高速公路监视系统数字化建设

收稿日期)3)作者简介闫红利(3)),男,山东昌邑人,工程师。

高速公路监视系统数字化建设
闫红利
(山东高速信息工程有限公司,山东济南
250108)
摘要:数字化是高速公路监视系统的发展方向,基于高速公路监视系统的现状,主要介绍了在新建高速公路监视系统的建设中采用数字化网络摄像机,高性能的传输网络,I P -S AN 的存储技术,分析了原有模拟监视系统改造的几种方案,提出了升级改造的建议。

关键词:数字化网络摄像机;I P -S A N;骨干传输系统;网络编码器中图分类号:U412.36
文献标识码:B
D i gita l con structi on of h i ghway
m on itor i ng syste m
Y A N H ong -li
(Shan d o ng H igh -s pee d In fo rma tio n Eng i neeri ng Co .,L t d .,Shan d o n g J i nan 250108Ch i na )
Ab stract :Digital tec hnology is the develop m e n t d i rection of h ighway m on itoring syste m,based on t he status of h i ghway mon itori ng syste m m ai n l y i n tr oduced the d i g ital n et wor k ca m eras wh ic h used i n the constructi on of a ne w h i ghway surve ill ance syste m ,h i gh -perf or mance tra n sport n et wor k ,
I P S AN storage technology ,
anal yz ed
t h e
tra n sf or m at i on of t h e ori g i nal analog su r veillance syste ms i n several p r ogra m s ,and put f or war d so me upgrad i ng suggesti on s .
K ey word s :d i g ital net w or k ca m eras ;I P-S AN;backbon e tra n s m iss i on syste m s ;net work encoders
1高速公路监视系统现状
高速公路监视系统是高速公路信息管理系统的重要组成部分,它包括收费监视和道路监视两大部分。

收费监视主要用于对收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室的运行状况进行实时监视和录像,
对有特殊车辆通过和发生意外事件的出口收费车道的监视图像进行自动抓拍;而道路监视主要对高速公路道路运营情况、高接高立交、事故多发路段等进行视频监控。

随着信息技术的不断发展,高速公路监视系统正逐步实现从模拟方式向数字化方式的转变。

以模拟视频矩阵为核心的模拟监视系统,不仅无法实现全路网图像的统一切换和控制,还需要在上传过程中经过多次的数模转换,带来噪声的引入和信号质量的下降。

采用数字化监视系统可实现图像采用全网一次压缩编码网络传输,各级管理单位可同时浏览、监控,实现视频共享。

高速公路监视系统数字化建设包括新建道路的数字化监视系统建设、原有监视系统的数字化改造。

2新建道路的数字化监视系统建设
数字化网络摄像机的使用。

数字化网络摄像机
采用高度集成的专用视频处理芯片,集成CCD 接口、
图像处理单元、视频编码单元、通用处理器单元、网络接口等外设模块,在此基础上运行数字化网络摄像机图像处理、编码、智能分析、应用层软件及实时操作系统,在平台级软件上,实现视频分发、存储、备份、检索、设备定位、系统管理等功能。

由于数字化网络摄像机视频信号处理全部采用数字信号,并采用网络传输,因此可以实现高清晰度、高帧率、宽动态的视频图像。

数字化网络摄像机可内置存储设备,如S D 卡、小型硬盘,在网络故障时,能够保存关键视频图像至本地存储器。

数字化网络摄像机采集的数字视频通过基于组播技术的I P 网络进行传输,包括网络接入设备和核心骨干传输系统,骨干传输系统为高保护等级、低延时抖动、低误码率、稳定成熟的M S TP 、MPLS 、CB N 、RPR 或OTN 传输专用网,网络设备采用模块冗余、热拔插方式,且具备高性能的I/O 交换容量、I P 路由表、I 转发能力,同时网络具有良好的带宽、视频切换
延时、网络QqS 性能。

数字化网络摄像机采用I S N 网络存储方式,
)
6):2010010
:197pv4P-A 9
通过集中存储构成一个大的存储池,可以实现集中管理、集中存放、集中调用等功能,不存在距离限制并且可以实现容量的无限扩容。

