無線傳輸全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在交通狀況監(jiān)控中的應(yīng)用

李成芳

（河南省第二公路工程有限公司，河南 鄭州 450052）

無線傳輸全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在交通狀況監(jiān)控中的應(yīng)用

李成芳

（河南省第二公路工程有限公司，河南 鄭州 450052）

無線傳輸全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及了視頻壓縮、視頻傳輸、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體分析、太陽能電池板供電等許多目前比較流行和前沿的技術(shù)，特別是隨著我國公路網(wǎng)絡(luò)化、智能化建設(shè)，將越來越彰顯出其重要性，因此非常值得深化研究和總結(jié)。

無線網(wǎng)絡(luò)；全程視頻監(jiān)控；信息發(fā)布

1 基本概念

隨著全國城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，各地公路網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)及交通形態(tài)發(fā)生了較大的變化。公路的發(fā)展日新月異，交通流量急速增長，現(xiàn)有的觀測設(shè)施已很難全面、準(zhǔn)確、客觀的真實(shí)反映沿線公路的交通流量水平、特征和變化規(guī)律。為了解決以上諸多問題，必須對現(xiàn)有公路現(xiàn)狀的各種交通流實(shí)現(xiàn)行之有效的監(jiān)控措施。于是，在現(xiàn)有公路基礎(chǔ)上加裝無線傳輸及全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。對關(guān)鍵路段實(shí)施交通實(shí)時控制，及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應(yīng)急措施，保證公路高速、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營管理。全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過設(shè)在公路上的遙控攝像機(jī)采集的視頻圖像，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳至監(jiān)控中心。設(shè)在監(jiān)控中心的監(jiān)控人員通過系統(tǒng)觀測公路視頻圖像，并實(shí)時發(fā)布公路信息。區(qū)別于傳統(tǒng)有線視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)信息發(fā)布系統(tǒng)，本系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是系統(tǒng)的無線性與實(shí)時性。使整個系統(tǒng)具有施工簡單，監(jiān)控位置、信息發(fā)布地點(diǎn)的選擇相對靈活的特點(diǎn)。在圖像的覆蓋范圍內(nèi)，能夠及時觀測到公路上實(shí)時發(fā)生的各種交通事件，包括車輛事故、車輛停駛、交通擁堵、行人、車輛逆行等，并且系統(tǒng)能夠?qū)崟r地快速進(jìn)行圖像切換及錄像，為公路的交通安全管理和公路運(yùn)營提供極大的幫助。

系統(tǒng)的輸入是反映公路上車輛運(yùn)行情況的交通參數(shù)和交通狀況，這些信息經(jīng)監(jiān)控系統(tǒng)分析、處理、判斷后，可發(fā)生指令，控制公路情報板，變更其顯示內(nèi)容，實(shí)施對交通流的調(diào)節(jié)和控制，其性能的優(yōu)劣，在一定程度上取決于車輛駕駛員能否協(xié)調(diào)配合工作，接受系統(tǒng)的調(diào)度和指揮。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

無線傳輸及全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)一般由視頻信息采集系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)及監(jiān)控中心四部分組成。

2.1 視頻信息采集系統(tǒng)

結(jié)合公路實(shí)際情況，在公路沿線一側(cè)或中央隔離帶每1.5公里范圍內(nèi)布置一臺攝像機(jī),外場攝像機(jī)包括基礎(chǔ)、12米高立柱，以保證遙控攝像機(jī)監(jiān)控角度與范圍符合全線視頻監(jiān)控?zé)o盲點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。供電系統(tǒng)采用太陽能電池板供電方式，供電系統(tǒng)主要由太陽能電池板電池組件、太陽能電池板控制器、蓄電池組等構(gòu)成。電池板安裝在攝像機(jī)立柱5米以上的位置，蓄電池可安裝在地面或埋在地下用水泥封固。該系統(tǒng)將太陽能電池板轉(zhuǎn)換成電能向蓄電池充電，蓄電池的直流輸出經(jīng)過逆變器逆變后，向監(jiān)控攝像機(jī)設(shè)備供電。太陽能電池板設(shè)備原則上設(shè)置在路側(cè)，如遇路側(cè)綠化樹木高度影響太陽能電池板板的安裝，則將其安裝在中央隔離帶。

2.3 無線傳輸系統(tǒng)

系統(tǒng)采用無線通道傳輸，外場攝像機(jī)直接與無線傳輸服務(wù)器相連，無線服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)視頻圖像的編解碼及IP路由器功能，根據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬及傳輸特性，建議每個監(jiān)控點(diǎn)安裝多卡信息化建設(shè)集成服務(wù)器，圖像經(jīng)無線傳輸服務(wù)器編解壓縮后成為適合無線網(wǎng)絡(luò)的MPEG4圖像格式，編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過無線網(wǎng)絡(luò)匯集到監(jiān)控管理中心。

