收费公路远程联网综合监控方案.pdf
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1、-1-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:518028网站: 邮箱:收费公路远程监控及网络标准方案一概述随着社会的进步和新技术的发展许多设想已成为现实采用高科技作为管理手段的革新已体现在各行各业一条收费公路上往往有多个分布在不同地方的收费站采用远程图象监控系统可对科学的管理提供极大的帮助在每个收费站安装几个摄象机首先管理人员可对各现场情况了如指掌对保障各地的安全起到重要的作用在一定程度上还可提高工作人员的工作效率将现场的图象和声音实时地传送到控制中心相关管理人员和处长不仅可随时调看每
2、个地点的当前状况在发生意外情况时可以根据现场状况及时调派人员处理消除重大事故隐患可在任意时刻迅速查看某日的录象保留有价值的历史资料对违反劳动纪律的现象可以及时制止对态度不好的工作人员可进行及时教育在监控中心 管理人员通过机房 环境的数据监控可以掌握设备运行及其环境的基本资料并可随时对各种设备实施控制但发生意外情况时特别是非法闯入火警水警等管理人员无法获得这些往往影响重大的现场资料利用现有的高级图象语音压缩技术和高速网络实现远程实时图象监控使这一切迎刃而解收费公路监控系统一方面可以减少不良现象的发生保障国家利益另一方面将视频音频收费数据等多种信息汇集于管理中心方便集中管理第三通过对收费道路的视频
3、监控足不出户即可对交通流量直观观察进行高效调度二系统设计依据随着几大通信公司和广电的飞速发展利用各种光纤专线组建本行业的局域网广域网已成为现实网络环境基本为以下两种A)专线DDNE1+局域网此网络主要由电力水利电信邮政公安各金融业公路等行业采用其分支机构到控制中心之间采用专线连接中心建有局域网各类信息可由前端采集设备获得经专线传输到中心由中心控制主机统一进行处理再发送到局域网上其他计算机亦可观察各分支机构相应信息B)全以太网此网络主要由电信工厂学校医院监狱等行业采用其分支机构相对在地域上比较集中可利用光纤五类线组建自己的局域网各类信息由前端采集设备获得直接在网络上传输将信息发送到相应的计算机上
4、根据以上两种网络环境我们可提供针对性的解决方案收费公路大部分为 E1+局域网三系统设计原则在许多远程视频监控系统的方案设计中经常会遇到的问题是如何远程传输现场的模拟视频监视信号使用同轴电缆传输模拟视频信号在距离上会受到限制超过几百米便需要放大中继因此常规的视频监视系统只适合在一座建筑物内或一定区域范围内使用此外常规系统在一路同轴电缆上只能传输单一视频信号传输控制信号和话音需要单独敷设电缆远距离传输视频的可行方法是将模拟视频信号数字化并压缩编码在可利用的数字通讯线-2-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3
5、266020 邮编:518028网站: 邮箱:路上传输对视频图像进行压缩的方法有很多种如 H.261H.263JPEGMPEG 及基于小波变换理论(Wavelet)的压缩/解压算法等针对动态图像在低带宽线路上传输的常用压缩方法是H.261 和 MPEG1H.261 是国际电信联盟ITU为视频会议指定的 H.320 系列标准中的图像压缩编解码的标准H.320 标准还对音频和数据的压缩传输规定了相应的方法MPEG1 是国际标准化组织ISO制订的视音频压缩标准广泛应用于 VCD 制作和影象出版目前国际上有很多厂商遵照 H.261 和 MPEG1 标准研制生产出了视频传输编解码器主要有一体化编解码器无
6、须计算机PC 机插卡式编解码器和软件编解码器编解码器分为编码部分和解码部分一对编解码器配合使用可以同时做视频音频数据的双向传输它有效的解决了视频信号在低带宽线路上的传输使长距离传输实时活动图像变得容易和便宜视频传输编解码器的传输速率为 P64Kbps(P=1-30)即 64K-1920Kbps在 64Kbps 至384Kbps 的速率时可传输 10-15 帧秒的动态图像在 1.5M 至 2M 传输速率时每秒钟传输的图像帧率可达到 25 帧在一般的监控系统中这样的图像质量完全可以满足用户的要求由于符合 H.261 或 MPEG1 标准的视音频传输编解码器同时处理图像话音和数据信号同一传输数据流包
