高速公路是一個國家(jiā)公路運輸現代化程度的主要(yào / yāo)标志，高速公路車流量大，流動速度快，推動國民經濟發(fā／fà)展起重要(yào / yāo)作用(yòng)。 至2004 年(nián)底，全國已建成高速公路3 萬Km，總裏(lǐ)程居世界第二位。河南地處全國高速公路中心地帶，連霍、京珠兩大高速公 路主幹道在河南交會(huì)，外省過(guò)境車輛較多，交通繁忙。爲了提高高速公路的通行(háng / xíng)效率以及确保交通安全，河南省交通廳開始對(duì) 重要(yào / yāo)路段實行(háng / xíng)全程電子監控。高速公路全程監控圖像數量多，對(duì)傳輸系統和控制系統都有較高的要(yào / yāo)求。本文通過(guò)介紹近通車 的鄭州西南繞城高速公路監控系統講述高速公路全程電視監控系統中如(rú)何實現大容量圖像傳輸和控制。
河南地處全國高速公路中心地帶，連霍、京珠兩大高速公路主幹道在河南交會(huì)，外省過(guò)境車輛較多，交通繁忙。
今年(nián) 8 月12 日通車的鄭州西南繞城高速公路全長52.06 公裏(lǐ)， 全線共設有互通式立交橋6 處，分離式立交橋26 座，大中橋57 座， 鐵路立交橋2 座，天(tiān)橋21 座，各類通道68 道，涵洞46 道，植物防護 達89 萬平方米。她兩穿南水北調工程，一過(guò)西氣東輸工程，跨京廣、 隴海兩大鐵路幹線，雙向六車道，全封閉，設計時速爲120 公裏(lǐ)/小時。 西南繞城高速公路通車前，鄭州市城區面積隻有300 多平方公裏(lǐ)；這 條路通車後(hòu)，鄭州城區面積将擴大到600 多平方公裏(lǐ)。在“一定要(yào / yāo)樹 立精品意識，争創一流工程”指導思想下(xià)，同時爲了保證繞城高速公 路通車後(hòu)通行(háng / xíng)效率和交通安全，對(duì)鄭州西南繞城高速公路實行(háng / xíng)全程電 子監控。
系統概述
高速公路監控系統作爲高速公路有效的管理和維護手段，在高速公路建設中顯示出其(qí)必要(yào / yāo)性和優越性，系統要(yào / yāo)求能(néng)對(duì)整條 高速公路進行(háng / xíng)全方位、多功能(néng)的監視和控制。高速公路監控系統屬于(yú)高速公路機電項目的一部分，它主要(yào / yāo)由信息采集系統、路 面監控、收費監控及信息提供系統組成。信息采集系統包括：車輛檢測器、氣象檢測器、緊急電話。路面監控提供直觀、具體 的路面消息，并通過(guò)監視器、大屏幕等顯示設備直觀了解重點路段攝像覆蓋區的交通情況，及時發(fā／fà)現和處理交通事(shì)故、車道堵 塞或其(qí)它以外事(shì)件等。收費監控保證收費崗亭的正常工作、設備、人員的安全，并通過(guò)硬盤錄像機對(duì)某些特殊事(shì)件記錄存檔， 還可(kě)以爲以後(hòu)的分析、取證提供可(kě)靠的依據。信息提供系統包括交通标志、可(kě)變情報闆和信号等，是交通監控管理爲汽車用(yòng)戶 服務的主要(yào / yāo)形式。
鄭州西南繞城高速公路全程電視監 控系統主要(yào / yāo)包含收費站監控以及全路面 圃田分中心監控。全路有豫龍、櫻桃溝、 十(shí)八裏(lǐ)河三個收費站和圃田分中心，三 個收費站分别安裝獨立的一套小型監控 系統，每個收費站上傳4 路圖像到圃田 分中心。圃田分中心矩陣與收費站矩陣 聯網，實現中心對(duì)收費站圖像切換控制。 各收費站有一台小型網絡矩陣，負責監 控收費亭圖像、收費車道圖像以及收費 廣場圖像。收費站監控系統具有語音視 頻跟随和報警圖像跟随功能(néng)，當收費站報警信号被觸動，立刻收費站監控室顯示對(duì)應的圖像，同時啓動聲音監聽。（站級監控系 統圖）
