高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)要點技術的分析

摘 要：新時期，高速公路對促進我國的交通運輸業(yè)的發(fā)展起著巨大作用。然而，高速公路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對于及時發(fā)現(xiàn)和解決交通問題具有重要作用，大大減少了交通事故的發(fā)生，更好的保障了高速公路的運輸暢通和人們生命財產(chǎn)安全。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要點技術很多，本文根據(jù)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的結構，舉例簡述一下EPON 技術以及其在高速公路視頻監(jiān)控中的應用。

關鍵詞：高速公路；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；要點技術0、引言

對比一般的公路，高速公路的優(yōu)點相對較多，比如說高速工作線形好、 設計要求高、交通運輸量大、行車速度快等特點，然而，如果不利用科學先進的管理措施進行秩序監(jiān)督和維護， 那么在車流量大、天氣條件惡劣的情況下，非常容易突發(fā)意外交通事故導致交通阻塞。所以， 在一些車流量特別大的高速公路上建構全程的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是十分有必要的。這些視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控高速公路的交通流量大小和交通運行情況；還可以對特殊天氣狀況進行氣象檢測；對特殊路段進行適時增加監(jiān)視和控制；從而及時察覺出現(xiàn)的意外情況并盡早采取應急措施，確保高速公路快速、安全、穩(wěn)定地運行管理。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是采用沿路的外場監(jiān)控設備及時、精確、全面地搜集并預報高速公路的各類具體情況，例如交通運輸量大小、突發(fā)安全事故、具體路況以及擁擠狀況等，方便道路管理者通過視頻監(jiān)控中心的顯示設備及時直觀地了解和分析交通運行狀況。當發(fā)現(xiàn)交通運行狀況異常的時候，監(jiān)控中心的人員能及時確定事故損傷情況或事故所造成的受阻區(qū)域，如何盡早發(fā)布相應的誘導和救援信息，通知交警進行緊急救援。所以說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立在高速公路中對實時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題十分有必要。高速公路視頻監(jiān)視系統(tǒng)中的要點技術很多，下面我們主要來探討其中的EPON 技術在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用。EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術，逐漸被推廣使用，并且在很大程度上成為主流運用技術。

1、高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建構

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)中的重要構成部分，在高速公路管理中起著舉足輕重的作用。在高速公路中部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以高速公路中車輛行駛情況，還能及時發(fā)現(xiàn)高速公路中車輛行進過程中的違規(guī)現(xiàn)象以及突發(fā)事故，并在最短的時間內迅速提出解決途徑，高速公路中視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，大大降低了高速公路上安全事故的發(fā)生率， 有效提高了人們的自覺性。維護高速公路的有序運營。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為構成監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心是計算機，組合多媒體技術、計算機網(wǎng)絡媒介，把監(jiān)控的信息和資料通過攝像機、網(wǎng)絡光纖、矩陣控制機器等裝備傳遞到監(jiān)控中心的計算機桌面上，還可以把相關的控制指令通過電腦進行傳輸，把各種信息管理系統(tǒng)結合在一起，更加有效的服務于運營管理服務，可以大大提升管理的水平和效益。

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常有兩部分構成，即道路監(jiān)控和道路收費監(jiān)控。一是道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是監(jiān)控高速公路的特殊和重點路段，例如對干線、互通立交路段、隧道的監(jiān)控，及時了解高速公路交通運輸情況，實時觀察和發(fā)現(xiàn)高速公路的車輛擁堵路段、監(jiān)視車輛違章行駛，及時引導車輛避免向堵塞路段行駛，有效維護高速公路的安全運行和車輛暢通。二是收費監(jiān)控系統(tǒng)對車道收費站、收費廣場、收費亭進行收費情況監(jiān)控，并且實時觀察和準確記錄通過收費車道的車輛類型、收費員的操作流程以及收費過程中的突發(fā)意外和特殊情況，進行實時有效的監(jiān)督和管理。

2、EPON 技術的慨況

2.1、EPON 技術，是通過光纖接入以太網(wǎng)的技術，運用多點結構共存的形式，多用戶在以太網(wǎng)上同時進行工作，能更加有效地消除用戶端和局端所使用設備之間的電磁干擾，維護整個系統(tǒng)的高效運行和安全使用。使用EPON技術時不需要簽訂另外的協(xié)議，就能夠使終端用戶快速地接收到光信號，并且用戶的數(shù)據(jù)信息也在中心網(wǎng)絡中被收集起來。

2.2、EPON的組成部分

整個EPON的注意組成部分是無源光網(wǎng)絡和以太網(wǎng)，其中的無源光網(wǎng)絡的組成部分是OLT、ODN和ONU，然后按照以太網(wǎng)的協(xié)議規(guī)定，與以太網(wǎng)進行接入，然后完成項目活動。終端設施是OLT，它以交換器或者路由器的運行方式，給不同的業(yè)務活動提供平臺支撐，通常安置在中心機房。OLT屬于EPON技術的核心，擔負著為用戶傳輸信息、合理安排所需寬帶、 測量距離等任務，分為上行和下行兩部分。ODN屬于無源光網(wǎng)絡，分為兩部分，分別是光纖和無源光分路器，無源設備不需要連接電源，也不容易遭到外界的電磁的干擾，所以說，在設計工程中要充分考慮業(yè)務對象的特性、密度大小、具體地理環(huán)境等多種要素。ONU屬于接收單元，放置在用戶端，對用戶的業(yè)務項目需求進行合理的調整，遵循以太網(wǎng)協(xié)議，及時接收終端設備所發(fā)送的信息和數(shù)據(jù)，并幫助用戶將接收到的數(shù)據(jù)轉換成用戶需要的接收格式 。