在采用Mepg4/H.264压缩格式的情况下,D1分辨率、一路码流为1.5~2Mb/s,CI F 分辨率、一路码流则为500~800Kb/s左右。

在D1分辨率的情况下,一般视频流一次I O最大块为128Kb,100路需要写入的I O次数为2Mb/s A128Kb@100= 1562.5I Ops,而吞吐率为2Mb/s@100A8=25MB/s。

I P S AN的i S CSI磁盘阵列在128Kb顺序码流写入时吞吐率在200MB以上,可以满足D1分辨率下百路以上码流的需求。

3原有监视系统的数字化改造
由于目前已建成的高速公路监视系统大部分采用的还是模拟方式,因此就需要对原有的模拟系统进行数字化改造,实现全路网的监视图像数字化传输。

3.1网络视频编码器进行模数转换并进行数字压缩
在监控机房接收到模拟视频后,用网络视频编码器对模拟视频进行模数转换并进行数字压缩有两种方式。

(1)对所有接收到的视频图像进行网络编码,将所有视频接入网络。

由于接入视频数量多,投资大,对网络要求和压力大,无法保护原有监视系统矩阵等设备的投资;(2)在原模拟矩阵输出端口接网络编码器,对接收到的视频图像有选择的进行编码,接入网络,可以在满足数字化需求的基础上最大限度的保护原有投资。

根据方式二进行数字化改造,一般在收费站矩阵输出端增加相应的网络视频编码器,在分中心增加数字流媒体转发服务器、矩阵协议控制设备、网管通信中心单元、存储管理应用单元等设备实现对收费监视和道路监视图像的播放和控制,以及存储图像的查询、回放。

在中心设置目录中心管理单元、级联矩阵控制单元、数字矩阵接口控制模块、矩阵协议控制设备、数字流媒体转发应用单元、网管通信中心单元、存储管理应用单元,实现对各分中心设备的统一管理,并实现所有收费站、分中心图像的点播、查询、回放等功能。

3.2采用在前端摄像机处增加网络数字化模块的方案
网络数字化模块可以直接与模拟摄像机连接,对采集到的监视图像进行数字化处理,将模拟信号转化为数字信号进行传输。

不过此方案需要对所有已安装的摄像机增加网络数字化模块,而且原有传输模拟视频的光端机也需要全部更换成网络光端机,此种方案投资非常大。

3.3方案的选择
通过以上分析,对原有监视系统的数字化改造,采用在原模拟矩阵输出端口接网络编码器的方式较为合适,既能保证视频图像的数字化改造,又能最大限度的保护原有投资。

虽然数字化视频采用了压缩技术进行传输,但是在整个路网实现全程监控和数字化监视的情况下,接入网络的将有几百路视频图像,占用的网络带宽将大为增加,对于原有网络设计带宽较窄的路段需要进行升级改造,加大传输带宽。

另外,网络中还需要传输大量的、重要的收费数据,为了避免相互的干扰,需要划分专用的网段进行数字化监视图像传输。

4高速公路监视系统数字化的作用高速公路监视系统数字化为整个高速公路路网的统一监视、统一控制提供一个管理的平台。

在这个平台管理之下,所有的组织结构(收费站、分中心、调度中心)和监控设备、报警设备、存储设备、外部设备、主机等被管理的对象组合成为一个有机体,协同一致地为高速公路的监控管理目标服务。

参考文献:
[1]程宁婷,马旭东.基于软件的数字化远程监视系统的关键技术与实现[J].工业控制计算机,2004.
[2]刘增祥,濮卫兴.基于数字化视频的轨道交通闭路电视监视系统[J].都市快轨交通,2009.
[3]刘春萍,刘金辉,郑丽娜.基于IP网络的视频监视系统的设计与实现[J].计算机应用,2009.
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行技术开发和转让等方面,实行优势互补,避免同行业恶性竞争,实现港口物流跳跃式发展。

4.9加快物流专业人才的培养和引进,提高港口物流管理水平
要加快各类急需物流人才的培养,通过引进物流专业的高校毕业生、适当借用物流理论专家和物流咨询公司外脑、聘请外资专家、定期召开物流交流大会等多种方式,加快引进物流人才,以此提高港口物流管理水平,确保我国港口物流发展战略的实现。

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