文/劉崢

隨著平安城市這一概念的普及和飛速發(fā)展，城市道路交通監(jiān)控也成為這一新興概念中先行落地實(shí)施的重要方面。尤其是在電子警察和卡口監(jiān)控等分支監(jiān)控體系，更是細(xì)致完善的做到高清化，智能化，可靠化，為推進(jìn)平安城市的建設(shè)，打下了一份堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

公共交通現(xiàn)狀及監(jiān)控管理意義

近些年，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國(guó)民收入水平和生活水平的不斷提高，社會(huì)汽車的保有量開始逐年攀升，給城市交通造成了極大的壓力，汽車擁堵也成為很多城市交管部門亟待解決的首要問題之一。通過對(duì)道路卡口監(jiān)控和路段車流量監(jiān)控，進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)的控制，可以達(dá)到車流合理分配的目的。

項(xiàng)目概述

合六路合肥段由安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，合肥市交通管理局建設(shè)管理，貫穿合肥至六安兩大地級(jí)市，為貨物運(yùn)輸和客流輸送的主干要道之一，為了更好地對(duì)干線和卡口進(jìn)行車輛疏流，違法超載行為的及時(shí)查處及所涉事故的快速處理，由北京蛙視通信技術(shù)股份有限公司對(duì)路段和卡口的監(jiān)控視頻的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，合理的將整個(gè)路段卡口監(jiān)控穩(wěn)定可靠的傳輸至上級(jí)交管部門進(jìn)行統(tǒng)一管理，做到無死角，快速化的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體概述

該項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)由前端圖像采集處理部分，傳輸部分，中心管理部分三部分組成。

前端采集處理部分是系統(tǒng)的前沿，由高清攝像機(jī)、頻閃補(bǔ)光燈、信號(hào)燈箭頭燈、前端控制主機(jī)（工控機(jī)）等混合組成，用于前端卡口路段視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)的采集。

網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)對(duì)前端采集的視頻信號(hào)進(jìn)行匯聚和傳輸。在本項(xiàng)目中，路段卡口和交口等位置的前端監(jiān)控視頻信號(hào)分別匯聚傳輸至合肥市交警支隊(duì)中心和蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心兩大上級(jí)控制管理中心進(jìn)行集中管理，并通過高清解碼系統(tǒng)可將視頻解碼輸出顯示至電視墻做集中監(jiān)控。

此次設(shè)計(jì)方案，前端匯聚交換設(shè)備選用蛙視通信自主研發(fā)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000系列。前端各個(gè)交口以及卡口中的監(jiān)控視頻信息，通過光纖或網(wǎng)線接入至VETH3000工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)匯聚點(diǎn)的匯聚交換。各個(gè)匯聚點(diǎn)的VETH3000工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成雙纖自愈環(huán)網(wǎng)接入合肥市交警支隊(duì)中心或蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心三層視頻以太網(wǎng)交換機(jī)中進(jìn)行統(tǒng)一的切換和管理。

本次項(xiàng)目共接入6個(gè)匯聚點(diǎn)：合肥市交警支隊(duì)中心接入2個(gè)測(cè)試卡口匯聚點(diǎn)；蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心接入4個(gè)匯聚點(diǎn)。

合肥市交警支隊(duì)中心采用兩臺(tái)VETH3000-2GX-8GT工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作為2個(gè)匯聚點(diǎn)，進(jìn)行視頻信號(hào)的匯聚接入，這兩臺(tái)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成光纖自愈環(huán)網(wǎng)接入合肥市交警支隊(duì)中心視頻以太網(wǎng)交換機(jī)中進(jìn)行統(tǒng)一的切換和管理。

蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心采用VETH3000-4GX-6GT、VETH3000-6GX-15GT等多電口的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行監(jiān)控視頻的匯聚傳輸。這些工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成4個(gè)光纖自愈環(huán)網(wǎng)作為4個(gè)匯聚點(diǎn)，接入蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心視頻以太網(wǎng)交換機(jī)中進(jìn)行統(tǒng)一的切換和管理。

