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傳統的高速公路監控系統建設主要關注點在收費站、服務區、隧道/大橋等，只是部分發達省份的高速公路進行沿線路況監控建設。隨著高速公路基礎建設的不斷完善，對整個高速公路的總體服務質量也提出了更高的要求。如何即時發現道路上發生的問題，并即時事先通知車主，帶來更高的客戶滿意度，是高速公路業主面臨一個新的焦點問題。隨著道路沿線監控點位的增加，一個100公里路段的監控路數將達到200～400路左右的規模，如何管理好這么多的視頻是擺在高速公路業主面前的一個新的問題。 一、需求分析 高速公路監控系統由收費站監控、服務區監控、道路沿線全程監控、隧道監控等組成。道路沿線全程監控可實施交通流量和交通運行監視，對關鍵點進行氣象檢測，對關鍵路段實施交通適時控制，及時發現各種異常情況并采取應急措施，有效地保證高速公路高速、安全、經濟地運營管理。 隨著高速公路監控規模的增加，尤其是隨著道路沿線監控增加的情況下，高速公路的監控需滿足： 可管理性：應對高速公路規模的監控，需要快速方便的對所有監控設備進行管理；支持分級分域的管理，滿足高速公路區域監控中心、路段中心等不同的監控需求； 可靠性：應對公共應急事件時，需要保證監控系統可靠、快速的調閱當時歷史圖像； 易使用：隨著高速監控規模擴大，需要能夠方便、快捷地使用，即時發現道路意外情況； 業務融合：監控業務將是作為高速公路地業務系統之一，需要能夠與其他業務系統進行融合； 與上層應用聯動：當安全事件發生，需要能夠與各種報警形成聯動； 可擴展性：采用開放架構，支持按需擴展。 高速公路監控面臨的挑戰見圖1。 傳統的監控采用模數結合方案由于其難擴展、難管理、難維護等缺點，無法滿足高速公路監控點的增加而提供按需擴展，同時維護困難以及難與上層視頻應用形成聯動。 二、全IP路段解決方案同傳統解決方案對比分析 傳統高速公路通信系統在SDH傳輸網絡基礎上分別建設PBX語音交換系統、計算機IP網絡和基于模擬光纖或IP網絡建設視頻監控系統。 全IP高速公路信息化系統不需要SDH，直接在高帶寬、高可靠IP網絡上建設VoIP語音系統、收費系統、視頻監控系統。 1、兩種方案模型對比（圖1）。 圖 1 傳統信息化模型同全IP通信系統模型對比 2、兩種建網方案綜合對比分析（表1） 三、高速公路IP智能監控解決方案 針對傳統監控存在的問題和不足，結合高速公路的監控需求，為了有效地維護高速公路秩序和安全，保障高速公路順利運營，可以提供整體的監控解決方案——iVS IP智能監控。高速公路監控解決方案組網見圖2。 圖2高速公路監控解決方案組網圖 1、 統一IP承載網絡 系統基于高性能路由交換機構建公路IP網絡傳輸平臺，采用RPR或H3C專利技術的RRPP技術構建IP環網，任何一個節點故障不會導致整個網絡癱瘓，RRPP技術可以利用標準的SFP光纖接口而不是PRP專用接口，組網更加方便靈活和低成本。 2、 道路沿線監控 采用EPON組網，路況監控球機接入前端編碼器，多個編碼器通過一根EPON光纖接入到中心交換機上，布線方便節省光纖資源。編碼器內置交換機功能可以接入IP報警電話方便公路報警。還可以將支持IP接口的可變信號板和氣象站直接接入編碼器交換機端口，實現一網多用，降低整體網絡成本。具體見圖3。 圖3 道路沿線監控圖 3、 服務區監控 配置球機/槍機連接到編碼器，編碼器通過電口或SFP光纖接入交換機中，同時可以選配IP電話方便報警及和中心的互通。具體見圖4。 圖4 服務區監控 4、 收費站監控 專用收費系統可以實現車牌識別和收費管理等功能，通過收費系統在路段中心和監控系統的集成聯動，當出現出入口車牌識別不一致、車牌車型不一致和黑名單車輛告警時，聯動圖像監控系統的圖像彈出、存儲，事后可按照報警信息檢索。 （1）隧道監控 隧道監控分中心可以利用EPON方案進行部署，只需一芯光纖即可進行連接相應的監控點，單芯光纖最大可以級聯32級。如隧道一般100 /150米左右部署監控點，可以節約大量光纖，降低維護量。具體隧道監控見圖5。 