淺談城市道路監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

陳菊芳

摘 要：由于城市道路監(jiān)控系統(tǒng)是公路運(yùn)營(yíng)的重要組成部分，因此，對(duì)其研究就顯得極為重要了。通過(guò)研究其可行性，并通過(guò)技術(shù)論證，設(shè)計(jì)出一套科學(xué)合理、可靠性強(qiáng)的方案。詳細(xì)介紹了方案的設(shè)計(jì)思想與需求，詳細(xì)介紹了其系統(tǒng)組成情況。

關(guān)鍵詞：道路監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)構(gòu)成；圖像采集

1 道路監(jiān)控系統(tǒng)的作用和定位

道路監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)管理高速公路交通運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)以及共享相關(guān)信息的作用。如今的高速公路管理中使用的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)與傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)合并為一個(gè)整體。當(dāng)然，監(jiān)控系統(tǒng)是其重要組成部分。負(fù)責(zé)管理交通并且指揮交通的作用，而其他系統(tǒng)則只需要服從它的指令，并采取行動(dòng)即可。

2 城市道路監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)思想與需求

此監(jiān)控系統(tǒng)由道路監(jiān)控、紅綠燈控制、電子警察、122報(bào)警和交通指揮中心構(gòu)成。采用聯(lián)網(wǎng)或者接口等技術(shù)手段將各部分連接為一個(gè)整體。該系統(tǒng)的前端設(shè)備和傳輸設(shè)備使用的是來(lái)自英國(guó)、日本、美國(guó)等世界著名公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。其系統(tǒng)軟件采用的是來(lái)自英國(guó)公司的城市道路監(jiān)控與信號(hào)控制系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了修改完善。修改后的系統(tǒng)要滿足以下幾點(diǎn)：各系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)，協(xié)調(diào)一致；在采用高科技產(chǎn)品時(shí)，要詳細(xì)分析其產(chǎn)品的可靠性和系統(tǒng)的先進(jìn)性，以期使設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)能達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平；此系統(tǒng)必須安全可靠，要能對(duì)各種惡劣環(huán)境應(yīng)付自如；選用的設(shè)備或產(chǎn)品最好具有兼容性和通用性，以方便后期的維修養(yǎng)護(hù)；采用世界上最先進(jìn)的軟件技術(shù)，從而使系統(tǒng)具備強(qiáng)大的功能，并且操作簡(jiǎn)便，具有良好的擴(kuò)展性和升級(jí)性；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)等。

道路運(yùn)營(yíng)管理活動(dòng)分為對(duì)內(nèi)管理和對(duì)外管理。對(duì)內(nèi)管理主要負(fù)責(zé)管理相關(guān)單位的各項(xiàng)業(yè)務(wù)，例如，工作的開(kāi)展情況、人員工作狀態(tài)、資源利用情況等。從而達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)管理的目的。而對(duì)外管理則是負(fù)責(zé)道路交通安全、幫助各部門(mén)完成緊要任務(wù)等，從而達(dá)到保證行車(chē)人員安全的目的。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

此系統(tǒng)由道路監(jiān)控系統(tǒng)、紅綠燈控制系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、122報(bào)警系統(tǒng)和交通指揮中心五大部分組成。道路監(jiān)控系統(tǒng)則是由路口前端圖像采集系統(tǒng)、傳輸和監(jiān)控中心構(gòu)成；紅綠燈控制系統(tǒng)則是采用英國(guó)公司的道路監(jiān)控設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和信號(hào)控制；電子警察系統(tǒng)主要用于給違章車(chē)輛拍照、圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸和違章處理等；122報(bào)警系統(tǒng)主要由通訊控制器、計(jì)算機(jī)、顯示器、光纜、錄音機(jī)、錄像機(jī)、電話機(jī)、控制中心等組成；交通指揮中心用于實(shí)時(shí)監(jiān)控路面車(chē)流量、以及紅綠燈情況等。

2.3 前端圖像采集

前端圖像采集系統(tǒng)包含：彩色黑白全天候型攝像機(jī)、室外全天候防護(hù)罩、室外全方位直流高速云臺(tái)、室外直流解碼器和避雷針。所使用的攝像機(jī)能夠形成彩色或黑白圖像，當(dāng)光線強(qiáng)度高于1.0lx時(shí)，為彩色圖像；低于1.0lx時(shí)，則為黑白色圖像。能捕捉最低為0.1lx光照強(qiáng)度的圖像信息。因而，能夠代替彩色攝像機(jī)捕捉更低光照強(qiáng)度的圖像信息。它在白天使用時(shí)，所采集的圖片信息清晰明亮，夜晚采集的信息也能夠分辨度也很高。能夠看清楚30m范圍內(nèi)的車(chē)牌號(hào)碼，可以看清楚100m范圍內(nèi)的車(chē)型。

