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城市道路交通监控解决方案
作者:锐程电气  来源:锐程电气  发表时间:2012-04-28 浏览次数:
  随着经济的逐步繁荣,城市交通的实时监控以变得越来越重要,建立全面的交通图像管理系统是交通管理部门的目标。交通道路视频监控系统通过建立覆盖城市主要干道及路口的数字网络,配备相应的图像监视设备和软件,可将交通路口车辆运行状况实时传送到调度中心,对道路车辆运行状况进行监控。同时,公安交通管理部门可以根据现场实际情况对道路车流量进行控制,将车辆安排到畅通的路段,减少阻塞,保证道路交通畅通,实现城市交通管理的智能化。现在的交通监控技术已越来越先进,不仅充分利用了现行的各种网络技术,提供了各种各样可行的解决方案,而且还可以智能化,让系统自动执行一切监控工作。不仅可以大大减轻交警的工作负荷,而且还可提高管理水平,通过图像方式让那些违章车辆无地可逃,减少了交通争议。

  一、 道路交通监控类型原理
  在各种各样的道路监控方案中,应用的设备却基本上一样,都是利用编码器、工控机、摄像机、等专用硬件设施,它们之间最大的不同就是软件系统的配置。但是他们所实现的功能却基本上一样,都是在十字路口或其他相应的地点安装360°全景监控系统,该系统能够获取周围360°或270°的视场方位,并且进行连续的实时监控。通过360°全景监控系统的摄像机在路口抓拍违章车辆,当车辆“超速”或“闯红灯”时,系统自动对车辆的图像进行抓拍,将车辆的号牌、车辆的类型、颜色、车速等信息记录在存储设备中,以供交通违章处理部门审查。通常要求具有远程监控功能,图像清晰、存储量大和系统稳定等要求。另一个重要不同就是监控点与控制、管理中心的网络连接方式不同。传统的视频监控及报警联网系统受到当时技术发展水平的限制,电视监控系统大多只能在现场进行模拟监视,联网报警网络虽然能进行较远距离的报警信息传输。但是,传输的报警信息简单,不能传输图像,交警无法及时准确的了解现场的实际情况,报警事件确认困难,系统效率很低。
 其实,在交通,电力等分布式管理的行业,计算机网络的应用是很成熟的。因此,交通的远距离网络监控是行业管理的必要手段和可能手段。传统的远距离监控,图像传输一般采用视频线或微波进行传输,这样容易受到地形等方面的限制,且造价极高,用户难以承受。因此,应用和推广上都有较大的障碍。计算机系统的应用、普及,网络通讯技术及图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展,使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机、通讯和图像处理技术,通过计算机网络传输数字图像,可为实现远程图像监控及联网报警系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。在交通行业中,可充分利用其现有的网络环境与技术条件,发挥计算机网络的优势,建成高效可靠的远程视频监控与联网报警的智能监控系统,为企业的安全防范、高效管理提供更有力的技术保障。 根据实际环境和应用需求网络的连接方式可以选择E1之类的2M E1(DDN)、光纤以太网、WALN无线传输等。当然这不同的传输方案决定了所选用的设备也不可能完全一样,至少这些设备都得支持相应的传输介质连接方法,也就是有相应的接口。下面仅以目前应用最广的DDN专线和WLAN无线连接方式的道路监控系统方案进行简单分析,其它连接方式类似,参照即可。

  二、 DDN远程监控方案
  这样一个方案中主要是由两部分组成:道路监控点(通常应用于道路卡口)和监控管理中心。而且两个部分所用的主要设备都是编码器,它是用来进行视/音频编码、解码的。以上方案的基本原理如下:首先由监控点的摄像机拍摄违章车辆的模拟视频图像/音频,这个模拟信号一路不用转换直接传输到监控点的工控机,供监控点管理员使用,另一路需先经过监控点的编码器进行编码,转换成数字信号,然后在数字计算机网络中传输。通过传输介质到达监控中心后,由监控中心的编码器对所接收到的数字图像/音频信号进行解码,这样就还原了原来的模拟视/音频信号。这时解码还原后的模拟视/音频信号可以由监控中心的管理员通过工控机调用,同时还要通过硬盘录像机对所接收的数字视/音频信号无需解码直接保存。 在这种方式中,由于采用的是2Mbps的DDN专线连接方式,带宽在目前来说并不是很宽,对于比较繁忙的道路监控系统来说,显然效果不是很好。另外,要注意的是,方案中所用的编码器一定要支持DDN网络通信方式,具体可向经销商了解,否则根本用不上。 以上只是从大的方面来介绍整个监控原理的。其实在所有道路监控系统中,最关键、应用设备最复杂的部分还是监控点。而在这些监控点中,又以各种道路卡口所应用的设备最为复杂。道路交通治安卡口监控系统是指依托道路上特定场所如收费站、交通或治安检查站等卡口点,对所有通过该卡口点的机动车辆进行拍摄、记录与处理的一种道路交通现场监视系统。通常是由机动车辆感应、车辆拍摄、图像记录、图像处理与信息管理以及辅助光源与辅助支架等几个部分组成。至于录像机、麦克风等设备的连接通常是采用RS232/422/485串行电缆连接,RS422/485串行电缆最长传输距离可达1KM以上,完全可以满足监控摄像机与监控点编码器的连接需求。
卡口系统不仅可以用于监视道路交通状况如交通流量、速度和通畅程度等,而且还可以通过对所拍摄记录的机动车辆和其它道路交通信息的分析、处理特别是车辆及其车牌信息的自动识别与处理,实现对交通违章、肇事逃逸和嫌疑车辆等的查控与处置,扼制并打击一些显见性违规违法行为,消除各种隐患,具有十分重要的现实意义。

