高速公路視頻監控系統及其傳輸方式分析

王小亮

（廣東新粵交通投資有限公司，廣東廣州510410）

0 引言

汕（頭）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支線工程B2合同段主線設計起點順接B1合同段設計終點，樁號為K154+750.426，終點與省道S373相接，樁號為K269+111，路線呈東北向西南走向，主線全長112.062 km；支線——蘭海高速聯絡線設計起點LZK1+700，終點LZK53+198.308，路線呈東西走向，支線全長52.347 km。主線與支線均采用高速公路標準。

本次設計范圍為汕（頭）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支線工程B2合同段化湛管理處管轄范圍內的監控系統施工圖，對應樁號范圍為主線K222+850～K269+111及支線LZK1+700～LZK53+198.308（對應主體工程A5、A6標段）。

本項目道路沿線外場監控視頻、數據分別上傳至所屬管理（分）中心，管理（分）中心可直接對監控外場設備進行統一控制、信息發布和誘導。化湛管理分中心配備完善的監控設施，包括監控計算機系統、閉路電視監視系統、綜合控制臺及供配電設施等。

1 高速公路視頻監控系統概述

1.1 監控策略

1.1.1 近期監控策略

以互通區域及交通分合流路段、特大橋、服務區為監控重點，同時兼顧全線，加強視頻監視、交通參數采集、氣象信息檢測、事故報警收集、交通信息發布、異常狀況下的路段速度控制及分車道限速等措施，快速發現和確認交通異常事件，另外針對路網情況在道路沿線設置信息發布設備，以及時發布相關信息，疏導交通，保證全線暢通。

1.1.2 遠期監控策略

隨著交通量的增加，將逐漸完善全線的交通誘導和速度控制措施，并采取適當措施增強交通參數的檢測和統計，提高交通分析的精度，縮短系統響應時間；增強交通信息發布和交通誘導功能，完善交通控制和信息發布措施，提高高速公路運營管理水平和對道路使用者的綜合信息服務水平。

1.2 監控系統構成

本項目監控系統主要由閉路電視監視子系統、交通監控子系統構成。

1.2.1 閉路電視監視子系統

1.2.1.1 攝像機布設原則

（1）互通立交區及兩側的交通分合流路段。互通立交區及兩側的交通分合流路段很短的范圍內有較多的車流交織，其交通流一般來說是較為復雜的，也是比較容易發生交通異常事件的位置。因此，設計在全線所有互通立交區域設置一臺高清遙控攝像機，樞紐互通形式較為復雜，設置兩臺高清遙控攝像機。

（2）特大橋、大橋路段。橋梁路段本身具有特殊的行車環境，組織救援也有其困難之處。橋梁路段一般距離互通出入口有一定距離，一旦發生交通事故，就會直接影響決策的正確性和準確性。因此，設計中在全程監控攝像機的布置方面，重點兼顧并布設在特大橋、大橋附近路段，使這些路段具有較好的監視條件。

（3）服務區、停車區。全程監控攝像機的布設也適當重點考慮服務區、停車區路段。同時，在服務區兩側場區內各設置兩臺遙控攝像機及一臺全景攝像機，在停車區兩側場區內各設置一臺遙控攝像機，使其能不受遮擋地監視到停車廣場、主要通行道路等。

（4）收費站及收費廣場。收費站及收費廣場攝像機由收費系統設計并實施，同時，收費系統應將收費站及收費廣場圖像切換上傳至所屬管理（分）中心，方便值班人員對收費站進行監視和管理。

1.2.1.2 系統構成

閉路電視監視子系統由管理（分）中心監視控制設備、外場攝像機、傳輸通道組成。所有監控攝像機圖像都上傳到相應路段管理（分）中心，收費系統也選擇上傳多路視頻到管理（分）中心。

1.2.2 交通監控子系統

1.2.2.1 交通誘導及控制

本項目在樞紐互通立交分流處前方主線設置門架式可變信息標志，在普通互通立交分流處前方主線，視互通間距、交通量情況設置懸臂式可變信息標志（其中連接較大城市、轉彎交通量較大的互通近期實施，其他一般互通遠期實施），用于發布前方路段或相關路網交通信息、氣象信息等，并可兼作主線控制設備，及時誘導路段交通。

1.2.2.2 收費站入口交通控制

入口交通控制可以根據本路上交通流的大小、交通高峰時段、服務水平以及交通異常情況，通過控制進入本高速公路的車輛數量和進入時間及頻率，來保證本高速公路的正常運行。控制方式包括以下兩種：

（1）在收費廣場前面的路段設置信息發布屏，用于向欲進入本高速公路的車輛發布本高速公路相關的交通信息，告知本高速公路的交通運行狀況，如暢通、擁堵、封閉等信息，進而誘導車輛進入或者不要進入本高速公路。此部分遠期實施。

（2）利用收費車道進行入口車輛放行控制。這種方式可以通過控制放行的頻率或放行的時間來控制在該入口進入高速公路的車輛，從而保證主路的正常運行。

1.2.2.3 系統構成

交通監控子系統由外場設備（包括交通參數采集及氣象檢測設備、控制誘導及信息發布設備等）、管理（分）中心的計算機系統硬件及軟件、相應傳輸設備構成。本項目道路沿線所有檢測設備的檢測結果均上傳到相應路段的管理（分）中心，由管理（分）中心進行匯總分析、處理，判斷交通和氣象狀況，并根據路段的具體情況，制定相應的控制方案，然后將控制命令下發給各路段的控制和信息發布設備。

2 高速公路視頻監控系統的傳輸方式

2.1 數據傳輸

本項目沿線所有監控外場設備配備以太網數據接口，數據采用“以太網光端機+單模光纖”的傳輸方式傳輸至就近通信站，在通信站匯聚后通過通信系統綜合業務接入網提供的1 000M通道上傳到相應路段的管理（分）中心。

2.2 視頻傳輸

根據本項目的視頻監控方案，各管理（分）中心傳輸視頻路數如表1所示。

表1 各管理（分）中心傳輸視頻路數

為便于全線視頻聯網監控，本項目所有視頻均采用NVR在各收費站分布式存儲。具體視頻傳輸方案如下：

外場攝像機高清視頻先通過“以太網光端機+單模光纖”的方式傳輸到就近收費站，在各收費站與收費視頻統一進行視頻存儲，然后經通信系統傳輸通道上傳到相應的監控（分）中心。考慮到收費站收費系統配備有NVR等設施，為提高系統集成度，降低造價，擬將監控、收費系統的視頻存儲設備共用，通過收費系統的NVR統一進行視頻存儲。

監控（分）中心設置有數字化視頻管理系統，可通過高清視頻解碼器對外場上傳的視頻圖像進行解碼還原，進而輸出至大屏拼接顯示設備、主監視器進行顯示，實現視頻監視和切換控制；同時切換到干線傳輸設備的1 000M以太網口，經組播上傳至上級管理機構。

3 結語

隨著我國社會的迅速發展，安防技術得到了不斷完善，高速公路視頻監控系統正朝著網絡化、高清化與智能化方向發展。由于高速公路監控系統具有距離遠、信號復雜、對系統的穩定性要求較高等特點，因而要實現高速公路視頻監控系統的網絡化、高清化目標，需搭建穩定、實用、先進的高速公路視頻監控系統。本文分析介紹了高速公路視頻監控系統及其傳輸方式，可為高速公路監控提供理論依據。