智能交通监控在高速公路远距离监控中得到应用

      随着国内智能交通监控，高速公路监控的大规模建设以及高速公路网的完善，对高速公路收费及路段的监控、智能交通监控管理已经成为高速公路管理的一项重要内容。本方案旨在利用现有的数据传输线路，建设基于IP网络传输的集中视频监控解决方案，以科技的手段减低交通管理部门工作强度，保证高速公路的安全通畅。网络视频管理系统，包含网络视频服务器，多路解码器以及视频管理软件，可以为用户构建一套完整的IP视频监控解决方案。

二、组网

高速公路监控系统从结构上划分，一般可分为三级，从下往上包括收费站、高速公路路段监控分中心和省监控中心。

从功能上划分，高速公路监控系统一般分为收费监控和公路交通状况监控两部分。收费站监控主要是根据收费车道通过的车辆类型对收费员的收费过程中进行有效的监督和记录。公路交通状况监控主要是监视互通立交、隧道等重点路段，及时掌握交通状况；另外监视高速公路主干线违章车辆，并记录图像依据留待交管部门处理。

传统的高速公路监控采用的是模拟化的解决方案，即利用模拟摄像头对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机进行近远距离传输，在监控中心通过矩阵、DVR等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上监视器。这种解决方案的主要问题在于：

●   无法适应多级网络架构下的集中管理

●   浪费了传输资源，布线、施工成本高

●   基于模拟视频的传输易受干扰，难以保证图像传输质量

●   无法实现远程监控及调度功能

采用网络化的视频监控技术，就可以解决模拟监控存在的以上问题，大大提高监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。我们假设高速公路沿线已经铺设了数字化的光纤传输网络，在各监控点可以提供10/100/1000M的以太网接口，整个方案构成如下：

一、收费站监控：

收费站点主要负责对来往车辆的类型进行记录，同时对收费人员的收费过程进行监督和记录。通常都需要在收费车道的来去两个方向以及收费亭处部署摄像机，由于摄像机的数量比较多而且分布比较集中，所以在该处可以就近布署多端口的网络视频服务器VE1004/VE1416/VE4416，网络视频服务器将摄像机采集的视频信号转化成MPEG4格式的压缩码流后，通过以太网口接入高速公路的专用数据网进行传输。

VE系列网络视频服务器同时可以提供双向音频接口，该功能可以在对视频图像进行监控的同时，将音频信息同步记录下来，并经过统一的编码、压缩后在以太网上进行远程传输。该功能使得收费站点无需另外安装音频广播系统

收费站点处只需在设备安装时对设备IP、图像等信息进行初始设置，此后无需对设备进行设置和管理。该管理功能由路段监控分中心或更上一级的监控中心统一负责。

二、路段监控分中心

路段监控分中心负责高速公路该路段的各收费站及道路监控。 由于各收费站的音视频信号都已经在本地经过了编码和压缩，所以在路段监控分中心，只需要根据各监控点的IP地址或已定义的域名，通过以太网进行远程信息提取和显示。对道路监控，因为每隔一定距离，需要部署一台摄像机，各监控点相对比较分散，所以，在这些监控点，我们建议选用单路网络视频服务器，将各路段摄像机采集的视频信号现场进行编码、压缩，然后接入以太网进行传输。

在路段监控分中心的管理分机上，装有VSTAR视频管理客户端软件，可以实现对该路段设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台控制、存储管理等功能。

VSTAR视频管理系统支持分布式存储技术。存储包括两级，一级是在设备侧，即存储在本机的IDE硬盘中，另一级是本地管理中心，每一个本地管理中心，根据设置选项保存它所负责的视频产品的音视频录像数据。在本方案中，我们建议将视频资料保存在路段监控分中心，上级监控中心可以远程查询、调用录像信息。在路段监控分中心，可以利用PC式监视器对前端监控点的图像实时监控，也可以利用多路视频解码器VE2004、VE2016，将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。

三、省监控中心

省监控中心负责对整个高速公路的收费及道路情况进行监控。基于网络化的视频监控技术，可以使得省监控中心的管理功能大大加强。

省监控中心的管理主机上，装有VSTAR视频管理软件，不但可以对任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。

省监控中心的认证服务器，负责对用户统一进行帐号生成、授权、认证，杜绝非法用户对网络的入侵和非法监视。利用VE2004、VE2016多路视频解码器，可将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。

