文/中威電子

 

　　近10年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)取得了巨大的成功，絕大多數(shù)省份的高速公路從孤立的單條道路跨入了縱橫交錯(cuò)的路網(wǎng)化時(shí)代，而與之相適應(yīng)的，高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路機(jī)電"三大系統(tǒng)"的核心之一，也取得了巨大的技術(shù)進(jìn)步，目前新建高速公路的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都已采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

 

 

　　縱觀10多年高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，其大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段：

 

 

　　第一個(gè)階段是基于模擬視頻的視頻傳輸系統(tǒng)發(fā)展階段，從2000年開(kāi)始視頻傳輸基本采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)字光端機(jī)， 1路圖像需要一芯光纖來(lái)傳輸；到2003年級(jí)聯(lián)光端機(jī)的推出，實(shí)現(xiàn)了1芯光纖傳輸16路模擬視頻能力；再到2005年推出的光傳輸交換平臺(tái)的概念，一套平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了原來(lái)光端機(jī)+視頻分配器+字符疊加器+模擬矩陣的功能，真正實(shí)現(xiàn)了視頻的傳輸、交換、控制一體化功能。此后幾年，基于光傳輸交換平臺(tái)的視頻傳輸系統(tǒng)以其先進(jìn)性已經(jīng)成為高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的首選方案，并且在全國(guó)各省市高速公路建設(shè)中都已經(jīng)大量的使用。

 

 

　　但是，在這個(gè)階段無(wú)論視頻傳輸控制系統(tǒng)如何的進(jìn)步，發(fā)展的如何先進(jìn)，也彌補(bǔ)不了模擬標(biāo)清視頻的先天不足。管理單位經(jīng)常會(huì)有這樣的抱怨：圖像不清楚，無(wú)法看清車(chē)牌和駕駛室里的情況；在交通事故后去查看錄像，卻看不清詳實(shí)具體的事故情況；對(duì)于路段監(jiān)控由于監(jiān)控范圍較大，標(biāo)清視頻無(wú)法看清楚具體細(xì)節(jié)等等。導(dǎo)致這些問(wèn)題主要是因?yàn)楫?dāng)前的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)受制于原先的"傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式",傳統(tǒng)模式中采用的是"標(biāo)清"的攝像機(jī)，圖像清晰度最高只能達(dá)到D1的標(biāo)準(zhǔn)（720×576），無(wú)法提供更高清晰度的視頻，從而無(wú)法滿足高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的各種需求。

 

 

　　對(duì)同一個(gè)監(jiān)控對(duì)象而言，采用現(xiàn)有的標(biāo)清D1標(biāo)準(zhǔn)，單幅圖像約為40萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)；采用720P標(biāo)準(zhǔn)，單幅圖像約為90萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)，2倍于D1;而采用1080P的標(biāo)準(zhǔn)則有200萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)，4倍于D1.高像素意味著更大的信息量，令圖像的細(xì)節(jié)更加清晰和細(xì)膩。因此，高清視頻可以得到監(jiān)控對(duì)象更多的細(xì)節(jié)情況，可有效解決現(xiàn)有標(biāo)清監(jiān)控系統(tǒng)存在的看不清的問(wèn)題。

 

 

　　高清信號(hào)表現(xiàn)的信息豐富，不用過(guò)多的圖像切換就可以表達(dá)大量?jī)?nèi)容。例如用標(biāo)清設(shè)備對(duì)一組人物進(jìn)行監(jiān)控，需要頻繁的在全景和近景間進(jìn)行變換，變換的時(shí)間就可能漏掉了關(guān)注的對(duì)象，而高清用一個(gè)畫(huà)面就可以完成，因?yàn)樵谌爸?，每個(gè)人都可以描繪得相當(dāng)清晰。高清攝像機(jī)的清晰度以及色彩還原、影調(diào)反差是任何標(biāo)清攝像機(jī)所無(wú)法比擬的。

 

 

　　高清視頻監(jiān)控以其高分辨率、高畫(huà)質(zhì)、大監(jiān)控范圍的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可。因此到2012年以后高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入了第二個(gè)階段：高清時(shí)代，即基于高清攝像機(jī)為視頻采集終端的，集高清視頻傳輸、交換、顯示、存儲(chǔ)為一體的高清視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的推出解決了標(biāo)清時(shí)代業(yè)主關(guān)于視頻清晰度不足的需求。

 

 

