高速路監(jiān)控方案

1、1.概述高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是通過沿線的外場設(shè)施（各類檢測、顯示等裝置）及時、準(zhǔn)確、完整地收集并預(yù)告前方道路的各類信息，如交通量、事故、路況等，道路使用者通過監(jiān)控中心的監(jiān)視（顯示）設(shè)備直觀地了解交通運(yùn)行狀況。在發(fā)生交通異常時，能即使確定事故或手阻區(qū)域，并實時發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)和救援信息。隨著計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，由單一的計算機(jī)集中處理方式代之為多計算機(jī)功能分散的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)處理方式，從而使系統(tǒng)可靠性提高，程序編制簡單，易于維護(hù)和功能擴(kuò)展，由于光纜超小型計算機(jī)及微電子技術(shù)的發(fā)展，使應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)中的各種設(shè)備向智能化方向發(fā)展，使今后高速公路

2、的監(jiān)控系統(tǒng)具有更強(qiáng)的功能。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心及信息提供子系統(tǒng)三大部分組成。信息采集子系統(tǒng)包括：車輛檢測器、氣象檢測器、緊急電話和巡邏車；監(jiān)控中心是高速公路全線路監(jiān)控系統(tǒng)的最高層即控制中心，主要負(fù)責(zé)全線路范圍內(nèi)交通情況的監(jiān)視和控制；信息提供子系統(tǒng)包括交通標(biāo)志、標(biāo)線和信號等，是交通監(jiān)控管理為汽車用戶服務(wù)的主要形式。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)實質(zhì)上是一個閉環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入是反映公路上車輛運(yùn)行情況的交通參數(shù)和交通狀況，這些信息經(jīng)監(jiān)控系統(tǒng)分析、處理、判斷后，可發(fā)生指令，控制道路情報板，變更其顯示內(nèi)容，實施對交通流的調(diào)節(jié)和控制，其性能的優(yōu)劣，在一定程度上取決于車輛駕駛員能否協(xié)調(diào)配合工作

3、，接受系統(tǒng)的調(diào)度和指揮。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)不僅能改善高峰期間車輛行駛的平均速度，增加高峰期間的交通量，減少交通堵塞程度和車輛延滯時間，同時也能大大減少交通事故和保證交通安全，節(jié)約燃料和減少車輛的磨損，縮短運(yùn)輸時間，減少污染，發(fā)揮高速公路快速、安全、舒適和高效率的功能。監(jiān)控系統(tǒng)具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。高速公路與一般公路相比，具有線型好、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高、交通流量大、行車速度快等特點(diǎn)，如不采用先進(jìn)的管理措施，在交通量大、氣候惡劣的情況下，極易發(fā)生交通事故和交通阻塞。為此，在一些車流量非常大的高速公路上部署全程的監(jiān)控系統(tǒng)就是必不可少了。這些監(jiān)控系統(tǒng)可實施交通流量和交通運(yùn)行監(jiān)視；對關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)

4、行氣象檢測；對關(guān)鍵路段實施交通適時控制；及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應(yīng)急措施，保證高速公路高速、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營管理。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費(fèi)監(jiān)控和道路監(jiān)控兩部分。收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對收費(fèi)站的車道、收費(fèi)廣場、收費(fèi)亭的收費(fèi)情況，對收費(fèi)車道通過的車輛類型、收費(fèi)員的操作過程以及收費(fèi)過程中的突發(fā)事件和特殊事件進(jìn)行觀察和記錄，實施有效的監(jiān)督。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點(diǎn)路段進(jìn)行監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，及時給予引導(dǎo)，保證高速公路的安全通暢，目前高速公路中對視頻信號的監(jiān)控和管理自下而上可分為以下幾層：（1）收費(fèi)站：各收費(fèi)站需要對本地

5、的視頻信號進(jìn)行監(jiān)控。各收費(fèi)站所轄的攝像機(jī)信號全部引入本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)，收費(fèi)站對本地所有圖像進(jìn)行監(jiān)控管理。（2）監(jiān)控分中心：一條高速公路通常設(shè)置幾個路段監(jiān)控分中心，分別對某一路段進(jìn)行監(jiān)控和管理。各收費(fèi)站圖像根據(jù)路段監(jiān)控分中心要求選擇幾路上傳，路段監(jiān)控分中心對路段中各收費(fèi)站上傳的圖像進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。（3）監(jiān)控中心：多條高速公路的統(tǒng)一管理通常根據(jù)地域劃分為若干個片區(qū)來進(jìn)行。一個片區(qū)對某一區(qū)域內(nèi)相臨或相連的幾條高速公路進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。這幾條高速公路的監(jiān)控分中心根據(jù)片區(qū)監(jiān)控中心的要求上傳圖像，片區(qū)監(jiān)控中心對各路段監(jiān)控分中心上傳的圖像進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。（4）省監(jiān)控中心：各省高速公路管理局需要對

