基于IP的高速公路音視頻對講和報警系統(tǒng)應(yīng)用

楊常華

(山西省信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司,山西 太原 030012)

近年來，我國高速公路建設(shè)取得了舉世矚目的成績，隨著我國高速公路路網(wǎng)的逐漸完善和車流量的不斷增大，對于高速公路的運營管理也提出了更高的要求。根據(jù)國家《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》提出的要求，“十三五”期間在已逐步建成的信息化、數(shù)字化交通的基礎(chǔ)上，利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等一系列的創(chuàng)新技術(shù)來促進(jìn)交通產(chǎn)業(yè)智能化變革，建設(shè)智慧型高速公路，提升高速公路運營綜合管理水平和公眾服務(wù)水平。 高速公路收費站對講和緊急報警系統(tǒng)是高速公路運營管理的重要組成部分，對于信息傳遞和收費監(jiān)管起著重要的作用，根據(jù)“十三五”規(guī)劃要求以及運營管理的實際需求，建設(shè)一套完善的、先進(jìn)的、現(xiàn)代化的對講和報警系統(tǒng)勢在必行，新的對講和報警系統(tǒng)應(yīng)該是集對講調(diào)度管理、報警管理、音視頻聯(lián)動管理、集群管理等功能為一體的能夠?qū)崿F(xiàn)車道、站、中心多級管理的系統(tǒng)。

1 高速公路收費站對講系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

傳統(tǒng)的內(nèi)部對講和緊急報警系統(tǒng)是各自相互獨立的。對講系統(tǒng)是在收費站監(jiān)控室設(shè)置一套對講主機，各收費亭內(nèi)設(shè)置一臺對講分機，車道收費亭與站監(jiān)控室采用模擬信號、點對點半雙工方式進(jìn)行通話，對講主機與對講分機構(gòu)成一個獨立封閉的有線對講系統(tǒng)。緊急報警系統(tǒng)是在收費站監(jiān)控室設(shè)置一臺報警主機，各收費亭內(nèi)設(shè)置一套腳踏報警開關(guān)，出現(xiàn)緊急情況后，腳踏報警開關(guān)輸出開關(guān)量信號，點對點的傳入報警主機，報警主機驅(qū)動監(jiān)控室內(nèi)聲光報警器報警并通過矩陣切換報警亭內(nèi)圖像。

隨著高速公路信息化的建設(shè)和發(fā)展，高速公路的運營管理已不僅限于本地的管理，更多的情況是全路段的管理、路網(wǎng)全域內(nèi)的管理，出現(xiàn)了諸如"片區(qū)劃分"、"管理所管收費站"、“一所多站”等管理新模式，要求內(nèi)部對講和報警系統(tǒng)實現(xiàn)路段中心——收費站——收費亭的三級或多級管理[1]，實現(xiàn)對講和報警視頻聯(lián)動、報警觸發(fā)錄像、報警聯(lián)動亭內(nèi)監(jiān)聽等功能。由于對講系統(tǒng)與緊急報警系統(tǒng)沒有實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，對講與報警信息無法上傳至監(jiān)控中心，只能在站級處理，無法解決車道、站、監(jiān)控中心多方對講和多級管理的問題。對講和報警兩個系統(tǒng)沒有實現(xiàn)聯(lián)動，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況后，報警主機無法聯(lián)動打開對講主機，需要人工切換來與報警亭內(nèi)人員進(jìn)行通話和監(jiān)視、監(jiān)聽現(xiàn)場情況，反應(yīng)時間長，效率低下。所以，傳統(tǒng)的對講和報警系統(tǒng)由于受限于通話效率低、功能單一、不能多級管理等缺點已經(jīng)無法滿足高速公路信息化運營管理需求。

為解決高速公路信息化運營管理的需求，新一代對講和報警系統(tǒng)是采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基于SIP協(xié)議的音、視頻交換于一體的IP對講和報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對講音頻、報警開關(guān)量信號數(shù)字化采樣編碼后，以數(shù)據(jù)包形式利用高速公路高速數(shù)字化通信系統(tǒng)提供的傳輸通道在站局域網(wǎng)和路段廣域網(wǎng)上進(jìn)行雙向傳送，解決了傳統(tǒng)對講和報警系統(tǒng)存在的傳輸距離有限、不能多級管理、易受干擾、穩(wěn)定性差、語音效果不清晰、系統(tǒng)不能聯(lián)動等問題。

2 基于IP的高速公路收費站音視頻對講和報警系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

高速公路管理體制為省監(jiān)控中心、路段中心、收費站三級管理體系，收費站對講和報警系統(tǒng)在運營管理上主要有二種模式：1) 收費站設(shè)有人值守監(jiān)控室，收費員與本站監(jiān)控員之間進(jìn)行對講；2) 收費站設(shè)無人值守監(jiān)控室，收費員與路段中心監(jiān)控員之間進(jìn)行對講。目前國內(nèi)基本采用第2種無人值守的管理模式，由路段中心對全路段所有業(yè)務(wù)、語音、視頻進(jìn)行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 對講和報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1 路段中心配置及功能

路段中心由對講主控機、多媒體管理控制臺、交換機、IP電話網(wǎng)關(guān)、IP可視對講話機等設(shè)備組成路段中心局域網(wǎng)，由核心交換機通過通信系統(tǒng)提供的傳輸通道實現(xiàn)與其下轄收費站的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。