　　整個(gè)高速公路高清視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由前端高清攝像機(jī)，中間高清傳輸設(shè)備，局端高清管理平臺(tái)構(gòu)成。在一般的設(shè)計(jì)方案中采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，然后用光纖收發(fā)器傳輸，最后通過(guò)高清解碼器解碼顯示的方案。該方案雖然基本滿足了使用方對(duì)高清視頻的需求，但是卻面臨了與早期傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)遇到的相同問(wèn)題。第一，整個(gè)傳輸系統(tǒng)中間設(shè)備眾多，繼而需要大量的數(shù)據(jù)線連接，這增加了施工復(fù)雜性，同時(shí)也影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。這就需要一套集高清視頻信號(hào)采集、傳輸、交換、顯示一體的高清聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。第二，由于目前高清攝像機(jī)同質(zhì)化嚴(yán)重，不能僅僅只是簡(jiǎn)單的拿一個(gè)高清機(jī)芯組裝一個(gè)相機(jī)，還需要從更深層次的，編碼算法優(yōu)化，圖像處理優(yōu)化，色彩還原性，云臺(tái)控制流暢性，聚焦速度等方面等考慮攝像機(jī)品種。

 

 

 

 

　　中威電子在高清攝像機(jī)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性的推出了傳輸采集一體化高清攝像機(jī)，包括傳輸采集一體化高清槍機(jī)、傳輸采集一體化高清球機(jī)、傳輸采集一體化高清云臺(tái)等。

 

 

　　中威推出的傳輸采集一體化高清攝像機(jī)將高清攝像機(jī)技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)光傳輸技術(shù)完美集成，與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相比，該產(chǎn)品對(duì)高清視頻及相關(guān)數(shù)據(jù)采用新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，可以采用自愈保護(hù)環(huán)網(wǎng)光纖傳輸，與采用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)傳輸攝像機(jī)的方案相比，具有低成本、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)和良好的以太網(wǎng)兼容性等突出優(yōu)點(diǎn)。具有穩(wěn)定性更高、抗干擾性強(qiáng)、抗雷擊等能力。廣泛適用于平安城市、高速公路、金融、電信、機(jī)場(chǎng)、酒店等監(jiān)控場(chǎng)所。

 

 

　　傳輸采集一體化高清攝像機(jī)與眾多攝像機(jī)不同的是，其內(nèi)嵌千兆工業(yè)以太網(wǎng)傳輸模塊以光傳輸方式進(jìn)行視頻等數(shù)據(jù)輸出，該產(chǎn)品可以直接通過(guò)光纖連接高清數(shù)字視頻綜合平臺(tái)，省去了遠(yuǎn)端傳輸模塊，而且由于省去了遠(yuǎn)端傳輸設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)連接的網(wǎng)線，系統(tǒng)穩(wěn)定性更高，加之光纖直連方式，整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性和抗雷擊等能力也得到有效提升。

 

 

　　該產(chǎn)品采用200萬(wàn)像素1/2.8" 逐行掃描CMOS傳感器，支持1920×1080、1280×720等分辨率格式圖像輸出，通過(guò)H.264 / MPEG4 / MJPEG等先進(jìn)的視頻壓縮技術(shù)，使得視頻流處理得非常靈活、流暢、迅捷。

 

 

　　該傳輸采集一體化高清攝像機(jī)，除視頻等數(shù)據(jù)傳輸采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)模塊光傳輸方式與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用以普通太網(wǎng)傳輸方式的不同外，其余功能與任何一款優(yōu)質(zhì)的常規(guī)型攝像機(jī)無(wú)異，從檢測(cè)即可驗(yàn)證。該機(jī)的畫(huà)質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)控制性能、寬動(dòng)態(tài)、低照度等功能效果都表現(xiàn)得令人注目；而普通以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不具備的光傳輸技術(shù)其真正地改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸方式，具有低成本、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)和良好的以太網(wǎng)兼容性等突出優(yōu)點(diǎn)。有效的節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)也便于后期擴(kuò)容升級(jí)不但極大地提升了工程上的易安裝性、低功耗、低成本、低維護(hù)、系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗雷抗電磁干擾性能強(qiáng)，且確保了攝像機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下傳輸?shù)漠?huà)面質(zhì)量，傳輸采集一體化高清攝像機(jī)整體都有比較出色的表現(xiàn)。

 

 

 

 

　　高速公路視頻監(jiān)控圖像可以分為隧道內(nèi)監(jiān)控圖像、隧道口/橋梁等重點(diǎn)部位監(jiān)控圖像、路面監(jiān)控圖像（全程監(jiān)控圖像）、收費(fèi)站車(chē)道圖像、收費(fèi)亭內(nèi)圖像、收費(fèi)站廣場(chǎng)監(jiān)控圖像等幾類(lèi)，每類(lèi)監(jiān)控圖像的功能都不完全一樣，也即對(duì)這幾類(lèi)監(jiān)控圖像的技術(shù)要求也不完全一樣。通過(guò)深入分析這些不同監(jiān)控類(lèi)型圖像的特點(diǎn)，采用不同的高清視頻技術(shù)，并用統(tǒng)一的系統(tǒng)解決從高清視頻采集到聯(lián)網(wǎng)傳輸、交換、大屏控制、上墻顯示、存儲(chǔ)等一系列問(wèn)題。

