福銀高速九江大橋項目視頻監控傳輸系統建設方案

譚蘭蘭 馮釗

高速公路視頻監控系統針對高速公路全程、收費站車道、收費亭、事件檢測點等進行實時交通流量和交通運行監視，能及時發現各種異常情況并采取應急措施，確保高速公路高速、安全、經濟地運行。該文以福銀高速九江大橋項目監控傳輸系統建設方案為例，扼要介紹系統方案設計、設備選型及其特點和優勢。

一、項目概述

福州至銀川高速公路九江長江公路大橋北引道是福州至銀川公路的其中一段，本項目起于擬建九江長江公路大橋北岸引橋終點，向北東依次經過小池鎮汪垏村、彭家橋、橋下村、楊家墩、泥池村，終點接黃黃高速公路小池收費站北側。在整個項目路段設置分路主線收費站、分路匝道收費站、小池服務區。監控管理所建設在分路主線收費站和分路匝道收費站處，負責管理收費監控系統和道路監控系統的視頻接入管理。接入業務如下：車道監控視頻和收費亭內監控視頻共60路；財務室和監控室各1路視頻；8路場區監控視頻；3路收費廣場監控視頻；10路道路監控視頻；8路車檢視頻。

二、設計原則

本設計本著系統先進性、可靠性、靈活性的原則設計，綜合考慮系統的考慮可擴展性，業務拓展功能、系統升級功能；摒棄了傳統的光端機的方案，采用全數字視頻管理平臺解決方案，系統靈活可擴展能力強，并可大量節省系統光纖資源。

三、解決方案

概述。福銀高速九江大橋項目路段全長8km，設置一處監控管理所，位于主線收費站和匝道收費站處，相當于兩站合建，管理整個路段收費監控視頻和道路監控視頻。實現工作人員對路段及收費車道情況的監控瀏覽。路段監控主要有：實現道路重點區域的監控。收費視頻監控主要有：收費亭內監控視頻、車道監控視頻及收費廣場監控視頻。

針對本次福銀高速公路九江大橋監控系統傳輸網絡的建設，本方案采用數字視頻管理平臺，可為監控系統提供多種業務接口如：多路雙向視頻信號、10/100M以太網 、報警信號等的綜合接入、多級傳輸和統一管理；監控圖像以數字非壓縮的方式在整個監控網絡上傳輸，視頻信號可從任意節點輸入、輸出，所有圖像在整個傳輸過程中只進行一次模數/數模轉換，保證各級監控中心的圖像均為高質量的數字非壓縮圖像；模塊化結構，全硬件設計，可靠性高，線性擴容，只要在系統總容量限制內，任意節點擴容均極為方便，只需增加相應業務板卡即可，費用低廉，便于控制；創造性地將分布式數字視頻矩陣納入該平臺，為視頻監控高端用戶提供了專業的綜合解決方案，在滿足并提高了專網傳輸能力和網絡質量的同時，建設起一套相對獨立的監控網絡。

高速公路監控系統項目具有前端點分散、多級傳輸、分布式管理、線路復雜、保密性要求高等特點，因此視頻傳輸的方式直接決定了整個高速監控系統的質量和效果，而數字視頻管理平臺構建的整個視頻監控系統包括了視頻信號的接入、傳輸、交換、控制和統一管理，是融合了數字非壓縮視頻編碼技術、光纖專網通信技術、數字矩陣技術、軟件技術的新型光纖網絡傳輸平臺，針對高速公路監控系統視頻傳輸的特點，實現了全網視頻一次模數轉換、全數字傳輸及交叉切換、前端無限擴容等功能。

總體結構。

整個項目路段設置一處監控管理所，負責整個路段監控視頻的管理。整個系統中包括收費監控系統、道路監控系統。收費、道路監控音視頻和數據信號，采用視頻遠端模塊傳輸到監控分中心的全數字視頻管理平臺中，全數字視頻管理平臺可傳輸、控制、切換顯示收費監控、道路監控的視頻圖像。

