高速公路视频监控系统维护升级

安防小张

概述


　　随着我国高速公路建设发展，预计从开始到2010年，全国高速公路总里程达到6．5万公里。从建设之初到如今，一些早期的路桥监控系统设备相继进入老化期，出现故障不断甚至彻底故障，或已不能满足现有的运营要求，或与新加入的设备不匹配等现象，为了能够适应新的形式发展需要，势必要进行对原有的监控设备维护升级改造换代等一系列的工作。

改造原因

　　对原有系统维护升级改造，原因主要有以下几个方面：

　　◆设备故障：这是最常见的一种情况，设备的故障率会随着使用时间增加而日渐上升。
　　◆ 系统扩展：在原有的系统平台基础上增加新的设备和系统。
　　◆系统升级：原系统老化或者与新设备无法匹配，需要优化升级。

改造要点

　　对于监控系统的升级改造，笔者认为需要把握两个要点：

　　◆视频监控系统的维修升级改造换代工作，并不是一件在短时间内能够完成的集中性的、大量的工作，而是一个长时间的、点滴不断的、持续性的工作，贯穿于整个设备运行期。
　　◆视频监控系统的升级改造换代工作，不能简单地看成是一个“坏什么就换什么的”工作。首先，使用了若干年，一些老型号的设备很可能都已停产，有的生产该设备的生产商已经不存在；其次，很多原来的系统设备安装之初非常先进，但按照现在的技术标准，很可能已经落后了。如果我们还是因循守旧，死板地局限于按照原来的技术标准和规范来进行维修改造，往往会资源浪费，结果是事倍功半。所以这就需要我们灵活应用，灵活处理。


系统分类

　　一般而言，维护改造升级工作的技术含量和技术难度要低于建设期问的设计、安装和调试，但这也不是绝对的，下面笔者将从监控系统的几大分类来逐个阐述。

一、视频监控外场设备：摄像机

　　很多早期路桥公司建设期所使用的还是进口的整体枪机结构(摄像机、镜头、控制云台都是独立的部件)摄像机，这种结构的摄像机存在几大缺点：价格昂贵、接线复杂、调试麻烦。

　　如今一体化摄像机早已经普遍使用，弥补了上述枪机结构摄像机的缺点。这种摄像机可自动聚焦、镜头内建，其技术从家用摄像机技术发展而来，与传统摄像机相比，一体机体积小巧、美观，在安装方面具有优势，比较方便，其电源、视频、控制信号均有直接插口，不似传统摄像机有麻烦的连线。一体机成像系统(镜头)、CCD、DSP技术专利均被国际知名大厂所掌握，相对传统摄像机来说，一体机质量可以得到较好的控制。一体化摄像机监控范围广、性价比高。传统摄像机定位系统不够灵活，多需要手动对焦，而一体化摄像机最大的优点就是具有自动聚焦功能。

　　当然一体化摄像机也有它自身的不足，主要是无法实现超远距离监控，如边境、海岸线几十公里的监控，这种监控镜头的倍数非常高，体积也非常大，但是这样的情况在路桥场合是绝少出现的，一体化摄像机的技术等级已经完全满足路桥监控所有的要求。

　　网络摄像机的出现，可以很方便的组网，但是网络摄像机最大缺点是图像画面质量太差，无法满足监控要求，暂时不能考虑网络摄像机在路桥监控系统中使用。

二、线路传输设备：视频光端机

　　交通监控系统是ITS的重要组成部分之一，监控对象主要有交通流(公路上的车辆群的流动状态)、气象环境(高速公路沿线地区常规气温监测和预报)、特殊路段(隧道、特大桥梁、互通立交)等影响交通安全的可诱导和控制的因素，与典型的闭路电视监控系统不同，并且环境条件相对复杂，交通监控点多，视频传输距离较远，对传输质量有着同样甚至更高的要求。

　　早期的视频光端机主要还是采用模拟视频光端机，如今数字化全面替代模拟视频光端机早已经是无可争议的事实，相信不久的将来模拟光端机只能成为监控史上的一个名词。

　　需要加以说明的一点是：以往的光纤视频光端机基本上是一路光纤传一路视频信号，如今新型的采用数字非压缩技术和时分复用技术的数字光端机(级联式多路数字视频光传输系统)，可在一芯光纤上插入多个节点数字光端机，可以大大减少光纤的使用资源。 (如图1)



　　在单芯光纤上对多个不同地点的图像信号实时同步、无失真、高质量(近似广播级)地进行节点传输，应用中，假设1个路段需要传输10路视频信号到控制中心和10路反向数据给球机，则可将10路视频信号插入到l根光纤上传输，这种方式比点到点传输可节约90％的光纤资源。这条干道只需要1根光纤，如果采用2根就可以有备份了，原来的星型网络却需要10根光纤还没有备份。

　　在许多的路桥监控系统中，都使用到了电子可变情报板、车辆检测器、气象检测器，这些外场设备与监控中心之间的通信一般都是通过“电话线+MODEM”或者是光纤网络，走的都是实线。笔者在此提出一个通信线路备份建议，在实线通信线路中断的情况下，可以用GSM工业MODEM模块无线传输方式。

　　基于GSM短消息的业务不需要建立拨号连接，只需把待发的消息加上目的地址发送至短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。GSM 短消息业务以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点已经在很多行业得到了广泛的应用，但是在高速公路还没有开始应用，笔者认为这是个很好的线路备份方式。

三、监控中心：录像机，控制终端、视频分配传输系统

　　以往的监控中心一般就是电视墙、录像机、遥控键盘等这些设备，现在随着形势的发展，路网规模的不断扩大，视频传输网络的规模也随之不断扩大，视频传输网络必须用数字编码方式传输，数字编码方式传输占用带宽资源少，有利于综合管理，建立数字视频监控管理系统。

　　数字视频传输系统在短时间内发展很快，但一直存在编码混乱的问题，因此出现了很多编码的标准，如MPEG2，MPEG4{fH．263等，这就需要将视频传输系统标准化、网络化。

　　H．264采用先进的算法和技术，实现了IP业务化的需要，H．264是视频编码标准的重大进步，与现在的MPEG2，MPEG4和H263{~比，具有更好的图像质量、带宽适应性强、低专利技术费用等优势，编码效率大大提高。同时，基于H．264的数字视频传输系统，具有新一代网络视频存储系统的特性，大大提高了系统的可靠性和安全性，同时也提高了数据的存储速度和读取速度。

　　另外提出的是，嵌入式系统已经开始凭借极其优异的系统稳定性、智能化开始在交通机电行业逐步涉足，首当其冲的是嵌入式硬盘录像机，自从嵌入式硬盘录像机出现后，迅速凭借其极其优异系统稳定性占领市场，以后嵌入式系统还必将在更多的领域大展身手。