工业以太网交换机在道路监控的应用

2015-01-23刘峥

中国公共安全 2015年18期

文/刘峥

随着平安城市这一概念的普及和飞速发展，城市道路交通监控也成为这一新兴概念中先行落地实施的重要方面。尤其是在电子警察和卡口监控等分支监控体系，更是细致完善的做到高清化，智能化，可靠化，为推进平安城市的建设，打下了一份坚实的基础。

公共交通现状及监控管理意义

近些年，随着中国经济的高速发展和国民收入水平和生活水平的不断提高，社会汽车的保有量开始逐年攀升，给城市交通造成了极大的压力，汽车拥堵也成为很多城市交管部门亟待解决的首要问题之一。通过对道路卡口监控和路段车流量监控，进行信号数据的控制，可以达到车流合理分配的目的。

项目概述

合六路合肥段由安徽省交通规划设计研究院设计，合肥市交通管理局建设管理，贯穿合肥至六安两大地级市，为货物运输和客流输送的主干要道之一，为了更好地对干线和卡口进行车辆疏流，违法超载行为的及时查处及所涉事故的快速处理，由北京蛙视通信技术股份有限公司对路段和卡口的监控视频的传输系统进行方案设计，合理的将整个路段卡口监控稳定可靠的传输至上级交管部门进行统一管理，做到无死角，快速化的监控系统设计。

项目设计

系统总体概述

该项目监控系统由前端图像采集处理部分，传输部分，中心管理部分三部分组成。

前端采集处理部分是系统的前沿，由高清摄像机、频闪补光灯、信号灯箭头灯、前端控制主机（工控机）等混合组成，用于前端卡口路段视频和数据信号的采集。

网络传输系统对前端采集的视频信号进行汇聚和传输。在本项目中，路段卡口和交口等位置的前端监控视频信号分别汇聚传输至合肥市交警支队中心和蜀山区交警大队分控中心两大上级控制管理中心进行集中管理，并通过高清解码系统可将视频解码输出显示至电视墙做集中监控。

此次设计方案，前端汇聚交换设备选用蛙视通信自主研发的工业以太网交换机VETH3000系列。前端各个交口以及卡口中的监控视频信息，通过光纤或网线接入至VETH3000工业以太网交换机，实现各个汇聚点的汇聚交换。各个汇聚点的VETH3000工业以太网交换机组成双纤自愈环网接入合肥市交警支队中心或蜀山区交警大队分控中心三层视频以太网交换机中进行统一的切换和管理。

本次项目共接入6个汇聚点：合肥市交警支队中心接入2个测试卡口汇聚点；蜀山区交警大队分控中心接入4个汇聚点。

合肥市交警支队中心采用两台VETH3000-2GX-8GT工业以太网交换机作为2个汇聚点，进行视频信号的汇聚接入，这两台工业以太网交换机组成光纤自愈环网接入合肥市交警支队中心视频以太网交换机中进行统一的切换和管理。

蜀山区交警大队分控中心采用VETH3000-4GX-6GT、VETH3000-6GX-15GT等多电口的工业以太网交换机进行监控视频的汇聚传输。这些工业以太网交换机组成4个光纤自愈环网作为4个汇聚点，接入蜀山区交警大队分控中心视频以太网交换机中进行统一的切换和管理。

系统示意图分别如图1，图2所示。

图1 合肥市交警支队中心测试卡口

图2 蜀山区交警大队分控中心

中心管理部分通过配置视频管理服务器，流媒体服务器，WEB控制服务器等，围绕中心管理服务器进行视频管理、视频转发和视频分析，对整条合六路主干和卡口监控进行统一的管理和调度。

系统详细设计

前端系统设计

合六路监控系统前端点位设置大致分为三部分，分别是：路段高清卡口，路段交口以及路段高清监控。

为了保证监控视频的高清和高品质，在整条道路监控中我们统一采用200万像素的1080P网络高清摄像机进行视频监控传输。根据前端监控点位设置不同，我们采用的摄像机类型和外接设备也有不同。

路段高清卡口

在卡口出采用高清的枪型卡口摄像机进行监控，近点位的摄像机通过6类双绞线直接接入工业以太网交换机VETH3000，远点位的摄像机通过光纤收发器VETH-GE-2P通过光纤直接光接入至工业以太网交换机VETH3000。如图3所示

图3 路段高清卡口连接图

路段交口和路段高清监控

在路段交口出我们采用高清的枪型电子警察摄像机以及高清半球型的治安监控、交警监控摄像机进行监控，并布设人行信号灯，箭头灯等指挥调度设备。近点位的摄像机通过6类双绞线直接接入工业以太网交换机VETH3000，远点位的摄像机通过光纤收发器VETH-GE-2P通过光纤直接光接入至工业以太网交换机VETH3000。信号灯设备使用控制电缆线接入信号控制机，通过6类双绞线接入工业以太网交换机VETH3000中。如图4所示

网络传输部分

本项目采取全高清的网络化传输，将前端高清摄像机的监控视频信号以高清数字码流通过光纤或者网线在工业以太网交换机和光纤收发器中进行传输。

图4 路段交口和路段高清监控图

部分路段高清卡口监控点位距离汇聚点较远，配置两路千兆光纤收发器VETH-GE-2P，前端高清摄像机通过网线连接至光纤收发器以太网口，通过电光转换采用光纤通路，传输至汇聚工业以太网交换机VETH3000；距离汇聚点较近的卡口监控点位，采用一台多电口的工业以太网交换机进行高清网络视频信号的汇聚接入，再通过VETH3000组成光纤自愈环网接入三层视频以太网交换机中进行统一的管理调度。

交口处布设的人行信号灯，箭头灯，满屏灯等相应数据信号控制设备，通过控制电缆线接入信号控制机，再通过以太网接入汇聚工业以太网交换机中。

在工业以太网交换机的选用中，充分考虑项目可靠性，完善性和节约性的需求，并满足各个路段交口或者路段卡口光、电汇聚的作用，我们选用VETH3000系列工业以太网交换机。VETH3000系列工业以太网交换机针对H.264码流特点设计，特别适合传输网络高清视频，可根据需求支持多个SFP光接口以及多个以太网RJ45电口，灵活的组网方式，可组成各种环网、链网、星型网和相切环，支持网络带宽管理设置功能，合理限制端口带宽，具有先进的回环闭锁功能，有效避免环网风暴，符合工业四级电磁兼容性规范，在严苛的电气环境下能稳定可靠地工作，增强了网络的可靠性和可用性。

在方案设计中，根据前端接入设备的数量确定VETH3000系列的电口和光口的数量。比如在合肥市交警支队中心测速汇聚点采用高清摄像机6类线直接接入，并用光纤通路上传到监控中心，采用蛙视通信自主研发的2光8电的VETH3000-2GX-8GT工业以太网交换机。在使用光纤收发器VETH-GE-2P的路段交口等地点，需要使用光纤通路接入工业以太网交换机，所以采用多光口的VETH3000-10GX-9GT进行汇聚交换。

在方案设计中，将多台VETH3000系列工业以太网交换机组成双纤自愈光纤环网，接入上级单位的监控中心中进行视频信号的接入管理。

在本项目中，设置两个上级管理中心，分别为合肥市交警支队中心，蜀山区交警大队分控中心。

合肥市交警支队中心接入2个测速卡口汇聚点，由两台VETH3000工业以太网交换机汇聚路段高清卡口视频信号，并组成光纤环网，接入至管理中心。拓扑结构如图5所示。