淺談城市道路監控系統總體設計方案

陳菊芳

摘 要：由于城市道路監控系統是公路運營的重要組成部分，因此，對其研究就顯得極為重要了。通過研究其可行性，并通過技術論證，設計出一套科學合理、可靠性強的方案。詳細介紹了方案的設計思想與需求，詳細介紹了其系統組成情況。

關鍵詞：道路監控系統；系統構成；圖像采集

1 道路監控系統的作用和定位

道路監控系統主要負責管理高速公路交通運營業務以及共享相關信息的作用。如今的高速公路管理中使用的監控系統已經與傳統的管理系統合并為一個整體。當然，監控系統是其重要組成部分。負責管理交通并且指揮交通的作用，而其他系統則只需要服從它的指令，并采取行動即可。

2 城市道路監控系統總體設計方案

2.1 設計思想與需求

此監控系統由道路監控、紅綠燈控制、電子警察、122報警和交通指揮中心構成。采用聯網或者接口等技術手段將各部分連接為一個整體。該系統的前端設備和傳輸設備使用的是來自英國、日本、美國等世界著名公司生產的產品。其系統軟件采用的是來自英國公司的城市道路監控與信號控制系統，并對其進行了修改完善。修改后的系統要滿足以下幾點：各系統之間相互關聯，協調一致；在采用高科技產品時，要詳細分析其產品的可靠性和系統的先進性，以期使設計出的系統能達到國內一流水平；此系統必須安全可靠，要能對各種惡劣環境應付自如；選用的設備或產品最好具有兼容性和通用性，以方便后期的維修養護；采用世界上最先進的軟件技術，從而使系統具備強大的功能，并且操作簡便，具有良好的擴展性和升級性；系統結構簡單，實用性強等。

道路運營管理活動分為對內管理和對外管理。對內管理主要負責管理相關單位的各項業務，例如，工作的開展情況、人員工作狀態、資源利用情況等。從而達到高效、優質管理的目的。而對外管理則是負責道路交通安全、幫助各部門完成緊要任務等，從而達到保證行車人員安全的目的。

2.2 系統構成

此系統由道路監控系統、紅綠燈控制系統、電子警察系統、122報警系統和交通指揮中心五大部分組成。道路監控系統則是由路口前端圖像采集系統、傳輸和監控中心構成；紅綠燈控制系統則是采用英國公司的道路監控設備來實現監視和信號控制；電子警察系統主要用于給違章車輛拍照、圖像網絡傳輸和違章處理等；122報警系統主要由通訊控制器、計算機、顯示器、光纜、錄音機、錄像機、電話機、控制中心等組成；交通指揮中心用于實時監控路面車流量、以及紅綠燈情況等。

2.3 前端圖像采集

前端圖像采集系統包含：彩色黑白全天候型攝像機、室外全天候防護罩、室外全方位直流高速云臺、室外直流解碼器和避雷針。所使用的攝像機能夠形成彩色或黑白圖像，當光線強度高于1.0lx時，為彩色圖像；低于1.0lx時，則為黑白色圖像。能捕捉最低為0.1lx光照強度的圖像信息。因而，能夠代替彩色攝像機捕捉更低光照強度的圖像信息。它在白天使用時，所采集的圖片信息清晰明亮，夜晚采集的信息也能夠分辨度也很高。能夠看清楚30m范圍內的車牌號碼，可以看清楚100m范圍內的車型。

2.4 傳輸交換

視頻和控制信號的傳輸可以通過光纖和微波進行。光纖傳輸系統由光纜、光端發射器和光端接收器構成。具有以下優點：傳輸損耗小、輸送距離遠、抗干擾能力強、保密性能好、沒有電磁輻射、耗能少等。微波傳輸的原理為：通過無線擴頻通信技術來進行傳輸信號。

微波傳輸是把模擬的圖像信號通過數字化處理后得到的壓縮編碼。再將其通過數字信道傳送到遠處，接著再解碼為原先的信號。數字編/解碼器具有編輯/解碼圖像信息的功能，同時還具有將圖像信道接口和控制數據接口連接到同一塊系統板上的功能。因此，可以使圖像信息和控制信號在同一個信道上傳輸。微波傳輸具有以下優點：抗干擾性強、信號質量高、誤碼率低、抗衰弱性強以及不會影響其他同頻率的信號傳輸。

2.5 存儲

存儲一般使用的是NVR設備，它可以通過網絡與前端圖像采集系統相連接。此設備的功能性主要與接入能力、并發能力、最大磁盤數和協議兼容性有關。目前，市場上主要有兩種NVR設備：一種是DSP系列，另一種則為X86系列。DSP NVR系列，具有耗能少的優點，但其處理能力和并發能力有限，一般最多能連接8塊硬盤。X86 NVR系列由于引入了計算機處理器，因此，其處理能力和并發能力大大提升。

從上述分析可知，X86系列比DSP系列更好，但由于其穩定性、可靠性和故障的影響，所以，一般不會將NVR設備用到極限能力。為設備配置計算數量時，還要考慮接入數與硬盤容量，最后才能得出單臺NVR設備所需要的接入數。配置硬盤時要考慮數據存儲裸容量，同時，還要考慮操作系統盤和RAID冗余備份盤。如果備份時間比較長，就需要增大磁盤容量。

2.6 顯示

圖像有兩種顯示形式：PC顯示和監視器顯示。兩者區別在于，PC顯示用的是軟解碼，而監視器顯示用的是硬解碼。軟解碼就是把解碼程序調入內存中，使用CPU進行解碼操作。因此，需要CPU的運算能力很強，但仍會存在畫面卡頓現象。所以，后期需要對圖像進行處理。硬解碼則是將寫入或固定在芯片上，通過硬件進行解碼的操作。具有圖像清晰、不占系統內存等優點，不需要后期處理。

3 結語

城市道路監控系統的主要作用是：綜合管理高速公路運營業務和分享信息。是組成道路交通網絡最基礎的一部分。由于我國現在道路監控系統還不太完善，還存在許多的不足，因此，提高監控系統的運行狀態監測能力，縮短發布信息的時間，使其能在第一時間做出決策并執行，是現階段監控系統最應該考慮的。

參考文獻

[1]夏云主編.現代計算機網絡技術與應用[M].科學出版社，1998.

[2]（美）[M.福特]MerileeFord等著.網絡互聯技術手冊[M].電子工業出版社，1998.

（作者單位：沙河市安全生產監督管理局）