兩種交通監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)比分析及技術(shù)研究

兩種交通監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)比分析及技術(shù)研究

為了提高城市交通管理機(jī)構(gòu)的公共服務(wù)，提高項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，廣州市已修訂了城市交通管理機(jī)構(gòu)的技術(shù)指南（以下簡稱“技術(shù)指南”），指導(dǎo)廣州城市交通管理機(jī)構(gòu)的行業(yè)設(shè)計(jì)，規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在該技術(shù)指引修訂前,已經(jīng)對(duì)模擬交通監(jiān)控和數(shù)字交通監(jiān)控兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)研究,本文對(duì)研發(fā)成果進(jìn)行簡要介紹。1模擬交通監(jiān)控系統(tǒng)1.1模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心(1)前端設(shè)備。模擬攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻圖像的采集,輸出模擬視頻信號(hào)。(2)通信傳輸。通信傳輸包括模擬視頻光端機(jī)和傳輸線路。通信傳輸通過模擬視頻光端機(jī)(發(fā)送端)將模擬視頻信號(hào)、控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),經(jīng)光纖線路傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,模擬視頻光端機(jī)(接收端)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)和控制信號(hào)。(3)監(jiān)控中心。在分控中心或指揮中心部署視頻存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、視頻矩陣設(shè)備等;模擬視頻信號(hào)接入硬盤錄像機(jī)進(jìn)行信號(hào)編碼壓縮、數(shù)字化存儲(chǔ)。1.2基于ip的視頻圖像監(jiān)控交通監(jiān)控點(diǎn)的球型攝像機(jī)、槍式云臺(tái)攝像機(jī)經(jīng)模擬視頻光端機(jī)(發(fā)送端)將模擬視頻信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),采用光纖傳輸?shù)椒挚刂行幕蛑笓]中心,經(jīng)模擬視頻光端機(jī)(接收端)轉(zhuǎn)換后接入視頻矩陣和硬盤錄像機(jī),硬盤錄像機(jī)接入IP網(wǎng)絡(luò),可通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和視頻圖像調(diào)取。1.3錄像錄像控制(1)系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)交通監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)互通。(2)系統(tǒng)應(yīng)具備視頻數(shù)字化壓縮、存儲(chǔ)功能,存儲(chǔ)時(shí)間不少于30d,采用循環(huán)覆蓋錄像策略。(3)視頻監(jiān)控設(shè)備應(yīng)具備視頻圖像采集功能,輸出模擬視頻信號(hào)。(4)球型攝像機(jī)、槍式云臺(tái)攝像機(jī)應(yīng)具備斷電狀態(tài)記憶功能,上電后自動(dòng)回到斷電前的云臺(tái)和鏡頭狀態(tài)。(5)系統(tǒng)應(yīng)具備錄像回放功能,能通過通道編號(hào)、時(shí)間等條件搜索錄像并播放。(6)系統(tǒng)應(yīng)具備用戶權(quán)限管理功能,授權(quán)用戶可以調(diào)用視頻圖像、控制云臺(tái)鏡頭。1.4數(shù)字視頻壓縮技術(shù)(1)視(音)頻信息的顯示、存儲(chǔ)、播放應(yīng)具有原始完整性。(2)視頻圖像質(zhì)量應(yīng)不低于《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198-2011中表5.4.1-1規(guī)定的四級(jí),回放圖像質(zhì)量不應(yīng)低于表5.4.1-1規(guī)定的三級(jí),在顯示屏應(yīng)能有效識(shí)別目標(biāo)。(3)視頻格式應(yīng)采用PAL制式。(4)圖像的水平解析度不低于700TVL。(5)模擬視頻信號(hào)經(jīng)數(shù)字化壓縮后分辨率不低于4CIF(704×576),不低于25幀/s。(6)系統(tǒng)應(yīng)具備7×24h全天候運(yùn)行的能力,提供不間斷的視頻圖像。(7)前端設(shè)備與所屬轄區(qū)分控中心設(shè)備間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)不大于2s。