系統(tǒng)示意圖分別如圖1，圖2所示。

圖1 合肥市交警支隊(duì)中心測(cè)試卡口

圖2 蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心

中心管理部分通過配置視頻管理服務(wù)器，流媒體服務(wù)器，WEB控制服務(wù)器等，圍繞中心管理服務(wù)器進(jìn)行視頻管理、視頻轉(zhuǎn)發(fā)和視頻分析，對(duì)整條合六路主干和卡口監(jiān)控進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度。

系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

合六路監(jiān)控系統(tǒng)前端點(diǎn)位設(shè)置大致分為三部分，分別是：路段高清卡口，路段交口以及路段高清監(jiān)控。

為了保證監(jiān)控視頻的高清和高品質(zhì)，在整條道路監(jiān)控中我們統(tǒng)一采用200萬像素的1080P網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)進(jìn)行視頻監(jiān)控傳輸。根據(jù)前端監(jiān)控點(diǎn)位設(shè)置不同，我們采用的攝像機(jī)類型和外接設(shè)備也有不同。

路段高清卡口

在卡口出采用高清的槍型卡口攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，近點(diǎn)位的攝像機(jī)通過6類雙絞線直接接入工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000，遠(yuǎn)點(diǎn)位的攝像機(jī)通過光纖收發(fā)器VETH-GE-2P通過光纖直接光接入至工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000。如圖3所示

圖3 路段高清卡口連接圖

路段交口和路段高清監(jiān)控

在路段交口出我們采用高清的槍型電子警察攝像機(jī)以及高清半球型的治安監(jiān)控、交警監(jiān)控?cái)z像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并布設(shè)人行信號(hào)燈，箭頭燈等指揮調(diào)度設(shè)備。近點(diǎn)位的攝像機(jī)通過6類雙絞線直接接入工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000，遠(yuǎn)點(diǎn)位的攝像機(jī)通過光纖收發(fā)器VETH-GE-2P通過光纖直接光接入至工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000。信號(hào)燈設(shè)備使用控制電纜線接入信號(hào)控制機(jī)，通過6類雙絞線接入工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000中。如圖4所示

網(wǎng)絡(luò)傳輸部分

本項(xiàng)目采取全高清的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，將前端高清攝像機(jī)的監(jiān)控視頻信號(hào)以高清數(shù)字碼流通過光纖或者網(wǎng)線在工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和光纖收發(fā)器中進(jìn)行傳輸。

圖4 路段交口和路段高清監(jiān)控圖

部分路段高清卡口監(jiān)控點(diǎn)位距離匯聚點(diǎn)較遠(yuǎn)，配置兩路千兆光纖收發(fā)器VETH-GE-2P，前端高清攝像機(jī)通過網(wǎng)線連接至光纖收發(fā)器以太網(wǎng)口，通過電光轉(zhuǎn)換采用光纖通路，傳輸至匯聚工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000；距離匯聚點(diǎn)較近的卡口監(jiān)控點(diǎn)位，采用一臺(tái)多電口的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行高清網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)的匯聚接入，再通過VETH3000組成光纖自愈環(huán)網(wǎng)接入三層視頻以太網(wǎng)交換機(jī)中進(jìn)行統(tǒng)一的管理調(diào)度。

交口處布設(shè)的人行信號(hào)燈，箭頭燈，滿屏燈等相應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)控制設(shè)備，通過控制電纜線接入信號(hào)控制機(jī)，再通過以太網(wǎng)接入?yún)R聚工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)中。

在工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的選用中，充分考慮項(xiàng)目可靠性，完善性和節(jié)約性的需求，并滿足各個(gè)路段交口或者路段卡口光、電匯聚的作用，我們選用VETH3000系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。VETH3000系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)針對(duì)H.264碼流特點(diǎn)設(shè)計(jì)，特別適合傳輸網(wǎng)絡(luò)高清視頻，可根據(jù)需求支持多個(gè)SFP光接口以及多個(gè)以太網(wǎng)RJ45電口，靈活的組網(wǎng)方式，可組成各種環(huán)網(wǎng)、鏈網(wǎng)、星型網(wǎng)和相切環(huán)，支持網(wǎng)絡(luò)帶寬管理設(shè)置功能，合理限制端口帶寬，具有先進(jìn)的回環(huán)閉鎖功能，有效避免環(huán)網(wǎng)風(fēng)暴，符合工業(yè)四級(jí)電磁兼容性規(guī)范，在嚴(yán)苛的電氣環(huán)境下能穩(wěn)定可靠地工作，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性。