2.4 傳輸交換

視頻和控制信號(hào)的傳輸可以通過(guò)光纖和微波進(jìn)行。光纖傳輸系統(tǒng)由光纜、光端發(fā)射器和光端接收器構(gòu)成。具有以下優(yōu)點(diǎn)：傳輸損耗小、輸送距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、保密性能好、沒(méi)有電磁輻射、耗能少等。微波傳輸?shù)脑頌椋和ㄟ^(guò)無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)來(lái)進(jìn)行傳輸信號(hào)。

微波傳輸是把模擬的圖像信號(hào)通過(guò)數(shù)字化處理后得到的壓縮編碼。再將其通過(guò)數(shù)字信道傳送到遠(yuǎn)處，接著再解碼為原先的信號(hào)。數(shù)字編/解碼器具有編輯/解碼圖像信息的功能，同時(shí)還具有將圖像信道接口和控制數(shù)據(jù)接口連接到同一塊系統(tǒng)板上的功能。因此，可以使圖像信息和控制信號(hào)在同一個(gè)信道上傳輸。微波傳輸具有以下優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、信號(hào)質(zhì)量高、誤碼率低、抗衰弱性強(qiáng)以及不會(huì)影響其他同頻率的信號(hào)傳輸。

2.5 存儲(chǔ)

存儲(chǔ)一般使用的是NVR設(shè)備，它可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與前端圖像采集系統(tǒng)相連接。此設(shè)備的功能性主要與接入能力、并發(fā)能力、最大磁盤(pán)數(shù)和協(xié)議兼容性有關(guān)。目前，市場(chǎng)上主要有兩種NVR設(shè)備：一種是DSP系列，另一種則為X86系列。DSP NVR系列，具有耗能少的優(yōu)點(diǎn)，但其處理能力和并發(fā)能力有限，一般最多能連接8塊硬盤(pán)。X86 NVR系列由于引入了計(jì)算機(jī)處理器，因此，其處理能力和并發(fā)能力大大提升。

從上述分析可知，X86系列比DSP系列更好，但由于其穩(wěn)定性、可靠性和故障的影響，所以，一般不會(huì)將NVR設(shè)備用到極限能力。為設(shè)備配置計(jì)算數(shù)量時(shí)，還要考慮接入數(shù)與硬盤(pán)容量，最后才能得出單臺(tái)NVR設(shè)備所需要的接入數(shù)。配置硬盤(pán)時(shí)要考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裸容量，同時(shí)，還要考慮操作系統(tǒng)盤(pán)和RAID冗余備份盤(pán)。如果備份時(shí)間比較長(zhǎng)，就需要增大磁盤(pán)容量。

2.6 顯示

圖像有兩種顯示形式：PC顯示和監(jiān)視器顯示。兩者區(qū)別在于，PC顯示用的是軟解碼，而監(jiān)視器顯示用的是硬解碼。軟解碼就是把解碼程序調(diào)入內(nèi)存中，使用CPU進(jìn)行解碼操作。因此，需要CPU的運(yùn)算能力很強(qiáng)，但仍會(huì)存在畫(huà)面卡頓現(xiàn)象。所以，后期需要對(duì)圖像進(jìn)行處理。硬解碼則是將寫(xiě)入或固定在芯片上，通過(guò)硬件進(jìn)行解碼的操作。具有圖像清晰、不占系統(tǒng)內(nèi)存等優(yōu)點(diǎn)，不需要后期處理。

3 結(jié)語(yǔ)

城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用是：綜合管理高速公路運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)和分享信息。是組成道路交通網(wǎng)絡(luò)最基礎(chǔ)的一部分。由于我國(guó)現(xiàn)在道路監(jiān)控系統(tǒng)還不太完善，還存在許多的不足，因此，提高監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)能力，縮短發(fā)布信息的時(shí)間，使其能在第一時(shí)間做出決策并執(zhí)行，是現(xiàn)階段監(jiān)控系統(tǒng)最應(yīng)該考慮的。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：沙河市安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局）