福银高速九江大桥项目视频监控传输系统建设方案

谭兰兰 冯钊

高速公路视频监控系统针对高速公路全程、收费站车道、收费亭、事件检测点等进行实时交通流量和交通运行监视，能及时发现各种异常情况并采取应急措施，确保高速公路高速、安全、经济地运行。该文以福银高速九江大桥项目监控传输系统建设方案为例，扼要介绍系统方案设计、设备选型及其特点和优势。

一、项目概述

福州至银川高速公路九江长江公路大桥北引道是福州至银川公路的其中一段，本项目起于拟建九江长江公路大桥北岸引桥终点，向北东依次经过小池镇汪垏村、彭家桥、桥下村、杨家墩、泥池村，终点接黄黄高速公路小池收费站北侧。在整个项目路段设置分路主线收费站、分路匝道收费站、小池服务区。监控管理所建设在分路主线收费站和分路匝道收费站处，负责管理收费监控系统和道路监控系统的视频接入管理。接入业务如下：车道监控视频和收费亭内监控视频共60路；财务室和监控室各1路视频；8路场区监控视频；3路收费广场监控视频；10路道路监控视频；8路车检视频。

二、设计原则

本设计本着系統先进性、可靠性、灵活性的原则设计，综合考虑系统的考虑可扩展性，业务拓展功能、系统升级功能；摒弃了传统的光端机的方案，采用全数字视频管理平台解决方案，系统灵活可扩展能力强，并可大量节省系统光纤资源。

三、解决方案

概述。福银高速九江大桥项目路段全长8km，设置一处监控管理所，位于主线收费站和匝道收费站处，相当于两站合建，管理整个路段收费监控视频和道路监控视频。实现工作人员对路段及收费车道情况的监控浏览。路段监控主要有：实现道路重点区域的监控。收费视频监控主要有：收费亭内监控视频、车道监控视频及收费广场监控视频。

针对本次福银高速公路九江大桥监控系统传输网络的建设，本方案采用数字视频管理平台，可为监控系统提供多种业务接口如：多路双向视频信号、10/100M以太网 、报警信号等的综合接入、多级传输和统一管理；监控图像以数字非压缩的方式在整个监控网络上传输，视频信号可从任意节点输入、输出，所有图像在整个传输过程中只进行一次模数/数模转换，保证各级监控中心的图像均为高质量的数字非压缩图像；模块化结构，全硬件设计，可靠性高，线性扩容，只要在系统总容量限制内，任意节点扩容均极为方便，只需增加相应业务板卡即可，费用低廉，便于控制；创造性地将分布式数字视频矩阵纳入该平台，为视频监控高端用户提供了专业的综合解决方案，在满足并提高了专网传输能力和网络质量的同时，建设起一套相对独立的监控网络。

高速公路监控系统项目具有前端点分散、多级传输、分布式管理、线路复杂、保密性要求高等特点，因此视频传输的方式直接决定了整个高速监控系统的质量和效果，而数字视频管理平台构建的整个视频监控系统包括了视频信号的接入、传输、交换、控制和统一管理，是融合了数字非压缩视频编码技术、光纤专网通信技术、数字矩阵技术、软件技术的新型光纤网络传输平台，针对高速公路监控系统视频传输的特点，实现了全网视频一次模数转换、全数字传输及交叉切换、前端无限扩容等功能。

总体结构。

整个项目路段设置一处监控管理所，负责整个路段监控视频的管理。整个系统中包括收费监控系统、道路监控系统。收费、道路监控音视频和数据信号，采用视频远端模块传输到监控分中心的全数字视频管理平台中，全数字视频管理平台可传输、控制、切换显示收费监控、道路监控的视频图像。

收费站。收费车道、亭内图像、监听、报警和广场出入口图像等业务采用远端模块，通过光纤传输至收费站本地的全数字视频管理平台上，财务室和监控室图像以模拟形式接入到收费站本地的全数字视频管理平台上，输出音频，视频信号到IP SAN进行存储。通过键盘切换1路音视频同步信号到主监，输出报警信号到报警主机。通过光纤将收费站视频传至相邻的全数字视频管理平台上。

道路监控。道路外场监控视频信号、控制数据信号等，采用远端模块，通过光纤点对点方式接入到监控分中心的全数字视频管理平台。

监控管理所。监控管理所为收费、监控的合用中心，监控管理所的全数字视频管理平台设备通过光纤接入各收费站的音视频/数据/报警、道路监控视频/数据信号。在监控中心输出接入的视频流到网络存储设备存储录像，切换部分接入视频到监视器监视，切换音视频同步信号到主监视器。通过软件或键盘实现全路段收费、监控、服务区视频图像任意切换调用。

系统详细方案描述

监控管理所。监控管理所接入收费和道路监控视频，以及接入本地模拟图像（财务室、监控室图像）。

在监控管理所配置全数字视频管理平台，具体板卡配置如下：配置光纤视频接入板，用于接入分路主线收费站和分路匝道收费站监控图像；配置光纤视频接入板，用于接入道路监控视频和收费广场监控视频；配置光纤视频接入板，用于接入车检视频；配置模拟视频输入板，用于接入本地财务室、监控室图像及场区监控图像，同时输出4路视频到编码器上传至相邻高速监控分中心；配置视频输出板，用于输出视频到拼接屏、电视墙和监视器；配置ADK扩展板，用于输出音频信号；配置键盘，实现视频数据的切换控制；配置编码版，用于将视频压缩编码存储和上传。

四、 系统功能特点及优势

全光纤数字矩阵将传统的视频传输、矩阵交换、多业务接入等功能有机结合，作为目前最先进的视频传输/交换模式，，极大的提升了系统的综合能力。

与传统的的视频联网解决方案（以模拟矩阵为核心）相比，全光纤数字矩阵具备优势如下：

在视频接入方面，既支持视频的以模拟电缆的方式接入，也支持以数字光信号方式直接接入。且系统兼容非压缩数字视频和压缩数字视频方式。本系统视频传输，视频采用非压缩编码方式，画面质量高。

在视频联网方面，以光纤数字矩阵方式进行联网，视频信号都只需要进行一次模数/数模转换，即从任意节点接入，任意节点输出，这样一方面能明显的保证图像传输的质量和效果，另一方面可在减少中间转换设备如视频分配器等，简化了系统结构，方便了后期维护。全光纤数字矩阵系统具有强大的组网能力，能适应各种管理模式。支持环网、星型、光分支等结构的全光纤网络，网络拓扑可覆盖至最前端，任意延伸。

在主干传输方面，有别于传统的模拟矩阵联网必须借助于视频光端机、编解码器等视频等大量传输设备，全光纤数字矩阵将将数字视频交换和光纤传输有机结合，最大程度的保证了图像质量，极大的提高了系统的稳定性。

全光纤数字矩阵系统采用了分布式矩阵设计，不同节点协同作业，任意节点均可进行图像和设备管理；并发数字总线，最高128条数字视频总线全网共享，极大提高了系统节点之间的传输能力。

全数字视频管理平台系统采用模块化结构，支持线性扩容，同时支持多种如双向异步数据、100M以太网、E1、电话、报警等业务业务接入传输。光传输板自带的100M以太网通道，还可以与通信系统网络互连，作为通信系统的备用通道。

（作者单位：湖北省交通运输厅黄黄高速公路管理处）