2.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心能看到各監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時狀況，監(jiān)控人員可通過監(jiān)控中心局域網(wǎng)或Internet遠(yuǎn)程實(shí)時瀏覽視頻圖像、遙控攝像機(jī)。所有圖像接入存儲服務(wù)器及磁盤陣列進(jìn)行圖像存儲及查詢。監(jiān)控中心的管理人員可通過全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時了解公路沿線全部的公路條件和交通運(yùn)行狀況以及交通異常事件現(xiàn)場的真實(shí)情況。通過視頻監(jiān)控了解到路段的所有運(yùn)行細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對公路異常事件的性質(zhì)的準(zhǔn)確判斷，并根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)按照各種運(yùn)行預(yù)案做出正確的事件控制決策，采取適當(dāng)?shù)慕煌刂拼胧?，利用設(shè)置于公路沿線的可變情報板向過往司乘人員提供及時的路況信息和繞行信息，實(shí)現(xiàn)最大限度地保障行車安全和交通暢通。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)及系統(tǒng)局限性

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控多采用有線傳輸及供電模式，需要鋪設(shè)專用光、電纜進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳輸及設(shè)備供配電，施工難度大，工期長，對路面破壞較大。無線視頻及數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)在供電方式上采用太陽能電池板供電；在傳輸方式上成功實(shí)現(xiàn)了圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/MPEG4的算法，使得可利用無線公共移動通信網(wǎng)的傳輸動態(tài)實(shí)時圖像，既很好的解決了系統(tǒng)供電問題，又很好的解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)南拗?。利用無線網(wǎng)絡(luò)視頻圖像，根據(jù)今后無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況，無線傳輸設(shè)備可平滑升級到3G網(wǎng)絡(luò)。無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是利用現(xiàn)有無線上網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng)。它采用了先進(jìn)的視頻壓縮算法及流媒體視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)解決方案，整合了無線數(shù)據(jù)通信功能和數(shù)字視頻編碼功能的便捷式系統(tǒng)。它把攝像機(jī)圖像經(jīng)過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通信終端連接到無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送/接收、加解密、編解碼、鏈路的控制維護(hù)等功能。根據(jù)應(yīng)用，把實(shí)時動態(tài)圖像傳到任何Internet網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，可以通過Internet從系統(tǒng)終控端得到實(shí)時圖像信息，并通過Internet實(shí)時的發(fā)布信息。該系統(tǒng)整合了無線網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，在空間和距離上產(chǎn)生突破性拓展。無線傳輸及全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)太陽能電池板供電節(jié)能、環(huán)保；(2)無纜式獨(dú)立供電，組件靈活、小巧，方便安裝與組網(wǎng)；(3)全低壓直流供電方式，能源利用效率高，安全性好；(4)設(shè)備維護(hù)費(fèi)用少、施工對沿線綠化及路面破壞小，施工協(xié)調(diào)方便；(5)采用無線網(wǎng)絡(luò)，徹底無線化，解決了窄帶無線通道傳輸視頻數(shù)據(jù)流的問題。相對于有線傳輸及傳統(tǒng)供電方式本系統(tǒng)也具有一定的局限性：

a)采用太陽能電池板供電方式，天氣和安裝角度對設(shè)備有一定影響。

b)采用無線網(wǎng)絡(luò)方式，圖像清晰度及實(shí)時控制性受無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響。

4 實(shí)行無線視頻及數(shù)據(jù)綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)的意義

4.1 改善公路通行質(zhì)量方面

實(shí)施公路無線傳輸及全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)不僅能改善高峰期間車輛行駛的平均速度，增加高峰期間的交通流量，減少交通堵塞程度和車輛延滯時間，同時也能大大減少交通事故和保證交通安全，節(jié)約燃料和減少車輛的磨損，縮短運(yùn)輸時間，減少污染，體現(xiàn)智能交通公路快速、安全、舒適和高效率的功能。

4.2 緊急救援方面

由于某種原因發(fā)生交通事故、危險品事故、自然災(zāi)害等造成人員、車輛損壞后，配合全程監(jiān)控系統(tǒng)判斷是否需要啟動緊急救援預(yù)案，爭取最短的時間內(nèi)對事故進(jìn)行處理，預(yù)防二次事故的發(fā)生。根據(jù)事故情況確認(rèn)是否需要進(jìn)行救援，并上報公路相關(guān)部門。事故和需要救援確認(rèn)后。根據(jù)實(shí)際事故情況和可利用的資源對系統(tǒng)提出的方案進(jìn)行修正，確定救援路線、配備人員、救援工具選擇、需要通報事故請求支援的其他社會部門以及相互通信方式等。并通過與參與救援的相關(guān)部門協(xié)調(diào)，確定緊急救援指揮結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在緊急救援預(yù)案執(zhí)行完畢后，應(yīng)對救援過程進(jìn)行總結(jié)，提交事故處理報告，保存到事件處理記錄數(shù)據(jù)庫中。進(jìn)行救援預(yù)案評估，以優(yōu)化預(yù)案流程。對預(yù)案中提到的人力資源、物力資源、社會資源可用性進(jìn)行確認(rèn)并保存，并對事件處理記錄數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行維護(hù)，分類整理，以供查詢。由此可見無線傳輸及全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。

結(jié)語

無線傳輸及全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)施，將極大地提高路段智能化管理水平。因此，公路全程視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)期目標(biāo)是通過大力推動全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，爭取早日實(shí)現(xiàn)重要公路視頻檢測無盲點(diǎn)，盲區(qū)，更好地為出行者提供全方位的服務(wù)，提升公路管理單位的服務(wù)，管理層次，使現(xiàn)代化公路成為安全、暢通、高速、高效的綠色通道。

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