省监控中心也可以对部分重要监控点的视频信息进行远程录像或备份。

三、系统功能

(1)用户管理模块

●   用户权限分配指对整个视频监控系统中每一个用户的权限，包括管理权限和业务权限的分配。一个用户可以根据层级不同，被授予不同的监控和管理权限，一个用户可以管理多个设备，一个设备也可以被多个用户管理。

该模块主要完成用户集中管理、用户权限分配和用户集中认证功能。

●   用户集中管理主要包括增加用户、删除用户、更新用户和用户查询的功能，可以对所有的视频设备上的用户进行管理。

●   用户集中认证指所有用户，无论在网络的什么位置，当对网络视频服务器提出访问要求后，都被要求输入用户名和密码，该用户名和密码经过Radius认证服务器认证通过后，用户才可以对视频图像进行监控、浏览和管理。

(2)设备管理模块

●   IP地址设置

●   网关设置

●   时间设置

●   网络协议设置

●   PTZ协议选择

●   数字水印设置

●   画面输出方式选择

●   图像大小、分辨率设置

●   轮询方式设置

●   告警输入设置

●   站点电子地图生成

(3)录像功能模块：

●   按照时间和日期回放任何一个摄像机的录像资源

●   按照事件、报警、书签和动态侦测搜索视频序列

●   在指定的图像区域内搜索动态发生变化的视频序列

●   同时回放多达4个视频序列（同步或异步）

●   在任何一个视频序列中创建新的书签

●   按帧回放、快速回放或快进

●   以JPEG或者BMP格式储存选定的图像

 (4)视频监视模块：

●   可以同时查看16路实时摄像机图像

●   在监视的同时进行PTZ摄像机的上、下、左、右转动及变倍、聚焦、光圈等操作；高速公路网

●   双向语音对讲

●   配置各布局页及设置各布局页停留时间，可以建立多个布局页，每个布局页可以采用不同的分割方式，各个布局视图之间可以按照设定自动或手动切换；

●   以资源列表的方式显示前端摄像机（编码器）及监视器（解码器），并实时显示设备的状态（在线或离线）

●   手动触发录像和录音

●   激活数字缩放模式

四、系统优势

VSTAR视频监控管理系统将监控技术由模拟化、数字化时代，推进到网络化时代。与传统的模拟监控相比，网络视频监控具有不可比拟的优越性：

(1)远程监控

数字化、网络化已经成为未来技术和管理的趋势，借助网络视频监控技术，可以充分利用高速公路现有的传输资源以及互联网传输平台，轻松实现远程监控。在网络的任何位置，合法用户都可以通过有线或者无线的方式接入网络，根据授权情况，对远端图像进行监控和调用。

(2)灵活升级

VSTAR视频管理系统基于开放式标准设计，提供了监控点数无限升级的可能性，系统容量不再依赖于传输及节点设备，而是可以任意扩容，随时接入。

 (3)集中管理

VSTAR视频管理系统，支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及图像调用，改变了以前模拟系统分散管理的弊端，大大提高管理效率和调度能力。

(4)安全性高

VSTAR视频管理系统提供统一的用户认证，确保用户访问的合法性；同时，VSTAR视频管理系统对网络病毒攻击采取了独特的防范机制，大大提高了系统的安全性

(5)经济型架构

VSTAR视频管理系统基于IP架构，网络视频服务器可以在监控点处安装，通过双绞线或者光纤传输，不需要额外铺设长距离视频线和控制线到监控中心（CCTV安装项目中一项较大的开支），系统可以同时管理数据、视频、音频和其他文件，实现高效、低成本的管理，节省了系统投资和施工成本。

(6)可靠性强

VSTAR视频管理系统的硬件遵循电信级产品设计理念，其嵌入式操作系统、模块化结构设计，大大提高了设备稳定性和可靠性。VSTAR视频管理系统提供的集中管理功能，也为监控设备稳定运行、及时响应故障告警提供了支持。

(7)智能化应用

VSTAR视频管理系统支持移动侦测、事件处理、传感器输入、时间和日期，以及其他内置功能，可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略，并可以对帧速率、清晰度等进行动态调节，真正实现了智能化应用。

(8)开放接口，可定制开发

VSTAR视频管理系统提供Java接口，支持二次开发。可以将视频监控功能融入高速公路管理部门的统一的管理平台中。