圖5 隧道監控圖 （2）監控中心 需配置管理服務器和基于IP SAN技術的NVR網絡錄像設備，配置相應的客戶端和解碼設備，實現對電視墻的控制管理。可以將數據上傳到省級監控中心。具體監控中心工作見圖6。 圖6 監控中心圖 （3）智能業務擴展 未來可以配置智能視頻服務器，直接接收編碼器上傳圖像，自動分析圖像異常情況，當發現諸如逆向行駛、道路穿越、破壞設施等行為時報警并聯動圖像彈出等操作，提高預警能力。還可以和道路機電設施監控系統（SCADA）實現聯動。 監控中心一旦發現道路出現意外情況，即時通知相應部門進行緊急處理，可以根據意外事件的等級進行上報；同時可以通過電子情報板即時通知在道路上行使的車主，避免給車主帶來不變的麻煩。 四、方案優勢 方案充分整合了IP網絡、視頻及IP SAN存儲等領域的技術優勢，同時借鑒了NGN中控制與交換分離的先進理念，方案具備以下特點及優勢。 1、 易管理——靈活方便的管理模式，降低高速公路監控維護成本 管理靈活便利是IP的天然優勢，VM（視頻管理服務器）和DM（數據管理服務器）共同構成IP監控方案的管理核心，可實現對所有監控設備及監控業務的智能化管理。 將IP網管及業務控制平臺的技術應用至IP監控系統，徹底改變傳統監控只能依靠人工進行系統管理和維護的局面，實現編解碼、存儲、網絡傳輸和業務軟件（服務器）四大平臺的統一管理。支持分級分域的管理、靈活的用戶權限管理、自動的設備批量配置、全網設備的統一拓撲視圖、拓撲自動發現管理、全網設備狀態管理、故障自動告警及定位管理和GIS地圖功能。具 系統針對不同的路段中心、區域中心可以采用域管理、用戶管理和云臺控制沖突管理等多種權限管理模式。不同的路段中心、區域中心可以根據指定的權限對監控系統進行操作。這種分級分域的多種管理模式非常適合高速公路監控系統應用，降低高速公路監控的維護成本。 2、高可靠——電信界設備、專業可靠的IP-SAN存儲，滿足高速公路監控的高可靠存儲 該系統采用的設備都是工業級設計，如考慮室外惡劣環境，專門針對室外惡劣環境使用設計，EC1001采用工業級元件，溫度范圍廣：-40～＋75℃。該系統采用了IP-SAN作為監控數據存儲設備，可以在分布式部署的同時實現集中管理、跨域共享、平滑擴容、兼容互通等，此外，在可靠性方面也有很多獨特的優勢，如支持RAID、支持硬盤在線熱插拔、支持硬盤電源短路保護、支持可選冗余熱插拔電源、支持電源自動故障切換等。 3、易使用 （1）實時監視： 便捷的實時監控操作：支持GIS地圖操作、鼠標拖拉、專業鍵盤等多種操作方式； 便捷的圖像調度簡單：基于網絡的全局圖像調度； （2）前端控制：低時延（小于300ms）； （3）查詢回放： 端到端的iSCSI塊存儲，省去流媒體服務器群，簡化網絡架構； 精確到秒級的高效檢索 4、業務融合——實現IP監控、視訊會議、VoIP的多媒體應用融合 支持在IP平臺上的業務融合，一旦出現意外情況，可以召集緊急視頻會議，進行遠程指導、遠程會商，可在視訊會議中觀看監控的實時/歷史回放圖像；視訊會議圖像可廣播至監控指揮中心的DC上電視墻；IP語音可廣播至監控系統的前端監控現場。 5、 易擴展——采用先進的體系架構，標準化技術 iVS方案充分整合了IP網絡、視頻、存儲、信令等領域的技術，采用開放的NGN架構，標準的技術實現。系統將信令控制與媒體流交換分離的先進理念引入視頻監控系統。滿足進行高速公路監控建設時，不會局限于一個廠家，擴容方便，保護用戶投資。 同時，我們看到，高速公路監控所涉及的每個子領域的技術都處在快速的發展中，如監控接入層中的各種無線技術，包括WLAN、GPRS、3G等；網絡承載層中的IPv6、高性能以太網等；控制層的模塊化軟件技術、中間件技術等；業務應用層的IP SAN、圖像識別、人工智能等。iVS方案采用這種標準、開放的架構，有利于每個層次技術的獨立發展及平滑演進，保護用戶的投資。 iVS IP智能監控解決方案很好地解決了目前高速公路綜合視頻監控系統大規模監控所面臨的高密度廣范圍接入問題、海量集中存儲問題、低運營成本和全網統一管理的控制管理問題，并成功降低了大規模監控建設的綜合投資，非常適合于高速公路的監控應用。 |