對講主控機對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行管理，具有系統(tǒng)功能參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)顯示、視頻聯(lián)動、告警聯(lián)動、對講音視頻存儲記錄等功能。多媒體管理控制臺運行系統(tǒng)管理軟件，實現(xiàn)對講管理、報警管理、通話管理、視頻聯(lián)動管理等功能，從而完成收費亭、站級、中心級的多級管理。IP電話網(wǎng)關(guān)接入程控電話交換機，實現(xiàn)音視頻對講系統(tǒng)與辦公室電話間的通話，若程控交換機可實現(xiàn)外線通話，則音視頻對講系統(tǒng)可在此基礎(chǔ)上同樣實現(xiàn)外線通話；IP可視對講電話支持音視頻業(yè)務(wù)，可實現(xiàn)點對點的對管轄收費站收費員、班長、站長雙向呼叫及接聽，具有多人同時對話功能。核心交換機實現(xiàn)中心內(nèi)設(shè)備以及和其它收費站的網(wǎng)絡(luò)連接。

2.2.2 收費站配置及功能

收費站主要由站監(jiān)控室IP可視對講話機(保留備份以備緊急狀態(tài)時的站級管理啟用)、站語音接入交換機、亭內(nèi)對講終端、無線對講基站、無線手持對講終端、腳踏報警開關(guān)、廣場交換機等設(shè)備組成站局域網(wǎng)。亭內(nèi)對講終端以及無線基站通過廣場以太網(wǎng)交換機與站內(nèi)語音接入交換機連接，站內(nèi)語音接入交換機通過通信系統(tǒng)提供的傳輸通道與路段監(jiān)控中心連接。

每個收費亭內(nèi)對講終端可實現(xiàn)收費員的一鍵呼叫班長、一鍵呼叫監(jiān)控室、一鍵呼叫路段監(jiān)控中心、免提對講通話、接收來自其它用戶的呼叫、亭內(nèi)監(jiān)聽等功能。亭內(nèi)對講終端配置有開關(guān)量信號輸入接口，可接入腳踏報警的開關(guān)量信號，通過開關(guān)量聯(lián)動操作，實現(xiàn)報警聯(lián)動視頻、報警觸發(fā)錄像、報警聯(lián)動亭內(nèi)監(jiān)聽等功能。

收費廣場上設(shè)有無線對講基站，為班長的手持對講終端提供WiFi連接(覆蓋半徑為200 m)，該終端可與本站內(nèi)的其它對講終端進(jìn)行通話，實現(xiàn)班長與收費員、監(jiān)控中心、其它站班長等人員的雙向呼叫通話對講。

2.3 系統(tǒng)功能特性

1) 高可用性：系統(tǒng)功能設(shè)計緊貼高速公路運營管理，根據(jù)每一位運營管理角色的職能特點，針對不同的應(yīng)用場景下的業(yè)務(wù)處理流程進(jìn)行功能優(yōu)化；采用分布式的部署及管理方式，降低單站點內(nèi)的業(yè)務(wù)延時，提高系統(tǒng)整體的業(yè)務(wù)并發(fā)量；提供離線對講的功能支撐，幫助用戶提升業(yè)務(wù)連續(xù)服務(wù)的能力。

2) 高擴展性：可以增加廣播與背景音樂功能：在每個收費站、服務(wù)區(qū)、隧道內(nèi)增加IP網(wǎng)絡(luò)功放、室內(nèi)外音柱和音箱，通過路段中心IP網(wǎng)絡(luò)電話可對收費亭、廣場、服務(wù)區(qū)、隧道等場所進(jìn)行遠(yuǎn)程廣播，播放通知、呼叫人員、疏導(dǎo)交通、處理交通事故等。并且中心可定時播放背景音樂和電臺節(jié)目，以減緩工作人員的疲勞。

3) 高融合性：將音頻業(yè)務(wù)與視頻業(yè)務(wù)進(jìn)行深度融合，在各類應(yīng)用場景中，讓聲音伴隨著視頻同步呈現(xiàn)，使信息交互變得直觀，還原真實可靠的事件現(xiàn)場，做到“音視合一、協(xié)同有序、高效稽核”。

4) 高兼容性：采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(TCPIP、SIP、IGMP、DHCP)，數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，可以共用其它以太網(wǎng)通信通道，便于系統(tǒng)組網(wǎng)；功能模塊化設(shè)計，方便與第三方各類平臺對接，減小軟件系統(tǒng)復(fù)雜度，兼容性好，降低運維成本。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，基于IP的對講和報警系統(tǒng)為高速公路收費站對講和報警系統(tǒng)實現(xiàn)自動化、智能化提供了全新、全面的解決方案，該方案歷史性的解決了收費員隨時隨地的與站長、監(jiān)控中心雙向溝通、三方溝通的需求，實現(xiàn)了收費員、站級站長、監(jiān)控中心人員語音信息的多級管理。同時，該系統(tǒng)又可以融合緊急報警、廣播喊話、背景音樂等功能，實現(xiàn)高速公路應(yīng)急聯(lián)動的協(xié)調(diào)處置，適應(yīng)了當(dāng)前高速公路集中化管理的發(fā)展方向，必將會在高速公路運營管理信息化，智慧高速公路的建設(shè)等方面發(fā)揮重要的作用。