高速公(gōng)路是一個國(guó)家公(gōng)路運輸現代化程度的主要标志(zhì)，高速公(gōng)路車(chē)流量大，流動速度快，推動國(guó)民(mín)經濟發展起重要作(zuò)用(yòng)。 至2004 年底，全國(guó)已建成高速公(gōng)路3 萬Km，總裏程居世界第二位。河南地處全國(guó)高速公(gōng)路中(zhōng)心地帶，連霍、京珠兩大高速公(gōng) 路主幹道在河南交會，外省過境車(chē)輛較多(duō)，交通繁忙。為(wèi)了提高高速公(gōng)路的通行效率以及确保交通安(ān)全，河南省交通廳開始對 重要路段實行全程電(diàn)子監控。高速公(gōng)路全程監控圖像數量多(duō)，對傳輸系統和控制系統都有(yǒu)較高的要求。本文(wén)通過介紹近通車(chē) 的鄭州西南繞城高速公(gōng)路監控系統講述高速公(gōng)路全程電(diàn)視監控系統中(zhōng)如何實現大容量圖像傳輸和控制。 

河南地處全國(guó)高速公(gōng)路中(zhōng)心地帶，連霍、京珠兩大高速公(gōng)路主幹道在河南交會，外省過境車(chē)輛較多(duō)，交通繁忙。 

今年 8 月12 日通車(chē)的鄭州西南繞城高速公(gōng)路全長(cháng)52.06 公(gōng)裏， 全線(xiàn)共設有(yǒu)互通式立交橋6 處，分(fēn)離式立交橋26 座，大中(zhōng)橋57 座， 鐵路立交橋2 座，天橋21 座，各類通道68 道，涵洞46 道，植物(wù)防護 達89 萬平方米。她兩穿南水北調工(gōng)程，一過西氣東輸工(gōng)程，跨京廣、 隴海兩大鐵路幹線(xiàn)，雙向六車(chē)道，全封閉，設計時速為(wèi)120 公(gōng)裏/小(xiǎo)時。 西南繞城高速公(gōng)路通車(chē)前，鄭州市城區(qū)面積隻有(yǒu)300 多(duō)平方公(gōng)裏；這 條路通車(chē)後，鄭州城區(qū)面積将擴大到600 多(duō)平方公(gōng)裏。在“一定要樹 立精(jīng)品意識，争創一流工(gōng)程”指導思想下，同時為(wèi)了保證繞城高速公(gōng) 路通車(chē)後通行效率和交通安(ān)全，對鄭州西南繞城高速公(gōng)路實行全程電(diàn) 子監控。

系統概述 

高速公(gōng)路監控系統作(zuò)為(wèi)高速公(gōng)路有(yǒu)效的管理(lǐ)和維護手段，在高速公(gōng)路建設中(zhōng)顯示出其必要性和優越性，系統要求能(néng)對整條 高速公(gōng)路進行全方位、多(duō)功能(néng)的監視和控制。高速公(gōng)路監控系統屬于高速公(gōng)路機電(diàn)項目的一部分(fēn)，它主要由信息采集系統、路 面監控、收費監控及信息提供系統組成。信息采集系統包括：車(chē)輛檢測器、氣象檢測器、緊急電(diàn)話。路面監控提供直觀、具(jù)體(tǐ) 的路面消息，并通過監視器、大屏幕等顯示設備直觀了解重點路段攝像覆蓋區(qū)的交通情況，及時發現和處理(lǐ)交通事故、車(chē)道堵 塞或其它以外事件等。收費監控保證收費崗亭的正常工(gōng)作(zuò)、設備、人員的安(ān)全，并通過硬盤錄像機對某些特殊事件記錄存檔， 還可(kě)以為(wèi)以後的分(fēn)析、取證提供可(kě)靠的依據。信息提供系統包括交通标志(zhì)、可(kě)變情報闆和信号等，是交通監控管理(lǐ)為(wèi)汽車(chē)用(yòng)戶 服務(wù)的主要形式。

鄭州西南繞城高速公(gōng)路全程電(diàn)視監 控系統主要包含收費站監控以及全路面 圃田分(fēn)中(zhōng)心監控。全路有(yǒu)豫龍、櫻桃溝、 十八裏河三個收費站和圃田分(fēn)中(zhōng)心，三 個收費站分(fēn)别安(ān)裝(zhuāng)獨立的一套小(xiǎo)型監控 系統，每個收費站上傳4 路圖像到圃田 分(fēn)中(zhōng)心。圃田分(fēn)中(zhōng)心矩陣與收費站矩陣 聯網，實現中(zhōng)心對收費站圖像切換控制。 各收費站有(yǒu)一台小(xiǎo)型網絡矩陣，負責監 控收費亭圖像、收費車(chē)道圖像以及收費 廣場圖像。收費站監控系統具(jù)有(yǒu)語音視 頻跟随和報警圖像跟随功能(néng)，當收費站報警信号被觸動，立刻收費站監控室顯示對應的圖像，同時啓動聲音監聽。（站級監控系 統圖）