(8)系統(tǒng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不大于2s。1.5視頻圖像恢復(fù)出視頻信號(hào)通信傳輸負(fù)責(zé)視頻信號(hào)、控制信號(hào)的傳輸,實(shí)現(xiàn)交通監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心的信息互聯(lián)互通。模擬視頻信號(hào)經(jīng)模擬視頻光端機(jī)進(jìn)行信號(hào)調(diào)制轉(zhuǎn)換,通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心接收端設(shè)備恢復(fù)出視頻信號(hào)。(1)交通監(jiān)控點(diǎn)視頻圖像采用光纖傳輸。(2)視頻圖像原則上采取按轄區(qū)接入各交警大隊(duì)分控中心。(3)各交警大隊(duì)分控中心再通過光纖線路向交警支隊(duì)指揮中心上傳管轄路段的視頻圖像。(4)距離較近的交通監(jiān)控點(diǎn),可考慮就近匯聚后,由同一條傳輸線路上傳至分控中心。1.6光纖傳輸系統(tǒng)(1)通信傳輸線路應(yīng)支持視頻信號(hào)、控制信號(hào)的傳輸。(2)傳輸距離應(yīng)滿足交通監(jiān)控點(diǎn)與分控中心之間的距離要求,并預(yù)留適量的冗余。(3)前端設(shè)備的信號(hào)經(jīng)由光纖線路傳輸?shù)椒挚刂行?信號(hào)衰減應(yīng)滿足系統(tǒng)使用要求。(4)通過使用波分復(fù)用技術(shù),采用單模單纖,單根光纖可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的雙向傳輸。(5)交通監(jiān)控通信傳輸線路的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮擴(kuò)展性,便于今后擴(kuò)容和升級(jí)。2數(shù)字交通監(jiān)控系統(tǒng)2.1數(shù)字視頻信號(hào)的壓縮存儲(chǔ)(1)HD-SDI攝像機(jī)經(jīng)HD-SDI光端機(jī)(發(fā)送端)將數(shù)字視頻信號(hào)和音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),采用光纖傳輸?shù)椒挚刂行幕蛑笓]中心,經(jīng)HD-SDI光端機(jī)(接收端)轉(zhuǎn)換后接入HD-SDI硬盤錄像機(jī),進(jìn)行編碼壓縮、存儲(chǔ)。(2)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的數(shù)字視頻信號(hào)和音頻信號(hào)經(jīng)光纖收發(fā)器(發(fā)送端)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),采用光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,經(jīng)光纖收發(fā)器(接收端)轉(zhuǎn)換后接入IP網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)信號(hào)采用網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、磁盤陣列進(jìn)行存儲(chǔ)。(3)HD-SDI硬盤錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、磁盤陣列接入IP網(wǎng)絡(luò),通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和視頻圖像調(diào)用。2.2系統(tǒng)功能要求數(shù)字交通監(jiān)控系統(tǒng)采用全數(shù)字高清攝像機(jī),數(shù)字交通監(jiān)控系統(tǒng)功能要求如下:(1)攝像機(jī)應(yīng)具備視頻圖像采集功能,輸出HD-SDI視頻信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)。(2)其它要求基本同模擬交通監(jiān)控系統(tǒng)功能的要求。2.3數(shù)字視頻信號(hào)圖像分辨率(1)視(音)頻信息的顯示、存儲(chǔ)、播放應(yīng)具有原始完整性。(2)視頻圖像質(zhì)量應(yīng)不低于《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198-2011中表5.4.1-1規(guī)定的四級(jí),回放圖像質(zhì)量不應(yīng)低于表5.4.1-1規(guī)定的三級(jí),在顯示屏應(yīng)能有效識(shí)別目標(biāo)。(3)數(shù)字視頻信號(hào)圖像分辨率不低于720P(1280×720),不低于25幀/s。(4)系統(tǒng)應(yīng)具備7×24小時(shí)全天候運(yùn)行的能力,提供不間斷的視頻圖像。(5)前端設(shè)備與所屬轄區(qū)分控中心設(shè)備間端到端的信息延遲時(shí)間應(yīng)不大于2s。(6)系統(tǒng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不大于2s。