高速公路IP智能监控解决方案分析

传统的高速公路监控系统建设主要关注点在收费站、服务区、隧道/大桥等，只是部分发达省份的高速公路进行沿线路况监控建设。随着高速公路基础建设的不断完善，对整个高速公路的总体服务质量也提出了更高的要求。如何即时发现道路上发生的问题，并即时事先通知车主，带来更高的客户满意度，是高速公路业主面临一个新的焦点问题。随着道路沿线监控点位的增加，一个100公里路段的监控路数将达到200～400路左右的规模，如何管理好这么多的视频是摆在高速公路业主面前的一个新的问题。

一、需求分析

高速公路监控系统由收费站监控、服务区监控、道路沿线全程监控、隧道监控等组成。道路沿线全程监控可实施交通流量和交通运行监视，对关键点进行气象检测，对关键路段实施交通适时控制，及时发现各种异常情况并采取应急措施，有效地保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。

随着高速公路监控规模的增加，尤其是随着道路沿线监控增加的情况下，高速公路的监控需满足：

可管理性：应对高速公路规模的监控，需要快速方便的对所有监控设备进行管理；支持分级分域的管理，满足高速公路区域监控中心、路段中心等不同的监控需求；

可靠性：应对公共应急事件时，需要保证监控系统可靠、快速的调阅当时历史图像；

易使用：随着高速监控规模扩大，需要能够方便、快捷地使用，即时发现道路意外情况；

业务融合：监控业务将是作为高速公路地业务系统之一，需要能够与其他业务系统进行融合；

与上层应用联动：当安全事件发生，需要能够与各种报警形成联动；

可扩展性：采用开放架构，支持按需扩展。

高速公路监控面临的挑战见图1。

传统的监控采用模数结合方案由于其难扩展、难管理、难维护等缺点，无法满足高速公路监控点的增加而提供按需扩展，同时维护困难以及难与上层视频应用形成联动。

二、全IP路段解决方案同传统解决方案对比分析

传统高速公路通信系统在SDH传输网络基础上分别建设PBX语音交换系统、计算机IP网络和基于模拟光纤或IP网络建设视频监控系统。

全IP高速公路信息化系统不需要SDH，直接在高带宽、高可靠IP网络上建设VoIP语音系统、收费系统、视频监控系统。

1、两种方案模型对比（图1）。



图 1 传统信息化模型同全IP通信系统模型对比

2、两种建网方案综合对比分析（表1）



三、高速公路IP智能监控解决方案

针对传统监控存在的问题和不足，结合高速公路的监控需求，为了有效地维护高速公路秩序和安全，保障高速公路顺利运营，可以提供整体的监控解决方案——iVS IP智能监控。高速公路监控解决方案组网见图2。



图2高速公路监控解决方案组网图

1、 统一IP承载网络

系统基于高性能路由交换机构建公路IP网络传输平台，采用RPR或H3C专利技术的RRPP技术构建IP环网，任何一个节点故障不会导致整个网络瘫痪，RRPP技术可以利用标准的SFP光纤接口而不是PRP专用接口，组网更加方便灵活和低成本。

2、 道路沿线监控

采用EPON组网，路况监控球机接入前端编码器，多个编码器通过一根EPON光纤接入到中心交换机上，布线方便节省光纤资源。编码器内置交换机功能可以接入IP报警电话方便公路报警。还可以将支持IP接口的可变信号板和气象站直接接入编码器交换机端口，实现一网多用，降低整体网络成本。具体见图3。



图3 道路沿线监控图

3、 服务区监控

配置球机/枪机连接到编码器，编码器通过电口或SFP光纤接入交换机中，同时可以选配IP电话方便报警及和中心的互通。具体见图4。



图4 服务区监控

4、 收费站监控

专用收费系统可以实现车牌识别和收费管理等功能，通过收费系统在路段中心和监控系统的集成联动，当出现出入口车牌识别不一致、车牌车型不一致和黑名单车辆告警时，联动图像监控系统的图像弹出、存储，事后可按照报警信息检索。

（1）隧道监控

隧道监控分中心可以利用EPON方案进行部署，只需一芯光纤即可进行连接相应的监控点，单芯光纤最大可以级联32级。如隧道一般100 /150米左右部署监控点，可以节约大量光纤，降低维护量。具体隧道监控见图5。



图5 隧道监控图

（2）监控中心

需配置管理服务器和基于IP SAN技术的NVR网络录像设备，配置相应的客户端和解码设备，实现对电视墙的控制管理。可以将数据上传到省级监控中心。具体监控中心工作见图6。



图6 监控中心图

（3）智能业务扩展

未来可以配置智能视频服务器，直接接收编码器上传图像，自动分析图像异常情况，当发现诸如逆向行驶、道路穿越、破坏设施等行为时报警并联动图像弹出等操作，提高预警能力。还可以和道路机电设施监控系统（SCADA）实现联动。

监控中心一旦发现道路出现意外情况，即时通知相应部门进行紧急处理，可以根据意外事件的等级进行上报；同时可以通过电子情报板即时通知在道路上行使的车主，避免给车主带来不变的麻烦。