圃田分(fēn)中(zhōng)心是新(xīn)鄭高速和西南繞城高速總中(zhōng)心，同時監控兩路。圃田分(fēn)中(zhōng)心有(yǒu)一台大型矩陣，負責監控三個收費站上傳圖 像以及全程路面監控的33 台可(kě)控雲台攝像機。在每距離約兩公(gōng)裏處安(ān)裝(zhuāng)一台可(kě)控的雲台長(cháng)變焦攝像機，重點路段适當加密，通 過中(zhōng)心鍵盤操作(zuò)，能(néng)控制攝像機雙向移動和鏡頭變焦遠(yuǎn)近景觀察。基本實現了全路面圖像監控，通過圖像分(fēn)析軟件，能(néng)很(hěn)快的 了解全路程的交通情況，提高高速公(gōng)路管理(lǐ)以及公(gōng)安(ān)出警效率。

由于全程監控攝像機較多(duō)，并且都需要控制信号。在光端機傳輸方式上采用(yòng)波分(fēn)複用(yòng)節點光端機，視頻數據分(fēn)開光纖傳輸。 矩陣反向控制信号是廣播形式帶地址碼發送到各台攝像機的，所以采用(yòng)1 芯光纖同時傳輸控制信号數據到33 台攝像機，每一台 攝像機的解碼器通設置不同的地址碼區(qū)别，在中(zhōng)心選擇控制攝像機時，互不幹擾。（控制數據傳輸系統圖）

視頻傳輸如果全部采用(yòng)一路視頻光端機則需要 33 芯光纖，在考慮穩定性和經濟性基礎上，視頻傳輸采用(yòng)單路視頻光端機把 8 台圖像彙聚在一起，通過波分(fēn)複用(yòng)視頻光端機傳輸到中(zhōng)心。（視頻傳輸結構如下圖）

圃田收費監控中(zhōng)心通過矩陣聯網控制方式實現視頻切換、矩陣控制等功能(néng)：

收費監控中(zhōng)心的以太網矩陣和三個收費站的以太網矩陣通過 TCP/IP 通信協議相連，傳輸聯網信控制信号，這樣，收費監控 中(zhōng)心的矩陣控制用(yòng)戶就可(kě)以通過網絡來控制各收費站的PTZ。 

收費站的以太網矩陣各輸出 4 路圖像給收費監控中(zhōng)心以太網矩陣，實現多(duō)級視頻矩陣聯網控制的功能(néng)。在收費監控中(zhōng)心可(kě) 同時監控每個收費站的4 路視頻圖像，通過手動、自動切換方式完成對各收費站所有(yǒu)前端圖像的視頻監控。 

收費監控中(zhōng)心具(jù)有(yǒu)全程監控權限，通過矩陣切換控制 33 台攝像機，統一管理(lǐ)全路段圖像。

收費站與分(fēn)中(zhōng)心矩陣聯網結構圖

總結： 

鄭州西南繞城高速公(gōng)路建設标準要求高，作(zuò)為(wèi)河南省的精(jīng)品工(gōng)程，機電(diàn)項目方案經過多(duō)次論證和實地考察。在全程電(diàn)視監 控系統中(zhōng)，視頻傳輸和聯網控制都經過精(jīng)心考慮。在設備上選型上遵從穩定性、先進性和經濟性的原則。攝像機采用(yòng)的是日本 JVC 産(chǎn)品，在矩陣控制系統上，由于收費站與中(zhōng)心需要聯網控制，目前矩陣系統聯網主要有(yǒu)以太網聯網和RS485 聯網方式，采 用(yòng)RS485 聯網需要光端機提供一個RS485 通道，采用(yòng)以太網可(kě)以利用(yòng)通信系統的網絡通道。考慮到以後多(duō)路段聯網監控的需求， 矩陣主機采用(yòng)了美國(guó)英飛拓的AD 以太網矩陣。光端機系統采用(yòng)INFINOVA 單點光端機和節點光端機混合使用(yòng)，數字化的視頻 信号傳輸系統，充分(fēn)利用(yòng)了現代先進的數字傳輸技(jì )術提供了很(hěn)高的監控圖像質(zhì)量，并延長(cháng)了傳輸系統使用(yòng)的壽命。反向控制信 号數據分(fēn)離視頻傳輸，33 台攝像機控制信号是廣播型發送的，所以采用(yòng)一個通道傳輸33 路控制信号，可(kě)以降低傳輸成本，同時 也不會互相影響控制。從目前運行狀況來看，電(diàn)視監控系統到達預期效果。