6、省內(nèi)所有的高速公路進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和調(diào)度。各片區(qū)監(jiān)控中心將自己所轄區(qū)域內(nèi)的視頻信號選擇上傳到省中心，由省中心統(tǒng)一監(jiān)控和管理。省中心、監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心之間采用聯(lián)網(wǎng)分級控制?？刂菩盘柌捎弥鸺夀D(zhuǎn)發(fā)的形式轉(zhuǎn)發(fā)到需要控制的設(shè)備。為了進(jìn)一步滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們文明生活的高標(biāo)準(zhǔn)要求，創(chuàng)造一個安全、方便、快捷、高效的交通與生活環(huán)境，并根據(jù)各種不同建筑類別的需要，從項目的具體實際出發(fā)，做到配置合理，留有擴(kuò)展余地，技術(shù)先進(jìn)，性能價格比高，確保系統(tǒng)性能高質(zhì)量，高可靠性。本方案根據(jù)項目提供的相關(guān)文件，并根據(jù)項目的實際需求，參照有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合我公司從事過的多個項目所積累的經(jīng)驗，編制出這套技術(shù)方案

7、。若對本方案的內(nèi)容或其它方面有不詳盡之處，我們隨時歡迎您們的寶貴意見。2. 設(shè)計原則本項目方案設(shè)計遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護(hù)及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。本系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的；設(shè)計方案具有科學(xué)性、合理性、可操作性。其具有以下原則：1、先進(jìn)性與適用性系統(tǒng)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平；同時，系統(tǒng)的安裝調(diào)試、軟件編程和操作使用又應(yīng)簡便易行，容易掌握，適合中國國情和本項目的特點(diǎn)。該系統(tǒng)集國際上眾多先進(jìn)技術(shù)于一身，體現(xiàn)了當(dāng)前計算機(jī)控制技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展水平，適應(yīng)時代發(fā)展的要求。同時系統(tǒng)是面

8、向各種管理層次使用的系統(tǒng)，其功能的配置以能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準(zhǔn)則，其操作應(yīng)簡便易學(xué)。2、經(jīng)濟(jì)性與實用性充分考慮用戶實際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢，根據(jù)用戶現(xiàn)場環(huán)境，設(shè)計選用功能和適合現(xiàn)場情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過嚴(yán)密、有機(jī)的組合，實現(xiàn)最佳的性能價格比，以便節(jié)約工程投資，同時保證系統(tǒng)功能實施的需求，經(jīng)濟(jì)實用。3、可靠性與安全性系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復(fù)的功能，同時系統(tǒng)具有一整套完成的系統(tǒng)管理策略，可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。4、開放性以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設(shè)計，同時還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀

9、和技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，具有RJ-45網(wǎng)絡(luò)通訊口，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。5、可擴(kuò)充性系統(tǒng)設(shè)計中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級的可能。并根據(jù)今后該項目工程的實際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，同時，本方案在設(shè)計中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。6、追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置在滿足用戶對功能、質(zhì)量、性能、價格和服務(wù)等各方面要求的前提下，追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置，以盡量降低系統(tǒng)造價。7、保留足夠的擴(kuò)展容量該項目設(shè)備的控制容量上保留一定的余地，以便在系統(tǒng)中改造新的控制點(diǎn)；系統(tǒng)中還保留與其他計算機(jī)或自動化系統(tǒng)連接的接口；也盡量考慮未來科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。8、提高監(jiān)管力

10、度與綜合管理水平本項目系統(tǒng)設(shè)備控制需要高效率、準(zhǔn)確及可靠。本系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)對各子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控，時時動態(tài)撐握監(jiān)視及報警情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動強(qiáng)度，減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員；另外，系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運(yùn)行，在最佳情況下運(yùn)行，既可節(jié)能，又可大大減少設(shè)備損耗，減少設(shè)備維修費(fèi)用，從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。3. 設(shè)計規(guī)范和依據(jù)1、智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GBT503142000)2、建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(DB32/191-1998)3、城市住宅建筑綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范(CECS/119-2000)4、建筑與建筑群綜合面線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范(GB/T50311-

11、2000)5、民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范(JGJ/T16-92)6、民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(GB/50198-94)7、系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求(GB14050-93)8、安全防范工程程序與要求(GA/T75-94)9、安全防范工程驗收規(guī)則(GA/T308-2001)10、工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范(GBJ115)11、安全檢查防范系統(tǒng)通作圖形符號(GA/74-94)12、消防聯(lián)動控制設(shè)備通用技術(shù)條件(GB168061997)13、火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范(GB50116-98)4. 系統(tǒng)功能和特點(diǎn)本著系統(tǒng)既要先進(jìn)、實用、成熟、可靠，又要做到系統(tǒng)開放性、可擴(kuò)展性好，兼顧投資合理、效益最佳的目