7、含有图像话音和数据三个部分因此在监控系统中可用一条线路同时传输现场的图像声音和控制信号根据用户的具体情况用于传输的线路可有多种选择如PDHSDHDDN 专线光纤微波卫星有线基带调制解调器无线扩频调制解调器HDSLADSLISDNATM计算机局域网 广域网等 线路接口可以是 G.703 以太网口 V.35 V.11 RS449 ISDN 2B+D等在实际的远程监控工程应用中我们可根据用户的要求为用户提供 H.261MPEG1MPEG2 等各种成熟的单向或双向图象编解码传输设备并在用户提供的各种通信网络上构成使用方便可靠的远程监控系统多媒体监视系统是目前应用广泛的监视系统它结合了传统模拟视频监控技
8、术和桌面计算机多媒体技术使监控系统的功能更丰富和便于操作代表了监视技术的发展方向多媒体监视系统的图像处理摄象机镜头控制报警采集和控制输出完全基于计算机网络这为多媒体网络化的发展提供了良好的基础我们在设计总体技术方案时遵循了以下原则1 对图象监控的图像声音数据控制信号采用了数字化处理使其一条数字通信线路上即可实现多种信息的远程传输同时也保证了系统对图像的清晰度和传输的实时性要求2 图象监控系统软硬件均采用模块化设计使得系统具有可扩充性便于用户自行对系统进行重新配置开发和扩充四标准方案41 网络结构网络结构网络结构网络结构专线DDNE1+局域网结构收费站收费站一般有多条收费通道在每个收费通道有收费
9、亭在每个收费亭内安装一个摄象机对收费亭内情况进行监视在每条收费道入口安装一个摄像机主要观察通过收费道路的车辆情况在收费站广场两边各安装一个全方位摄像机对进出收费站的车辆全局进行-3-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:518028网站: 邮箱:监视每个收费站使用一台集线器HUB将各收费亭内的收费管理软件进行组网方便与监控中心服务器联接监控中心负责监控本区内各收费站的所有监控点监控中心装有多台视音频解码器分别对应各个收费站监控中心能随意切换控制本区内所有摄象机前端告警时产生联动在监控中
10、心除管理员能控制查看收费站图象外采用 2M 时隙复用技术将各收费站的收费电脑数据与监控中心的局域网联接同时使用局域网实时音视频软件系统将音视频信号发送到监控中心局域网这样即可将收费站的视音频信号及收费数据发送到各局长及管理科室的桌面电脑网络结构图如下所示42 目标目标目标目标利用已有的视音频编解码器将图像由各收费站传送至监控中心由监控中心对其辖区内收费站实施集中监控同时各种告警信号由前端告警采集器采集后传送到监控中心的控制主机完成告警联动图象镜头云台及告警信号等都应在监控中心到收费站之间的传输线路上传输监控中心在整个系统中承担主要的监控职责通过专线将收费站电脑与监控中心电脑联接起来收费数据即时
11、传送到监控中心为了方便处长及相关科室等领导能在自己的电脑上就能了解到相关的视频音频和收费数据信息在监控中心局域网安装一台 CSERVER 服务器将视频音频信号实时传送到相关桌面电脑其它技术要求还包括1)实时彩色电视活动监视传输速率不少于 25 帧/秒2)监控中心能灵活地切换任意场景控制云台的转动和摄像头的调焦动作3)收费站现场的报警应可预先设定紧急告警类别进行告警屏蔽告警启动等发生告警时监控中心的图象监控主机均能响应告警产生联动可进行自动切换录象等动作4)监视系统的软硬件均应采用模块化结构便于系统的扩容5)系统操作界面应为友好的中文图形界面根据以上要求现提出以下实施方案43 系统拓扑图系统拓扑
12、图系统拓扑图系统拓扑图-4-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:518028网站: 邮箱: 系统可分成两个部分431 前端设备前端设备前端设备前端设备前端设备指位于收费站的所有设备包括摄象机套件视频矩阵或画面分割器视频编解码器2M 复用器及传输设备根据被监控点的面积摄象机可选择固定式或云台镜头可调式固定式摄象机套件包含彩色摄象机固定镜头自动光圈防护罩安装支架云台可调式摄象机套件包含彩色摄象机三可变镜头或一体化摄象机防护罩全方位云台解码器安装支架其中解码器用于控制摄象机的焦距光圈景深和
13、云台的俯仰和左右使管理员能对现场进行全方位总体细节的监控解码器通常采用 RS485 控制方式通过不同编址同一接口可实现对 256 个监控点的控制由于每个收费站安装多个摄象机必须放置一台视频矩阵切换器或多画面分割器实现切换视频矩阵具有多路视频输入和输出每路输出可由其提供的 RS232 接口控制切换至任意一路输入视频矩阵还提供一路或多路 RS485 控制接口用于连接多个云台镜头解码器用户的控制计算机只需连接矩阵的 RS232 口即可实现对摄象机的切换镜头和云台的控制采用视频矩阵对于其不同的视频输出口可由多个管理员互相独立地控制切换到不同场景特别适合不同的管理员监控同一地点的不同的现场摄象机但是在远
