高速公路视频监控系统应用趋势分析 - 安防知识网

本文主要对高速公路视频监控系统的组织架构进行了介绍，重点分析了高速公路视频监控系统的进程，以及在此进程中系统从功能到设备以及系统结构上的变化...

　　本文主要对高速公路视频监控系统的组织架构进行了介绍，重点分析了高速公路视频监控系统的进程，以及在此进程中系统从功能到设备以及系统结构上的变化。

　　我国高速公路在发展时间上虽然起步晚，但在不到20年的时间里，我国的高速公路无论是在总里程还是道路质量方面都取得了令世界瞩目的成就。

　　高速公路视频监控系统在不断的发展中形成了特有的系统结构和功能需求。其作为高速公路机电工程(主要为收费系统、监控系统、通信系统)中的一部分，在高速公路运营管理中发挥着重要的作用。它通过设置在高速公路全线范围内的信息采集设备采集交通流量、路面状况等信息，经过处理判断后，形成交通控制预案，对高速公路的交通进行控制和疏导，确保道路行车安全并及时处理道路紧急事件，其建设水平也代表了一条高速公路的服务水平。

　　高速公路视频监控系统组成架构

　　高速公路视频监控系统从地理位置上进行划分，主要分为三个部分：收费站监控系统、路段监控系统、隧道和特大桥监控系统。

　　而按照功能划分，其主要由前端摄像设备、传输设备、主控设备以及后端设备四部分组成。前端设备主要是各类摄像机图像采集;传输设备主要肩负着将视频信号输送至主控设备的任务，其中光传输技术的应用，在提高传输速度和效率的同时，保证了高品质的视频信号质量;主控设备是整个视频监控系统的核心，起到指挥和调度等功能;后端设备主要为视频分配设备、视频存储设备以及视频显示终端设备。

　　从系统功能上进行划分，高速公路监控系统可分为多个监控子系统，如视频监控子系统(CCTV)、车辆检测子系统、路面状态及气象检测子系统、信息发布子系统、楼宇监控子系统、电力监控子系统、火灾报警子系统、隧道环境检测子系统等等。毫无疑问，视频监控子系统以其直观、实时、功能可扩展等特性，占有不可替代的地位。

　　高速公路视频监控系统发展阶段

　　在视频监控系统的发展同时，高速公路视频监控系统的发展也经历了三个时代。我们将重点讲述高速公路视频监控系统在三个时代从系统功能到设备更新以及系统结构上的变化。[nextpage]

　　模拟时代

　　模拟监控时代视频图像以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。视频监控系统中应用的所有设备，从图像采集、视频传输、视频分配和视频控制以及视频图像的存储，均为模拟设备。

　　由于构成系统的设备功能单一，导致模拟视频监控系统需要连很多的连线，用于视频传输、视频分配、视频控制和视频存储。系统的扩容就意味着增加更多的设备，更多的线缆，甚至更多的机房空间。模拟信号在后端的处理和管理也存在诸多弊端，面临实时查询、跨部门实时信息共享等复杂需求时，模拟视频监控数据处理的低效之弊端更是暴露无遗。

　　半数字时代

　　半数字时代又可以称为数字-模拟时代，也就是说在视频监控系统的架构中，采用同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录像主机(DVR)进行数字处理与存储。半数字时代的高速公路视频监控系统经历了两个阶段：基于E1/2M网络的视频监控系统和基于以太网络的视频监控系统。

　　与模拟时代相比，半数字时代由于光传输技术和视频编解码设备的应用，远距离的视频信号传输得以实现。使得整个系统变得庞大，并且在系统内实现了组织层次，如收费站级别、分中心级别、中心级别之间可以进行级联控制、联网调用、查询。数字技术(数字硬盘录像机)的应用，可以对系统内所有视频信号进行存储、查询。数字技术和网络技术的融合应用，使得系统在整体功能扩展的同时，监控系统的结构具有了一定的灵活性和设计空间。

　　半数字时代的贡献之一是在计算机网络平台上设计出完全可以取代视频控制矩阵的视频管理软件，视频管理软件可以通过协议兼容，对下一层的视频控制矩阵进行操作，控制矩阵的视频输出，通过有限的视频编解码器查看所有的接入图像;缺点是同时可以观看到的视频图像受到视频编码器数量的限制。

　　我们要特别注意这一时代的变化，因为它不仅起着承上启下的桥梁作用，更重要的是为全数字视频监控网络的架构提供了清晰的思路。[nextpage]

　　全数字时代

　　全数字视频监控网络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或采用一体化的网络摄像机，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(如图1)。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。

　　这个系统的最大特点是将分层的网络结构变成扁平的硬件管理平台。高速公路视频监控系统中，全数字化以前的网络结构基本上分为三层，收费站-监控分中心-监控中心，系统只能够由高级别到低级别实现单向的视频控制。为了节约硬件投资，收费站的视频图像将不会全部通过视频编解码器传输至监控分中心和监控中心，只能通过矩阵级联的方式实现有限的视频观看，并不能满足全部视频图像实时观看的要求。而全数字化视频监控彻底打破了收费站-监控分中心-监控中心的分层壁垒。全数字视频监控系统架构在以太网的传输平台上，设备之间实现了互联，在系统内任一网络接口都可以访问全部视频网络，在权限允许的范围内进行操作。[nextpage]

　　高速公路视频监控系统发展趋势

　　高速公路机电项目机电系统的完善，对视频监控系统提出了更高的要求。首先，高速公路的视频监控系统将继续数字化进程，提高视频图像的编码和传输质量，尽量减少视频数据对带宽的占用。其次，视频图像将和各类视频检测器设备进行配合或者融合，完成诸如交通流量、道路事件的检测，充分扩展其功能。视频车辆检测器、视频事件检测器、视频超速抓拍设备都已经在高速公路有了成功应用的案例。最后，视频监控系统将和其余监控子系统进行数据交换，信息共享，按照一定的监控策略协同完成数据的采集、处理，通过信息发布来疏导交通，确保道路通畅和行车安全。

　　因而，笔者认为视频监控系统未来的发展趋势主要体现在如下五个方面。前端设备一体化：多种功能集于一身，并可灵活配置;视频信号数字化：使高效率的传输和灵活的组网成为现实;视频监控系统的网络化，不再限于局域网的狭小范围，在互联网上也可以实施全面的查询和管理，同时为提高高速公路的服务质量拓展了广阔的空间;视频监控系统高度集成化，确保系统的兼容性和可持续研发的扩展性;视频监控系统与其他监控子系统将在数字化技术平台上加速融合进程，互为依托、相互促进，产生适合高速公路运营管理思想的道路控制策略，并可根据变化调整。