12、的。閉路電視監(jiān)控對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理，使這些設(shè)備得以安全、可靠、高效地運(yùn)行，最大限度地發(fā)揮智能管理的作用，創(chuàng)造安全、健康、舒適宜人和能提高工作效率的優(yōu)良環(huán)境，節(jié)約能源，并減少維護(hù)人員。根據(jù)本項目的環(huán)境需要,并接合功能需求建立本項目閉路電視監(jiān)控，1、系統(tǒng)具有以下功能：CCTV要要任務(wù)是對建筑物內(nèi)重要部位的事態(tài)、人流等動態(tài)狀況進(jìn)行宏觀監(jiān)視、控制，以便對各種異常情況進(jìn)行實時取證、復(fù)核，達(dá)到及時處理目的。1) 實現(xiàn)各種遙控信號云臺控制：上、下、左、右鏡頭控制：變焦、聚集、光圈錄像控制：定點(diǎn)錄像、時序錄像防護(hù)罩控制：雨刷、除霜、風(fēng)扇、加熱2) 對視頻信號進(jìn)行時序、定點(diǎn)切換、編程。3) 察看

13、和記錄圖像，應(yīng)有字符區(qū)分并作時間(年、月、日)的顯示。4) 實現(xiàn)同步切換：電源同步或外同步。5) 接收安全防范系統(tǒng)中各子系統(tǒng)信號，根據(jù)需要實現(xiàn)控制聯(lián)動或系統(tǒng)集成。6) 內(nèi)外通信聯(lián)系。7) 安保監(jiān)視電視系統(tǒng)與安全報警系統(tǒng)聯(lián)動時，應(yīng)能自動切換、顯示、記錄報警部位的圖像信號及報警時間。8) 電源控制攝像機(jī)應(yīng)由安?？刂剖乙龑＞€統(tǒng)一供電，并由安?？刂剖也僮魍?、斷。對離安?？刂剖逸^遠(yuǎn)的攝像機(jī)統(tǒng)一供電確有困難時也可就近解決，如果系統(tǒng)采用電源同步方式的，則必須與安?？刂剖覟橥嗟目煽侩娫?。2、系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：系統(tǒng)具有運(yùn)行檢測調(diào)節(jié)的閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),自動檢測、自動判斷、人工確認(rèn)、指令建議、交通誘導(dǎo),電子地圖、仿真

14、轄區(qū)的交通設(shè)施、周邊環(huán)境及交通狀況,多重時間告警與閉錄電視監(jiān)視的聯(lián)動取證,大屏幕動態(tài)演示全線實時變化,簡潔圖形和菜單式人機(jī)界面，點(diǎn)選按鈕方便調(diào)用系統(tǒng)各項功能,公路交通監(jiān)控全過程的信息記錄、儲存、查詢、輸出,遠(yuǎn)程監(jiān)控廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具備路網(wǎng)通道控制模型。1)MJPE時法壓縮技術(shù)MJPEG!指MotionJPEG,即動態(tài)JPEG按照25幀/秒速度使用JPEG算法壓縮視頻信號，完成動態(tài)視頻的壓縮。是由JPEG專家組制訂的，其圖像格式是對每一幀進(jìn)行壓縮，通常可達(dá)到6：1的壓縮率，但這個比率相對來說仍然不足。就像每一幀都是獨(dú)立的圖像一樣。MJPEGB像流的單元就是一幀一幀的JPEG畫片。因為每幀都可任意存取

15、，所以MJPEG常被用于視頻編輯系統(tǒng)。動態(tài)JPEG能產(chǎn)生高質(zhì)量、全屏、全運(yùn)動的視頻，但是，它需要依賴附加的硬件。而且，由于MJPE"是一個標(biāo)準(zhǔn)化的格式，各廠家都有自己版本的MJPEG雙方的文件無法互相識別。MJPE弼優(yōu)點(diǎn)是畫質(zhì)還比較清晰，缺點(diǎn)是壓縮率低，占用帶寬很大。一般單路占用帶寬2M左右。2）H.264壓縮技術(shù)H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是專為中高質(zhì)量運(yùn)動圖像壓縮所設(shè)計的低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。H.264采用運(yùn)動視頻編碼中常見的編碼方法，將編碼過程分為幀內(nèi)編碼和幀間編碼兩個部分。埃幀內(nèi)用改進(jìn)的DCT變換并量化，在幀間采用1/2象素運(yùn)動矢量預(yù)測補(bǔ)償技術(shù)，使運(yùn)動補(bǔ)償更加精確，量化后適用改進(jìn)的變