2.4信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)HD-SDI視頻信號(hào)是非壓縮數(shù)字視頻信號(hào),采用HD-SDI光端機(jī)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換,通過光纖傳輸?shù)椒挚刂行幕蛑笓]中心接收端設(shè)備恢復(fù)出視頻信號(hào)。IP視頻信號(hào)經(jīng)過圖像壓縮編碼后,采用光纖收發(fā)器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換,通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心接收端設(shè)備恢復(fù)出視頻信號(hào)。2.5hd-sdi數(shù)字視頻信號(hào)傳輸圖4HD-SDI視頻信號(hào)是非壓縮數(shù)字視頻信號(hào),采用HD-SDI光端機(jī)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換,通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心接收端設(shè)備恢復(fù)出視頻信號(hào),再接入HD-SDI硬盤錄像機(jī)進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)。HD-SDI數(shù)字視頻信號(hào)傳輸要求如下:(1)HD-SDI數(shù)字視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)格式、信道編碼方式、同軸電纜接口的信號(hào)規(guī)格、連接器及電纜類型與光纖接口等應(yīng)符合SMPTE-259M和EBU-Tech-3267標(biāo)準(zhǔn)。(2)HD-SDI數(shù)字視頻信號(hào)在同軸電纜的傳輸距離應(yīng)小于100m,盡早接入HD-SDI光端機(jī),避免信號(hào)衰減對(duì)圖像質(zhì)量造成影響。(3)HD-SDI數(shù)字視頻信號(hào)應(yīng)采用光纖線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。(4)傳輸距離應(yīng)滿足交通監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心之間的距離要求,并預(yù)留適量的冗余。(5)交通監(jiān)控通信傳輸線路的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮擴(kuò)展性,便于今后擴(kuò)容和升級(jí)。2.6數(shù)字視頻傳輸IP視頻信號(hào)經(jīng)過編碼壓縮后,采用光纖收發(fā)器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換,通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,接入IP傳輸網(wǎng)絡(luò)。IP數(shù)字視頻信號(hào)傳輸具體要求如下:(1)IP數(shù)字視頻信號(hào)應(yīng)采用光纖線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。(2)距離較近的交通監(jiān)控點(diǎn),如果光纖收發(fā)器帶寬足夠,可考慮就近匯聚后由同一條傳輸線路上傳至監(jiān)控中心。(3)傳輸距離應(yīng)滿足交通監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心之間的距離要求,并預(yù)留適量的冗余。(4)交通監(jiān)控通信傳輸線路的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮擴(kuò)展性,便于今后擴(kuò)容和升級(jí)。3比較了兩種系統(tǒng)技術(shù)綜合考慮技術(shù)和交通管理的發(fā)展趨勢(shì),廣州市的系統(tǒng)建設(shè)將側(cè)重于IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。4交通監(jiān)控布點(diǎn)應(yīng)結(jié)合交通監(jiān)控點(diǎn)所在道路的形狀,選擇合適的安裝位置,具體要求如下:(1)交通監(jiān)控點(diǎn)的位置應(yīng)能避開高大樹木、大型交通標(biāo)牌、城市建筑物以及其它遮擋物體,要求交通監(jiān)控點(diǎn)與其他交通設(shè)施互不遮擋。(2)交通監(jiān)控點(diǎn)的安裝位置盡量選擇渠化島,減少道路開挖,減少對(duì)車輛、行人的影響。(3)對(duì)于重要道路,交通監(jiān)控點(diǎn)可采用高樓、路面相結(jié)合設(shè)置的安裝方式,根據(jù)交通監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場的情況,選用低點(diǎn)(桿件)、高點(diǎn)(樓頂)其中一種安裝方式。5視頻監(jiān)控系統(tǒng)綜合性能對(duì)比分析本次研究系統(tǒng)介