2.3、EPON 技術的特點

EPON技術建立成本低，便于維護。建構整個EPON技術時，通常采用的一對多的分散結構，比起一對一的結構形式節(jié)約了大量的光纖。在進行傳遞的工程中，不需要使用電源，不用電子零件，大大降低了鋪設和管理的成本，合理分配寬帶，大大擴大了覆蓋的范圍。在EPON中，上下行互相對稱，不同的業(yè)務平行。通過動態(tài)的數(shù)學計算方法，實時實地分配帶寬。采用一對多的結構模式，只需要一個局端的光纖設施就可以去連接更多的終端業(yè)務，還可以讓寬帶速度提高到客戶滿意程度。無源裝備不需要使用電源裝置，其自身很少出現(xiàn)故障，阻止了外部環(huán)境的電磁干擾。比起有源設備，無源設備優(yōu)點更多，能避免雷擊損壞和停電影響， 即使在惡劣環(huán)境下無源設備的使用的可行性和安全性還是很強，能夠照常運行。EPON在運行時分上行和下行， 在上行的過程中OUN屬于接收單元，負責接收終端裝置發(fā)出的信號，它不接收其他單元發(fā)出的信號，在終端裝置上能進行通信設置。

3、EPON在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的運用

3.1、EPON在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的結構

隨著高速公路發(fā)展進程的不斷加快，維護高速公路的運營安全工作已經(jīng)迫在眉睫，所以在高速公路部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的，高速公路視頻監(jiān)測系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)問題、引導解決問題。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由公路沿線全程監(jiān)控、隧道監(jiān)控、收費站點監(jiān)控 、服務區(qū)和收費區(qū)監(jiān)控等構成，沿線鋪設的光纖作為系統(tǒng)傳遞媒介。在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，EPON作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳遞平臺，因為EPON中的ONU與OLT之間距離為20千米，所以需要安裝多個OLT設備，通常安裝在高速公司的通信站點，OLT設備通過配置若干PON口完成沿線監(jiān)控系統(tǒng)的接入，其結構示意如圖1所示 。

圖 1 EPON技術在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的結構

沿線監(jiān)控為了節(jié)約光纖資源，通常采用5比95的逐級分光形式。于此同時，高速公司沿線部署的監(jiān)控設備比較分散，例如在隧道中，一般情況下相鄰的兩個監(jiān)控點之間的距離是200米，所以通常一個ONU裝置需要連接一路的監(jiān)控點，ONU裝置通過以太網(wǎng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的編碼器互相聯(lián)系。同時，使用具有ONU功效的編碼器降低設備的單點故障率，有助于提升系統(tǒng)的可靠性。在通信站，OLT裝置采用以太網(wǎng)連接到高速公路的傳遞平臺，從而實現(xiàn)與通信中心監(jiān)控平臺的信息傳遞。EPON技術可利用樹形線性網(wǎng)絡連接結構，通過各節(jié)點之間的無源散光，還能供應高達1 Gbps的帶寬，非常適合高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸。

3.2、EPON存在的問題以及解決措施

隨著高速公路對視頻監(jiān)控的要求越來越高，高速公路監(jiān)控傳遞系統(tǒng)中網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)流量不斷增大、實時性不斷提高，導致其在與數(shù)字視頻技術相結合的過程中，會出現(xiàn)由于報文大小變化而引發(fā)的帶寬阻塞的現(xiàn)象，即峰值出現(xiàn)時，帶寬不夠的問題會影響到視頻以及存儲流的實時傳輸質量。帶寬不夠的話不僅會影響網(wǎng)絡的某些性能，還會導致業(yè)務無法順利進行，帶寬問題是EPON傳輸機制在網(wǎng)絡中能否順利實現(xiàn)和業(yè)務傳輸是否暢通的重要保障。

同時，EPON通過單芯傳遞的形式，節(jié)點故障可能會引發(fā)EPON 雙向鏈接問題。可以采用組播技術解決帶寬問題。具體解決辦法是在OLT及ONU端設置組播轉發(fā)或透傳功效。在同源齊發(fā)的情況下降低流復制引起的帶寬壓力?？赏ㄟ^管道內雙線備份的方法解決EPON 單芯傳輸故障。結合以上EPON所具備傳輸原理、實時性、靈活應變性、數(shù)據(jù)安全性、經(jīng)濟性等特性，證明在高速公路視頻監(jiān)控傳遞設備中運用EPON傳輸是行之有效的方式。

4、結束語

總而言之，EPON？技術廣泛的使用到高速公路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)當中，對于提高高速公路的安全運行能力和維護高速公路的性能起著重要作用。？就現(xiàn)在來看，因為經(jīng)濟發(fā)展越來越快，所以對于高速公路的使用和應用也越來越普遍，并且對于高速公路的視頻監(jiān)控的的質量也要求的越來越高了。我們要利用這方面的技術以及各種措施，更加重視對？EPON？技術的研究和完善，并應用到高速公路視頻監(jiān)控中去。

參考文獻

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作者簡介：王東平（1976.07---），男（漢族），河南商丘人，交通工程工程師，大專學歷，從事高速公路機電工程施工管理工作。