16、長編碼表（VL。地量化數(shù)據(jù)進(jìn)行嫡編碼，得到最終的編碼系數(shù)。H.264標(biāo)準(zhǔn)壓縮率較高，CIF格式全實時模式下單路占用帶寬一般在幾百左右，具體占用帶寬視畫面運(yùn)動量多少而不同。缺點(diǎn)是畫質(zhì)相對差一些，占用帶寬隨畫面運(yùn)動的復(fù)雜度而大幅變化。3）MPEG-1（VC的準(zhǔn)）壓縮技術(shù)制定于1992年，為工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計，可適用于不同帶寬的設(shè)備，如CD-ROMV,ideo-CD、CD-i。它用于傳輸1.5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運(yùn)動圖像及其伴音的編碼，經(jīng)過MPEG-標(biāo)準(zhǔn)壓縮后，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為1/1001/200,影視圖像的分辯率為360X240X30（NTSCW或360X288X25（PAL制），它的質(zhì)

17、量要比家用錄像系統(tǒng)（VHS-VideoHomeSystem）的質(zhì)量略高。音頻壓縮率為1/6.5,聲音接近于CD-DA的質(zhì)量。MPEG-1允許超過70分鐘的高質(zhì)量的視頻和音頻存儲在一張CD-RO曲上。VCD采用的就是MPEG-1的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是一個面向家庭電視質(zhì)量級的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-的編碼速率最高可達(dá)4-5Mbits/sec，但隨著速率的提高，其解碼后的圖象質(zhì)量有所降低。MPEG-也被用于數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)上的視頻傳輸，如非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL）,視頻點(diǎn)播（VOD）,以及教育網(wǎng)絡(luò)等。同時，MPEG-也可被用做記錄媒體或是在INTERNETS傳輸音頻。MPEG1準(zhǔn)占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬在1.

18、5M左右。4）MPEG-2（DVD標(biāo)準(zhǔn)）壓縮技術(shù)制定于1994年，設(shè)計目標(biāo)是高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率，主要針對高清晰度電視（HDTV的需要，傳輸速率在3-10Mbits/sec間，與MPEG-兼容，適用于1.560Mbps甚至更高的編碼范圍。分辯率為720X480X30（NTSC®）或720X576X25（PAL制）。影視圖像的質(zhì)量是廣播級的質(zhì)量，聲音也是接近于CD-DA的質(zhì)量。MPEG-21家用視頻制式（VHS錄像帶分辯率的兩倍。MPEG-的音頻編碼可提供左右中及兩個環(huán)繞聲道，以及一個加重低音聲道，和多達(dá)7個伴音聲道（DVD可有8種語言配音的原因）。由于MPEG-在設(shè)

19、計時的巧妙處理，使得大多數(shù)MPEG-解碼器也可播放MPEG-格式的數(shù)據(jù)，如VCD除了做為DVD的指定標(biāo)準(zhǔn)外，MPEG-還可用于為廣播，有線電視網(wǎng)，電纜網(wǎng)絡(luò)以及多級多點(diǎn)的直播（DirectBroadcastSatellite）提供廣播級的數(shù)字視頻。MPEG-2勺另一特點(diǎn)是，其可提供一個較廣的范圍改變壓縮比，以適應(yīng)不同畫面質(zhì)量，存儲容量，以及帶寬的要求。對于最終用戶來說，由于現(xiàn)存電視機(jī)分辨率限制，MPEG-所帶來的高清晰度畫面質(zhì)量（如DVD0面）在電視上效果并不明顯，到是其音頻特性（如加重低音，多伴音聲道等）更引人注目。MPEG-的畫質(zhì)質(zhì)量最好，但同時占用帶寬也非常大，在4M15M間，不太適于遠(yuǎn)程

20、傳輸。5）MPEG-4EE縮技術(shù)如果說，MPEG-"文件小，但質(zhì)量差”；而MPEG-2!質(zhì)量好，但更占空間”的話，那么MPEG4則很好的結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)。它于1998年10月定案，在1999年1月成為一個國際性標(biāo)準(zhǔn)，隨后為擴(kuò)展用途又進(jìn)行了第二版的開發(fā)，于1999年底結(jié)束。MPEG4是超低碼率運(yùn)動圖像和語言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它不僅是針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于視像電話（VideoPhone）,視像電子郵件（VideoEmail）和電子新聞（ElectronicNews）等，其傳輸速率要求較低，在4800-64Kbits/sec之間，分辨率為176X144。MPEG-利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖象質(zhì)量。與MPEG-和MPEG-21比，MPEG-妁多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了一個更為廣闊的平臺。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。它可以將各種各樣的多媒體技術(shù)充分用進(jìn)來，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像