河南省鄭州西南繞城高速監控方案

時間:2015-08-07 來源:英飛拓 點擊:3939次

高速公路是一個國家公路運輸現代化程度的主要標志,高速公路車流量大,流動速度快,推動國民經濟發展起重要作用。 至2004 年底,全國已建成高速公路3 萬Km,總里程居世界第二位。河南地處全國高速公路中心地帶,連霍、京珠兩大高速公 路主干道在河南交會,外省過境車輛較多,交通繁忙。為了提高高速公路的通行效率以及確保交通安全,河南省交通廳開始對 重要路段實行全程電子監控。高速公路全程監控圖像數量多,對傳輸系統和控制系統都有較高的要求。本文通過介紹最近通車 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干道在河南交會,外省過境車輛較多,交通繁忙。 

今年 8 月12 日通車的鄭州西南繞城高速公路全長52.06 公里, 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,一過西氣東輸工程,跨京廣、 隴海兩大鐵路干線,雙向六車道,全封閉,設計時速為120 公里/小時。 西南繞城高速公路通車前,鄭州市城區面積只有300 多平方公里;這 條路通車后,鄭州城區面積將擴大到600 多平方公里。在“一定要樹 立精品意識,爭創一流工程”指導思想下,同時為了保證繞城高速公 路通車后通行效率和交通安全,對鄭州西南繞城高速公路實行全程電 子監控。

系統概述 

高速公路監控系統作為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必要性和優越性,系統要求能對整條 高速公路進行全方位、多功能的監視和控制。高速公路監控系統屬于高速公路機電項目的一部分,它主要由信息采集系統、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,及時發現和處理交通事故、車道堵 塞或其它以外事件等。收費監控保證收費崗亭的正常工作、設備、人員的安全,并通過硬盤錄像機對某些特殊事件記錄存檔, 還可以為以后的分析、取證提供可靠的依據。信息提供系統包括交通標志、可變情報板和信號等,是交通監控管理為汽車用戶 服務的主要形式。

鄭州西南繞城高速公路全程電視監 控系統主要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、 十八里河三個收費站和圃田分中心,三 個收費站分別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,實現中心對收費站圖像切換控制。 各收費站有一臺小型網絡矩陣,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 頻跟隨和報警圖像跟隨功能,當收費站報警信號被觸動,立刻收費站監控室顯示對應的圖像,同時啟動聲音監聽。(站級監控系 統圖)

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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。圃田分中心有一臺大型矩陣,負責監控三個收費站上傳圖 像以及全程路面監控的33 臺可控云臺攝像機。在每距離約兩公里處安裝一臺可控的云臺長變焦攝像機,重點路段適當加密,通 過中心鍵盤操作,能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,通過圖像分析軟件,能很快的 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。

由于全程監控攝像機較多,并且都需要控制信號。在光端機傳輸方式上采用波分復用節點光端機,視頻數據分開光纖傳輸。 矩陣反向控制信號是廣播形式帶地址碼發送到各臺攝像機的,所以采用1 芯光纖同時傳輸控制信號數據到33 臺攝像機,每一臺 攝像機的解碼器通設置不同的地址碼區別,在中心選擇控制攝像機時,互不干擾。(控制數據傳輸系統圖)

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視頻傳輸如果全部采用一路視頻光端機則需要 33 芯光纖,在考慮穩定性和經濟性基礎上,視頻傳輸采用單路視頻光端機把 8 臺圖像匯聚在一起,通過波分復用視頻光端機傳輸到中心。(視頻傳輸結構如下圖)

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圃田收費監控中心通過矩陣聯網控制方式實現視頻切換、矩陣控制等功能:

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 TCP/IP 通信協議相連,傳輸聯網信控制信號,這樣,收費監控 中心的矩陣控制用戶就可以通過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。在收費監控中心可 同時監控每個收費站的4 路視頻圖像,通過手動、自動切換方式完成對各收費站所有前端圖像的視頻監控。 

收費監控中心具有全程監控權限,通過矩陣切換控制 33 臺攝像機,統一管理全路段圖像。

收費站與分中心矩陣聯網結構圖

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總結: 

鄭州西南繞城高速公路建設標準要求高,作為河南省的精品工程,機電項目方案經過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。攝像機采用的是日本 JVC 產品,在矩陣控制系統上,由于收費站與中心需要聯網控制,目前矩陣系統聯網主要有以太網聯網和RS485 聯網方式,采 用RS485 聯網需要光端機提供一個RS485 通道,采用以太網可以利用通信系統的網絡通道。考慮到以后多路段聯網監控的需求, 矩陣主機采用了美國英飛拓的AD 以太網矩陣。光端機系統采用INFINOVA 單點光端機和節點光端機混合使用,數字化的視頻 信號傳輸系統,充分利用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的壽命。反向控制信 號數據分離視頻傳輸,33 臺攝像機控制信號是廣播型發送的,所以采用一個通道傳輸33 路控制信號,可以降低傳輸成本,同時 也不會互相影響控制。從目前運行狀況來看,電視監控系統到達預期效果。

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