 

 

　　隧道內(nèi)監(jiān)控圖像主要用于監(jiān)控隧道內(nèi)的交通狀況，主要是隧道內(nèi)的車(chē)輛密度、行駛速度、有無(wú)事故等。由于都采用固定的槍機(jī)，因此對(duì)圖像延時(shí)并不敏感，但對(duì)圖像的清晰度的要求則最好能看清車(chē)牌，在發(fā)生事故時(shí)可以第一時(shí)間得到更多的信息。

 

 

　　因此圖像采集采用200萬(wàn)的高清光纖環(huán)網(wǎng)槍機(jī)比較合適。

 

 

　　隧道口、橋梁等重點(diǎn)部位的監(jiān)控主要是對(duì)隧道口或橋梁等重點(diǎn)地段的路面運(yùn)行情況和周?chē)h(huán)境進(jìn)行監(jiān)視，其監(jiān)視場(chǎng)景和范圍都比較大，而且需要快速地轉(zhuǎn)換視角和場(chǎng)景范圍，必要時(shí)還需對(duì)某些特殊部位進(jìn)行細(xì)節(jié)監(jiān)視，如山體是否有滑坡跡象、橋梁有無(wú)異常等。因此，對(duì)這類(lèi)圖像的需求是：快速精準(zhǔn)的PTZ控制、圖像力求清晰、細(xì)節(jié)力求豐富。這類(lèi)監(jiān)控點(diǎn)采用20 0萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)比較合適。

 

 

　　路面全程監(jiān)控圖像主要是觀察路面的交通擁堵情況，必要時(shí)（如發(fā)生交通事故）也需要看清局部狀況，因此，這類(lèi)圖像對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高，清晰度則是越清晰越好。這類(lèi)監(jiān)控點(diǎn)合適采用20 0萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)，可以采用高清光纖環(huán)網(wǎng)云臺(tái)。

 

 

　　對(duì)于收費(fèi)車(chē)道和收費(fèi)亭內(nèi)圖像，對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是太高，一般200萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)就可以滿足要求。但對(duì)于收費(fèi)廣場(chǎng)圖像，由于要監(jiān)視的范圍較大，有時(shí)還需要看清車(chē)輛或人員的細(xì)節(jié)，需要進(jìn)行精準(zhǔn)的PTZ操控，因此采用200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)比較合適。

 

 

　　另一個(gè)問(wèn)題是，如何把這些不同的高清圖像用一套統(tǒng)一的系統(tǒng)完成傳輸、控制、交換、上墻顯示等一系列難題。中威推出的高清數(shù)字視頻綜合平臺(tái)，讓不同的高清視頻發(fā)揮不同的作用，以滿足高速公路視頻監(jiān)控圖像多樣化的特點(diǎn)。

 

 

 

 

 

 

　　（1）收費(fèi)車(chē)道攝像機(jī)采用20 0W高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)，收費(fèi)亭攝像機(jī)采用200W高清網(wǎng)絡(luò)半球，收費(fèi)廣場(chǎng)攝像機(jī)采用200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)，收費(fèi)車(chē)道/收費(fèi)亭高清攝像機(jī)直接網(wǎng)線接入千兆遠(yuǎn)端接入模塊，車(chē)道千兆環(huán)網(wǎng)遠(yuǎn)端接入設(shè)備與廣場(chǎng)高清光纖環(huán)網(wǎng)球機(jī)組成光纖自愈環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)绞召M(fèi)站內(nèi)配置的高清數(shù)字綜合平臺(tái)內(nèi)。收費(fèi)亭內(nèi)監(jiān)聽(tīng)，報(bào)警信號(hào)直接接入亭內(nèi)高清網(wǎng)絡(luò)半球的音頻口及報(bào)警接口，以完成視音頻同步編碼，報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能。

 

 

　?。?）互通區(qū)攝像機(jī)及服務(wù)區(qū)攝像機(jī)采用200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)，多臺(tái)光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)可以組成光纖自愈環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)绞召M(fèi)站內(nèi)配置的高清數(shù)字綜合平臺(tái)內(nèi)。

 

 