收費站。收費車道、亭內圖像、監聽、報警和廣場出入口圖像等業務采用遠端模塊，通過光纖傳輸至收費站本地的全數字視頻管理平臺上，財務室和監控室圖像以模擬形式接入到收費站本地的全數字視頻管理平臺上，輸出音頻，視頻信號到IP SAN進行存儲。通過鍵盤切換1路音視頻同步信號到主監，輸出報警信號到報警主機。通過光纖將收費站視頻傳至相鄰的全數字視頻管理平臺上。

道路監控。道路外場監控視頻信號、控制數據信號等，采用遠端模塊，通過光纖點對點方式接入到監控分中心的全數字視頻管理平臺。

監控管理所。監控管理所為收費、監控的合用中心，監控管理所的全數字視頻管理平臺設備通過光纖接入各收費站的音視頻/數據/報警、道路監控視頻/數據信號。在監控中心輸出接入的視頻流到網絡存儲設備存儲錄像，切換部分接入視頻到監視器監視，切換音視頻同步信號到主監視器。通過軟件或鍵盤實現全路段收費、監控、服務區視頻圖像任意切換調用。

系統詳細方案描述

監控管理所。監控管理所接入收費和道路監控視頻，以及接入本地模擬圖像（財務室、監控室圖像）。

在監控管理所配置全數字視頻管理平臺，具體板卡配置如下：配置光纖視頻接入板，用于接入分路主線收費站和分路匝道收費站監控圖像；配置光纖視頻接入板，用于接入道路監控視頻和收費廣場監控視頻；配置光纖視頻接入板，用于接入車檢視頻；配置模擬視頻輸入板，用于接入本地財務室、監控室圖像及場區監控圖像，同時輸出4路視頻到編碼器上傳至相鄰高速監控分中心；配置視頻輸出板，用于輸出視頻到拼接屏、電視墻和監視器；配置ADK擴展板，用于輸出音頻信號；配置鍵盤，實現視頻數據的切換控制；配置編碼版，用于將視頻壓縮編碼存儲和上傳。

四、 系統功能特點及優勢

全光纖數字矩陣將傳統的視頻傳輸、矩陣交換、多業務接入等功能有機結合，作為目前最先進的視頻傳輸/交換模式，，極大的提升了系統的綜合能力。

與傳統的的視頻聯網解決方案（以模擬矩陣為核心）相比，全光纖數字矩陣具備優勢如下：

在視頻接入方面，既支持視頻的以模擬電纜的方式接入，也支持以數字光信號方式直接接入。且系統兼容非壓縮數字視頻和壓縮數字視頻方式。本系統視頻傳輸，視頻采用非壓縮編碼方式，畫面質量高。

在視頻聯網方面，以光纖數字矩陣方式進行聯網，視頻信號都只需要進行一次模數/數模轉換，即從任意節點接入，任意節點輸出，這樣一方面能明顯的保證圖像傳輸的質量和效果，另一方面可在減少中間轉換設備如視頻分配器等，簡化了系統結構，方便了后期維護。全光纖數字矩陣系統具有強大的組網能力，能適應各種管理模式。支持環網、星型、光分支等結構的全光纖網絡，網絡拓撲可覆蓋至最前端，任意延伸。

在主干傳輸方面，有別于傳統的模擬矩陣聯網必須借助于視頻光端機、編解碼器等視頻等大量傳輸設備，全光纖數字矩陣將將數字視頻交換和光纖傳輸有機結合，最大程度的保證了圖像質量，極大的提高了系統的穩定性。

全光纖數字矩陣系統采用了分布式矩陣設計，不同節點協同作業，任意節點均可進行圖像和設備管理；并發數字總線，最高128條數字視頻總線全網共享，極大提高了系統節點之間的傳輸能力。

全數字視頻管理平臺系統采用模塊化結構，支持線性擴容，同時支持多種如雙向異步數據、100M以太網、E1、電話、報警等業務業務接入傳輸。光傳輸板自帶的100M以太網通道，還可以與通信系統網絡互連，作為通信系統的備用通道。

（作者單位：湖北省交通運輸廳黃黃高速公路管理處）