无线传输全程视频监控系统在交通状况监控中的应用

2012-12-29李成芳

中国新技术新产品 2012年16期

关键词：电池板无线网络全程

李成芳

（河南省第二公路工程有限公司，河南郑州 450052）

无线传输全程视频监控系统在交通状况监控中的应用

李成芳

（河南省第二公路工程有限公司，河南郑州 450052）

无线传输全程视频监控系统涉及了视频压缩、视频传输、网络技术、多媒体分析、太阳能电池板供电等许多目前比较流行和前沿的技术，特别是随着我国公路网络化、智能化建设，将越来越彰显出其重要性，因此非常值得深化研究和总结。

无线网络；全程视频监控；信息发布

1 基本概念

随着全国城镇化建设的加快，各地公路网规模不断扩大，路网结构及交通形态发生了较大的变化。公路的发展日新月异，交通流量急速增长，现有的观测设施已很难全面、准确、客观的真实反映沿线公路的交通流量水平、特征和变化规律。为了解决以上诸多问题，必须对现有公路现状的各种交通流实现行之有效的监控措施。于是，在现有公路基础上加装无线传输及全程视频监控管理系统的概念应运而生。对关键路段实施交通实时控制，及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证公路高速、安全、经济地运营管理。全程视频监控系统是通过设在公路上的遥控摄像机采集的视频图像，然后通过无线网络传至监控中心。设在监控中心的监控人员通过系统观测公路视频图像，并实时发布公路信息。区别于传统有线视频监控及数据信息发布系统，本系统的最大特点是系统的无线性与实时性。使整个系统具有施工简单，监控位置、信息发布地点的选择相对灵活的特点。在图像的覆盖范围内，能够及时观测到公路上实时发生的各种交通事件，包括车辆事故、车辆停驶、交通拥堵、行人、车辆逆行等，并且系统能够实时地快速进行图像切换及录像，为公路的交通安全管理和公路运营提供极大的帮助。

系统的输入是反映公路上车辆运行情况的交通参数和交通状况，这些信息经监控系统分析、处理、判断后，可发生指令，控制公路情报板，变更其显示内容，实施对交通流的调节和控制，其性能的优劣，在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作，接受系统的调度和指挥。

2 系统构成

无线传输及全程视频监控管理系统一般由视频信息采集系统、供电系统、无线传输系统及监控中心四部分组成。

2.1 视频信息采集系统

结合公路实际情况，在公路沿线一侧或中央隔离带每1.5公里范围内布置一台摄像机,外场摄像机包括基础、12米高立柱，以保证遥控摄像机监控角度与范围符合全线视频监控无盲点的标准。供电系统采用太阳能电池板供电方式，供电系统主要由太阳能电池板电池组件、太阳能电池板控制器、蓄电池组等构成。电池板安装在摄像机立柱5米以上的位置，蓄电池可安装在地面或埋在地下用水泥封固。该系统将太阳能电池板转换成电能向蓄电池充电，蓄电池的直流输出经过逆变器逆变后，向监控摄像机设备供电。太阳能电池板设备原则上设置在路侧，如遇路侧绿化树木高度影响太阳能电池板板的安装，则将其安装在中央隔离带。

2.3 无线传输系统

系统采用无线通道传输，外场摄像机直接与无线传输服务器相连，无线服务器可以实现视频图像的编解码及IP路由器功能，根据无线传输网络的带宽及传输特性，建议每个监控点安装多卡信息化建设集成服务器，图像经无线传输服务器编解压缩后成为适合无线网络的MPEG4图像格式，编码压缩处理后的监控信息通过无线网络汇集到监控管理中心。

2.4 监控中心

监控中心能看到各监控点的实时状况，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、遥控摄像机。所有图像接入存储服务器及磁盘阵列进行图像存储及查询。监控中心的管理人员可通过全程视频监控系统实时了解公路沿线全部的公路条件和交通运行状况以及交通异常事件现场的真实情况。通过视频监控了解到路段的所有运行细节，实现对公路异常事件的性质的准确判断，并根据不同的运行状态按照各种运行预案做出正确的事件控制决策，采取适当的交通控制措施，利用设置于公路沿线的可变情报板向过往司乘人员提供及时的路况信息和绕行信息，实现最大限度地保障行车安全和交通畅通。

3 系统特点及系统局限性

传统视频监控多采用有线传输及供电模式，需要铺设专用光、电缆进行图像数据传输及设备供配电，施工难度大，工期长，对路面破坏较大。无线视频及数据综合监控管理系统在供电方式上采用太阳能电池板供电；在传输方式上成功实现了图像压缩编码标准H.264/MPEG4的算法，使得可利用无线公共移动通信网的传输动态实时图像，既很好的解决了系统供电问题，又很好的解决了传统监控系统对数据传输的限制。利用无线网络视频图像，根据今后无线网络建设情况，无线传输设备可平滑升级到3G网络。无线视频监控系统是利用现有无线上网技术进行视频数据传输的新型系统。它采用了先进的视频压缩算法及流媒体视频数据压缩技术和无线传输网络解决方案，整合了无线数据通信功能和数字视频编码功能的便捷式系统。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通信终端连接到无线传输网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、编解码、链路的控制维护等功能。根据应用，把实时动态图像传到任何Internet网络覆盖的地方，可以通过Internet从系统终控端得到实时图像信息，并通过Internet实时的发布信息。该系统整合了无线网络和Internet网络的优势，在空间和距离上产生突破性拓展。无线传输及全程视频监控管理系统具有如下优点：

(1)太阳能电池板供电节能、环保；(2)无缆式独立供电，组件灵活、小巧，方便安装与组网；(3)全低压直流供电方式，能源利用效率高，安全性好；(4)设备维护费用少、施工对沿线绿化及路面破坏小，施工协调方便；(5)采用无线网络，彻底无线化，解决了窄带无线通道传输视频数据流的问题。相对于有线传输及传统供电方式本系统也具有一定的局限性：

a)采用太阳能电池板供电方式，天气和安装角度对设备有一定影响。

b)采用无线网络方式，图像清晰度及实时控制性受无线网络环境影响。

4 实行无线视频及数据综合监控管理系统的意义

4.1 改善公路通行质量方面

实施公路无线传输及全程视频监控管理系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度，增加高峰期间的交通流量，减少交通堵塞程度和车辆延滞时间，同时也能大大减少交通事故和保证交通安全，节约燃料和减少车辆的磨损，缩短运输时间，减少污染，体现智能交通公路快速、安全、舒适和高效率的功能。

4.2 紧急救援方面

由于某种原因发生交通事故、危险品事故、自然灾害等造成人员、车辆损坏后，配合全程监控系统判断是否需要启动紧急救援预案，争取最短的时间内对事故进行处理，预防二次事故的发生。根据事故情况确认是否需要进行救援，并上报公路相关部门。事故和需要救援确认后。根据实际事故情况和可利用的资源对系统提出的方案进行修正，确定救援路线、配备人员、救援工具选择、需要通报事故请求支援的其他社会部门以及相互通信方式等。并通过与参与救援的相关部门协调，确定紧急救援指挥结构构成。在紧急救援预案执行完毕后，应对救援过程进行总结，提交事故处理报告，保存到事件处理记录数据库中。进行救援预案评估，以优化预案流程。对预案中提到的人力资源、物力资源、社会资源可用性进行确认并保存，并对事件处理记录数据库的数据资源进行维护，分类整理，以供查询。由此可见无线传输及全程视频监控管理系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。