　?。?）站內(nèi)財(cái)務(wù)室監(jiān)控?cái)z像機(jī)是采用200W的高清網(wǎng)絡(luò)半球，直接網(wǎng)線接到高清數(shù)字綜合平臺(tái)內(nèi)。

 

 

　?。?）收費(fèi)站實(shí)現(xiàn)對(duì)所有視頻的接收落地以及上傳分中心的功能。所有圖像均在前端攝像機(jī)內(nèi)進(jìn)行H.264數(shù)字化雙碼流壓縮（1股高碼流，1股低碼流），低碼流用于IPSAN存儲(chǔ)，高碼流用于視頻工作站預(yù)覽或者高清電視墻上實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)客戶端軟件可以預(yù)覽實(shí)時(shí)圖像并可以對(duì)云臺(tái)球機(jī)進(jìn)行控制還可以回放錄像圖像功能。

 

 

 

　　（1）隧道洞內(nèi)固定攝像機(jī)以及變電所攝像機(jī)采用200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)攝像機(jī)，以上攝像機(jī)可以通過(guò)光纖直接組成千兆視頻傳輸網(wǎng)，無(wú)需外加傳輸設(shè)備。

 

 

　?。?）隧道洞口攝像機(jī)、隧道橫洞攝像機(jī)采用200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)，隧道洞口、隧道橫洞200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)高速球機(jī)與隧道洞內(nèi)200萬(wàn)高清光纖環(huán)網(wǎng)攝像機(jī)混合組成千兆自愈傳輸網(wǎng)到隧道管理站內(nèi)配置的高清數(shù)字綜合平臺(tái)內(nèi)。

 

 

　?。?）隧道管理站實(shí)現(xiàn)對(duì)所有隧道視頻的接收落地存儲(chǔ)、事件檢測(cè)以及上傳監(jiān)控分中心功能。所有圖像均在前端攝像機(jī)內(nèi)進(jìn)行H.264數(shù)字化雙碼流壓縮（1股高碼流，1股低碼流），低碼流用于IPSAN存儲(chǔ)，高碼流用于視頻工作站預(yù)覽或者電視墻顯示。所需顯示的高清視頻通過(guò)視頻管理平臺(tái)解碼輸出到高清電視墻，大屏拼接屏，主監(jiān)視器顯示。通過(guò)視頻客戶端軟件可以調(diào)用各隧道值守點(diǎn)IP-SAN內(nèi)存儲(chǔ)的錄像。

 

 

 

　　收費(fèi)站高清數(shù)字視頻綜合平臺(tái)和隧道管理站高清數(shù)字綜合平臺(tái)與監(jiān)控分中心高清數(shù)字視頻綜合平臺(tái)采用平臺(tái)光纖組環(huán)的組網(wǎng)方式，組成千兆級(jí)別的數(shù)字視頻調(diào)用專(zhuān)網(wǎng)。監(jiān)控分中心采用按需調(diào)用的方式，將所需顯示的高清視頻通過(guò)視頻管理平臺(tái)解碼輸出到高清電視墻，大屏拼接屏，主監(jiān)視器顯示。通過(guò)視頻客戶端軟件可以調(diào)用各下級(jí)站點(diǎn)的IPSAN內(nèi)存儲(chǔ)的錄像。

 

　　方案特點(diǎn)：

 

 

　?。?）系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與目前主流的高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)幾乎完全一致，無(wú)論是業(yè)主還是設(shè)計(jì)院，大家對(duì)該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都已非常熟悉。

 

 

　?。?）外場(chǎng)監(jiān)控沒(méi)有傳輸設(shè)備，最大限度地提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。外場(chǎng)除了供電以外，不需要信號(hào)電纜，也無(wú)需信號(hào)防雷，極大地提高了抗雷擊性能。

 

 

　?。?）即可以設(shè)計(jì)成全高清系統(tǒng)，也可以設(shè)計(jì)成部分高清、部分模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，具有高度的兼容性，也適合對(duì)舊系統(tǒng)的改造。

 

 

　?。?）收費(fèi)站/隧道管理站/監(jiān)控中心的綜合平臺(tái)設(shè)備集成度高，不但穩(wěn)定可靠，而且安裝維護(hù)工作量大大減少；

 

 

　?。?）全I(xiàn)P化的存儲(chǔ)、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與更高一級(jí)監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)非常方便。

 

 

　　隨著高清圖像的快速普及，高速公路視頻監(jiān)控高清化已是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，中威電子的第三代高清系統(tǒng)--VAR3S高清數(shù)字視頻綜合平臺(tái)為高速公路視頻監(jiān)控高清化提供了一套完善的解決方案，也必將加速高速公路視頻監(jiān)控的高清化進(jìn)程。