圃田分中心是新鄭高速和西南繞城高速總中心，同時監控兩路。圃田分中心有一台大型矩陣，負責監控三個收費站上傳圖 像以及全程路面監控的33 台可(kě)控雲台攝像機。在每距離約兩公裏(lǐ)處安裝一台可(kě)控的雲台長變焦攝像機，重點路段适當加密，通 過(guò)中心鍵盤操作，能(néng)控制攝像機雙向移動和鏡頭變焦遠近景觀察。基本實現了全路面圖像監控，通過(guò)圖像分析軟件，能(néng)很快的 了解全路程的交通情況，提高高速公路管理以及公安出警效率。
由于(yú)全程監控攝像機較多，并且都需要(yào / yāo)控制信号。在光端機傳輸方式上采用(yòng)波分複用(yòng)節點光端機，視頻數據分開光纖傳輸。 矩陣反向控制信号是廣播形式帶地址碼發(fā／fà)送到各台攝像機的，所(suǒ)以采用(yòng)1 芯光纖同時傳輸控制信号數據到33 台攝像機，每一台 攝像機的解碼器通設置不同的地址碼區别，在中心選擇控制攝像機時，互不幹擾。（控制數據傳輸系統圖）
視頻傳輸如(rú)果全部采用(yòng)一路視頻光端機則需要(yào / yāo) 33 芯光纖，在考慮穩定性和經濟性基礎上，視頻傳輸采用(yòng)單路視頻光端機把 8 台圖像彙聚在一起，通過(guò)波分複用(yòng)視頻光端機傳輸到中心。（視頻傳輸結構如(rú)下(xià)圖）
圃田收費監控中心通過(guò)矩陣聯網控制方式實現視頻切換、矩陣控制等功能(néng)：
收費監控中心的以太網矩陣和三個收費站的以太網矩陣通過(guò) TCP/IP 通信協議相連，傳輸聯網信控制信号，這樣，收費監控 中心的矩陣控制用(yòng)戶就(jiù)可(kě)以通過(guò)網絡來控制各收費站的PTZ。
收費站的以太網矩陣各輸出 4 路圖像給收費監控中心以太網矩陣，實現多級視頻矩陣聯網控制的功能(néng)。在收費監控中心可(kě) 同時監控每個收費站的4 路視頻圖像，通過(guò)手動、自(zì)動切換方式完成對(duì)各收費站所(suǒ)有前端圖像的視頻監控。
收費監控中心具有全程監控權限，通過(guò)矩陣切換控制 33 台攝像機，統一管理全路段圖像。
收費站與分中心矩陣聯網結構圖
總結：
鄭州西南繞城高速公路建設标準要(yào / yāo)求高，作爲河南省的精品工程，機電項目方案經過(guò)多次論證和實地考察。在全程電視監 控系統中，視頻傳輸和聯網控制都經過(guò)精心考慮。在設備上選型上遵從穩定性、先進性和經濟性的原則。攝像機采用(yòng)的是日本 JVC 産品，在矩陣控制系統上，由于(yú)收費站與中心需要(yào / yāo)聯網控制，目前矩陣系統聯網主要(yào / yāo)有以太網聯網和RS485 聯網方式，采 用(yòng)RS485 聯網需要(yào / yāo)光端機提供一個RS485 通道，采用(yòng)以太網可(kě)以利用(yòng)通信系統的網絡通道。考慮到以後(hòu)多路段聯網監控的需求， 矩陣主機采用(yòng)了美國恩斯迈的AD 以太網矩陣。光端機系統采用(yòng)INFINOVA 單點光端機和節點光端機混合使用(yòng)，數字化的視頻 信号傳輸系統，充分利用(yòng)了現代先進的數字傳輸技術提供了很高的監控圖像質量，并延長了傳輸系統使用(yòng)的壽命。反向控制信 号數據分離視頻傳輸，33 台攝像機控制信号是廣播型發(fā／fà)送的，所(suǒ)以采用(yòng)一個通道傳輸33 路控制信号，可(kě)以降低傳輸成本，同時 也不會(huì)互相影響控制。從目前運行(háng / xíng)狀況來看，電視監控系統到達預期效果。