14、程监控时每路视频输出需使用独立的压缩设备和传输信道若选择单路输出切换方式则只能在同一时间查看一个现场图象采用多画面分割器可在同一屏幕上显示多个现场活动图象并可通过 RS232 接口控制其显示方式单画面四画面九画面轮巡显示画面冻结还可在本地连接长时间录象机将多个现场图象实时录象收费站的收费电脑通过 HUB 连接后与带网桥功能的复用器直接连接通过复用器提供的数据带宽与监控中心交换机连接收费站设备组成连接图如下图所示-5-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:518028网站: 邮箱:432
15、 监控中心监控中心监控中心监控中心监控中心控制部分各收费站将采集到的现场图象压缩后经专线发送到监控中心监控中心来自多个收费站的数据流经对等的视音频解码器解压缩输出各收费站的模拟图象声音信号及控制信号同时监控中心本地的摄象机图象和控制信号可直接接入相关设备在监控中心控制方式可按业主要求配置成以下几种模式!图象声音信号汇接到监控中心的视音频矩阵从该矩阵取一路视频输出连接到监控中心监控主机的视频采集卡由监控中心的控制计算机对各收费站进行选看每次只能观看一路现场图象各收费站的矩阵摄象机及云台的控制信号经解码后与监控中心的控制计算机的多串口卡上相应串口相连即可通过不同串口完成对各收费站中不同场景的切换和
16、云台镜头控制!来自各收费站的多路图象汇接到多画面分割器在一台计算机上可同时观看多个收费站的现场图象控制信号的连接与上述相同!在监控中心的计算机上采用多路采集压缩卡可同时接入多路远程图象通过与上述相同的控制接口连接远端收费站矩阵解码器选中某一路图象传输到监控中心该路图象在监控中心被实时以压缩格式MPEG1存盘多个收费站的被选中的图象均实时在监控中心存盘上述方式均可在监控中心设立电视墙每台监视器对应一个收费站监视器上的图象为各收费站的所有摄象机轮巡显示监控中心与收费站点对点安装的带网桥功能的复用器输出收费站的电脑网络信号直接与监控中心的交换机连接从而解决收费公路的局域网远程联接问题一般在监控中心配
17、置矩阵系统中心矩阵系统与各收费站的矩阵通过 RS232 进行连接可方便地通过矩阵控制每个收费站的矩阵及连接在收费站矩阵上的云台镜头及进行视频切换等若在监控中心有多个管理者需要在自己的计算机上实时监看前端图象对于上述前两种方式需增加一台视频广播服务器在矩阵或画面分割器上获得一路图象输出送入广播服务器压缩后在监控中心的局域网上进行广播相关人员均可在自己的桌面调看远端图象在监控中心的控制主机上应安装主控服务器软件完成以下功能 接受本机的控制命令实现画面切换摄象机和云台控制实现录象抓拍功能 接收网络上其它计算机控制命令 处理收费站告警信息实现告警联动 管理用户登录控制权限等告警信息记录 告警启动屏蔽
18、告警消息发送等系统框图如下图所示-6-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:518028网站: 邮箱:五系统单元描述51 视频切换单元视频切换单元视频切换单元视频切换单元视频切换单元可选择视频矩阵或画面分割器根据用户的需求一台计算机同时监看多画面或多人独立控制同一收费站现场摄像机采集的视频图像信号送至视频切换矩阵由本地或控制中心发出镜头切换指令视频切换器即可将所需图象信号送至本地监视器或图像数据编解码设备由视频矩阵或编解码器输出的控制信号经解码器解码后控制云台和摄像机的各种动作52 报
19、警处理单元报警处理单元报警处理单元报警处理单元报警处理单元有两种方式1)由用户已建成的告警系统收集并处理在该系统中可定义紧急告警类型发生该类告警时向图象监控主机发送告警信息由图象监控主机响应告警产生自动切换启动录象等操作2)告警信号输入专用告警采集器或视频矩阵画面分割器等设备由收费站视频编解码器采集后送到相应设备处理53 图像数据编解码与通信接口单元图像数据编解码与通信接口单元图像数据编解码与通信接口单元图像数据编解码与通信接口单元本单元由图像数据编解码设备和通信接口设备构成图像数据编解码设备的功能是将由视频切换矩阵输出的视频信号报警信号和音频信号分别进行编码压缩处理将该数据流按 N64Kbp
