟信号传输、控制、处理系统。模式视频监控系统采用视频切换矩阵联网，多路视频光端机上传视频图像。主要特点是：视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，一定距离范围内图像质量保持得很好。

2.1.2 模数结合的视频监控系统

数字硬盘录像机（DVR）应用到模拟监控系统中，将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，这就形成了模数结合的监控系统，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和管理的智能化。

与模拟时代相比，模数结合视频监控系统由于光传输技术和视频编解码设备的应用，使得整个系统变得庞大，并且在系统内实现了组织层次，可以对系统内所有视频信号进行存储、查询，并使得系统在整体功能扩展的同时，监控系统的结构具有一定的灵活性和设计空间。

2.1.3 IP智能视频监控系统

IP智能视频监控系统是以视频编码器和数字视频传输设备为核心，前端采用模拟摄像机，通过视频编码器，将模拟视频经过数字化、压缩、打包等过程变成基于网络协议的视频流，在视频监控的前端完成网络化、数字化，视频流通过网络进行传输。视频的用户可利用软件进行解码，在计算机网络上进行显示和处理，也可通过硬件解码，解出模拟视频信号输出到监视器，利用键盘进行控制，利用分布在网络上的服务器或其他类型的网络存储设备根据需要进行视频存储；利用视频管理软

件完全取代视频控制矩阵。由于扁平化的网络结构，任何授权的用户都可根据权限进行视频监控、调用以及查看录像。

2.2 视频监控系统构架

针对传统监控存在的问题与不足，结合高速公路的监控需求，为了有效地维护高速公路秩序和安全，保障高速公路顺利运营，本项目采用已经成熟的IP编码数字监控技术，即IP智能视频监控系统。

2.2.1 视频编、解码器

编解码器支持H.264、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，提供从单路到16路各种密度的规格；支持实时流和存储流双流设计；支持高至8 Mbps的高清数码流或低至128 Kbps的标清数码流，并且可以根据用户需求任意调整；采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。

2.2.2 网络视频存储系统

专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统；存储资源可以根据需求分布式部署并加以统一资源管理和调度；支持动态存储资源管理、在线部署，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户要求；可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能，同时支持NAS备份功能。

2.2.3 系统管理平台

包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器。视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据，支持对系统所有存贮资源进行全方位的监控和管理；支持不间断的视频检索、回放等业务。客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理，并集成了基本的GIS功能方便用户操作。

2.2.4 承载网络系统

采用充分组播优化的系列交换机对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换。通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制。同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。

3 视频监控系统总体结构设计

3.1 道路沿线监控

采用EPON组网，路况监控球机接入前端编码器，多个编码器通过一根EPON光纤接到中心交换机上，布线方便节省光纤资源。

3.2 收费站/服务区监控

配置球机/枪机连接到编码器，编码器通过电口或SFP光纤接入交换机中。

3.3 监控中心

配置管理服务器和基于IPSAN技术的NVR网络录像设备，配置相应的客户端和解码设备，实现对电视墙的控制管理。

监控中心一旦发现道路出现意外情况，即时通知相应部门进行紧急处理；同时可以通过电子情报板即时通知在道路上行驶的车主，避免给车主带来影响。

4 高速公路视频监控系统发展方向展望

高速公路视频监控系统发展了多年，已经逐渐从模拟时代向数字时展，在这种大背景下，下一阶段的发展方向是融合化、联网化、标准化、专业化、清晰化和智能化。

4.1 融合化

高速公路监控系统包含了视频监控、卡口计费管理、车辆识别系统和测速等多个信息系统，在以往的建设中，这些系统各自为政，无法形成一个统一完善的系统，随着公路信息化建设的不断深入，用户对各系统间的协同工作提出了强烈需求，视频监控与其他信息系统间的融合必将成为公路安防建设的发展趋势。

4.2 联网化

随着用户管理要求和手段的不断提高，建设重点转向高速公路的安全、高效运营。目前，我国绝大部分省份高速公路已形成路网，单独路段的异常事件造成影响的范围会越来越广，必然要求相临路段之间能互通协调，这就带来了联网的需求。

4.3 标准化

视频监控品牌林立，没有一个统一的标准，造成难于联网的状态，标准化将是未来发展的一个趋势。

4.4 专业化

随着公路信息化建设的不断深入，用户越来越需要针对公路应用需求定制的产品和系统，需要的是公路图像信息综合管理系统而不是一个简单的监控系统，所以面向公路专业化的视频监控系统解决方案是将来市场发展的一个趋势。

4.5 高清晰

我们可以看到高清晰的IP摄像机已经开始普及，从国外厂家到国内厂家、从知名企业到山寨版都有高清系列的设备，可以想象随着高清设备的价格下降和普及，道路监控中看不清的问题将逐渐被解决，高速公路视频监控高清晰必将是一个发展趋势。

5 结束语

高速公路视频监控系统是衡量一个城市道路交通管理水平的重要体现，是实现一个城市乃至整个国家经济快速发展的重要工具。建立合理、有效的高速公路视频监控管理系统，可以使相关管理人员在第一时间发现问题，提出应对措施及应急预案，并即时通知车主，带来更高的客户满意度，从而有利于道路交通系统以及国民经济的快速发展。

参考文献：

［1］赵程程.安防监控系统图像采集板卡的研究与实现［D］.中原工学院，2011.

［2］祁斌.安防监控系统的设计及其视频监控子系统的实现［D］.东北大学，2008. （编辑：王昕敏）

On the Optimization Design of Highway Video Surveillance System

Yang Jinsheng

Abstract: Road traffic system is an important hub of the flow and transportation for officers and supplies, which has an irreplaceable role in the process of socio－economic operation. Highway with its fast and flexible features, is gradually drawing the concern of society, and has been getting a rapid development in recent years. Therefore, the development of highway video surveillance system is also increasingly important. The article, in conjunction with highway actual situation and the needs of highway video surveillance, proposes the design program of corresponding surveillance system for highway.

Key words: design; highway; surveillance system