  三、 WLAN无线连接监控方案
  由于城市交通路口监控点和交通控制中心一般相距较远,且分布位置较分散,利用传统网络布线的方式不但成本非常高,建设周期长,而且可扩充性、灵活性差,一旦需要增加或者减少被监测点,将会带来新的施工周期。无线网络可以将多个被监测点与交通控制中心连接起来,且搭建迅速,可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路。利用无线网桥最远可以支持50公里以上的桥接。网络基本结构如图所示。 为了保证视频压缩文件的稳定传输就必须有足够的网络带宽,不同的视频压缩文件对网络带宽的要求各不相同,为了达到更好的视频质量,网络带宽就更为重要。目前无线网络标准协议IEEE802. 11a/IEEE802.11g都可实现54Mbps的传输速率,而IEEE802.11a+、IEEE802.11g+标准的传输速率更是达到了108Mbps,完全能够保证采用MPEG-4格式的数字视频流稳定可靠地进行传输,达到无线视频监控的目的。无线视频监控系统路口由视频信息采集点、无线传输系统、交通控制中心三部分组成。
  1.路口视频图像采集点
  根据各城市的具体情况,在每个交通路口可以安装一个或数个监控摄像机,外围再各配备一台云台和云台控制器。每个视频采集点各匹配一台视/音频编解码器。监控摄像机用于采集城市各道路实时交通状况视频信号,主要是监控距离交通路口一定范围内的车辆。云台可以由控制中心的计算机控制。用户可对摄像机进行水平360度,垂直90度及变焦控制。视/音频编解码器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号,并进行压缩。另外也传输控制信号,视频编解码器通常提供10/100M以太网接口,通过双绞网线即可连接到无线网桥设备上。编码压缩处理后的监控信息通过无线网络汇集到交通监控管理中心,监控中心能看到所管辖的道路和路口状况,监控人员可通过监控中心局域网或Internet远程实时浏览视频图像、遥控云台。为充分保证每个监控点的带宽,采用MPEG4的编码标准,带宽占用较低,并可实现图像的优质传输和存储,而且传输距离较远,适用于城市广阔区域的监控。
  2.无线传输系统
  通过无线宽带接入设备采用点对多点方式建立覆盖城市路口的无线宽带网络。在中心点和远程监控点各安装无线网桥,中心站需选择安装在城市的制高点,如高楼楼顶、铁塔顶、高山顶等,以尽量保证能够接收到各分部点发射过来的信号。一个中心点连接若干分布接入点,各分布接入点以共享方式分享中心点提供的总信道带宽,采用共享方式可根据接入用户实时需要分配总带宽。
  3.交通控制中心
  监控中心主要由视频编解码器、矩阵电视墙、监控服务器、硬盘录像机等组成,可完成路口现场图像接收与显示,录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
视频编解码器对经无线网络传送来的前端监控点摄像机采集的视频信号进行编解码处理,传到监控管理中心局域网视频监控服务器上,再经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端。用户在中心可以通过多路视频墙观看到现场多个监控点的图像,也可采用矩阵电视墙显示方式,可以同时显示出多路监控点摄像机的画面。监控中心发出的对于云台、镜头等的控制指令通过无线设备传送到监控点。用户可以通过位于监控中心的云台控制设备控制现场任意点的云台、镜头的光圈、焦距、变倍;云台的上、下、左、右、自动或辅助控制远端的电源、摄像机开关等。现场传回的视频图像转化为数字信号存储在硬盘录像机上,可方便快捷地实现资料的存储、更新、查询、备份,为交通违章处理等执法工作提供依据。