20、s 格式进行打包以便在不同通信线路上传输同时也将控制中心送来的摄像头及云台控制信号进行解压和解码送到相应设备控制该设备动作通信接口设备是编解码卡与实际通信线路之间的接口设备完成符合特定通信设备要求的码型电平及物理接口转换产生时钟同步信号并进行差错控制等-7-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:518028网站: 邮箱:54 中央控制单元中央控制单元中央控制单元中央控制单元中央控制单元由视频切换矩阵电脑多媒体控制平台监视器及监视墙控制键盘选件长时录象机选件等设备构成视频切换矩阵接收由各
21、路编解码卡送出的每个前端变电所的视频信号在电脑多媒体控制平台的控制指令操纵下将相应的视频信号送至本机监视器或电视墙上显示监视墙可全部实时 25 帧/秒显示所有前端监控点画面由控制主机和网络上安装有本监控系统的计算机发出的云台和摄像机控制指令也经本单元处理后送至相应前端矩阵单元以控制摄像机和云台作相应的调整动作另外当有报警信号发生时中央处理单元将启动报警联动程序启动录像机对报警现场进行实时录像用字幕和声音发出报警信号55 网络传输单元网络传输单元网络传输单元网络传输单元 在控制主机中安装网络传输系统即可将图象信号以 H.261 或 MPEG1 格式进行编码压缩并以 128Kbps-2Mbps 的
22、可选速率在计算机网上多点播送网络上安装有本监控系统软件的计算机均能接收到 25 帧/秒的实时活动图象从而在不增加任何布线的情况下实现多点看一点的功能并且每台计算机均能根据所授予的密码权限对整个系统进行实时控制六系统功能和特点 随着科学技术的不断发展传统的管理模式和手段已经发生了深刻的变化现代监控系统做为现代化管理的一个重要手段从一开始出现就受到广泛关注随着科学的进步其应用范围也不仅仅是企业内部的工业图像监控而是集图像声音控制数据报警的等多媒体信息的收集传输和处理为一体高科技系统特别是通信事业发展数字综合业务信息网络的建立使得远距离高保真多元化的现代监控系统的建立成为可能 本系统的设计由于采用了
23、最新的全数字化多媒体信息的收集处理和传输技术和产品其产品及由其所构成的系统完全符合国际 ITU 的相关标准从而具有很高的先进性可靠性实时性另外由于系统采用了模块化设计因而用户可随时根据自身发展的需要来进行扩充可最大限度地保护用户的投资按照用户技术要求使得系统具有技术先进运行可靠系统成熟扩充性强图像清晰功能完备等特点系统满足 前端集成前端集成前端集成前端集成防盗报警红外/微波双鉴探测器磁簧开关玻璃破碎开关防火/环境报警烟雾报警温度报警-8-地址:深圳市华强北路上步工业区 101 栋黄金大厦 5 楼 528 室电话:0755-3266020(5 线)传真:0755-3266020 邮编:51802
24、8网站: 邮箱:湿度报警设备/运行报警油机空调报警高低压设备报警设备跳闸报警视频监视彩色摄象机照度 0.1-1.0LUX清晰度 420-480 线可选配带预置位的云台一旦报警摄象机自动转到报警部位自动 对焦调光圈监视报警部位 远程图象传输质量远程图象传输质量远程图象传输质量远程图象传输质量在用户提供的 2M E1 或网络通道上达到分辨率 352288 象素时 25 帧/秒在主观上无任何动画感图象清晰细腻无马赛克延时小声音清晰无回音及串扰 控制中心图象显示控制中心图象显示控制中心图象显示控制中心图象显示在控制中心监视墙上可同时显示多幅远端图象 图象切换方式图象切换方式图象切换方式图象切换方式本系
25、统能提供三种切换方式 控制者在多级电子地图上用鼠标方便的选取任意摄像头场景 管理员可设定系统自动按某一方案定点/轮巡切换镜头 发生报警时该场景在 100ms 内自动切换同时发生多个报警时可排队等待用户响应前一报警后自动切到新的报警现场同一收费站发生多个告警时可利用画面分割器切换到多画面显示同时录象 远程控制远程控制远程控制远程控制控制中心主机和网上任一计算机均可实时对整个系统进行控制包括镜头切换焦距景深控制云台转动等每台计算机均有电子地图功能均可在密码权限的控制下按照控制权限进行现场控制 告警联动告警联动告警联动告警联动每台计算机均可实现报警联动功能联动项包括镜头切换声光报警启动录象打开紧急备
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- 收费 公路 远程 联网 综合 监控 方案
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