在方案設(shè)計(jì)中，根據(jù)前端接入設(shè)備的數(shù)量確定VETH3000系列的電口和光口的數(shù)量。比如在合肥市交警支隊(duì)中心測(cè)速匯聚點(diǎn)采用高清攝像機(jī)6類線直接接入，并用光纖通路上傳到監(jiān)控中心，采用蛙視通信自主研發(fā)的2光8電的VETH3000-2GX-8GT工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。在使用光纖收發(fā)器VETH-GE-2P的路段交口等地點(diǎn)，需要使用光纖通路接入工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，所以采用多光口的VETH3000-10GX-9GT進(jìn)行匯聚交換。

在方案設(shè)計(jì)中，將多臺(tái)VETH3000系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成雙纖自愈光纖環(huán)網(wǎng)，接入上級(jí)單位的監(jiān)控中心中進(jìn)行視頻信號(hào)的接入管理。

在本項(xiàng)目中，設(shè)置兩個(gè)上級(jí)管理中心，分別為合肥市交警支隊(duì)中心，蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心。

合肥市交警支隊(duì)中心接入2個(gè)測(cè)速卡口匯聚點(diǎn)，由兩臺(tái)VETH3000工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)匯聚路段高清卡口視頻信號(hào)，并組成光纖環(huán)網(wǎng)，接入至管理中心。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 合肥市交警支隊(duì)中心聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心共接入4個(gè)匯聚點(diǎn)，分別為三個(gè)路段交口，一個(gè)武警總隊(duì)門口。每個(gè)匯聚點(diǎn)都由2臺(tái)至4臺(tái)VETH3000系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成雙纖雙向自愈光纖環(huán)網(wǎng)，通過4個(gè)匯聚點(diǎn)，接入蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心。共計(jì)4個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)。4個(gè)匯聚點(diǎn)具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5至圖8所示。

中心管理部分

該項(xiàng)目中，管理中心主要分為蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心，及合肥市交警支隊(duì)中心兩大部分。蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心將下屬四個(gè)匯聚點(diǎn)的視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行收集，進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)備控制和信號(hào)管理；合肥市交警支隊(duì)中心，對(duì)下屬兩個(gè)測(cè)速卡口點(diǎn)進(jìn)行前端視頻的分析管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)中心平臺(tái)軟硬件設(shè)備的智能監(jiān)控。

圖6 蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心匯聚點(diǎn)1

圖7 蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心匯聚點(diǎn)2

圖8 蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心匯聚點(diǎn)3

圖9 蜀山區(qū)交警大隊(duì)分控中心匯聚點(diǎn)4

項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

根據(jù)項(xiàng)目需求，明確了方案中對(duì)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行全面可靠地設(shè)計(jì)。采用合理的環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)。達(dá)到分布合理，節(jié)約資源的目的。

在設(shè)備選用中，主要采用了由蛙視通信自主研發(fā)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)VETH3000系列的視頻信號(hào)交換設(shè)備。VETH3000系列交換機(jī)在設(shè)計(jì)上充分考慮了惡劣的工業(yè)使用環(huán)境，滿足多種工業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，在性能及維護(hù)上滿足電信級(jí)以太網(wǎng)的技術(shù)要求，確保設(shè)備在惡劣的環(huán)境中正常工作。

針對(duì)本方案中高清視頻（即H.264壓縮編碼方式）的傳輸，定制開發(fā)的專用設(shè)備，最大程度的保證了圖像的穩(wěn)定性，無卡頓，無馬賽克。

支持多種冗余電源輸入以及故障信號(hào)觸點(diǎn)(由供電或者端口鏈路中斷觸發(fā))，采用基于ITU-T G.8032 V2協(xié)議的快速冗余環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，鏈路故障恢復(fù)時(shí)間限制在50毫秒之內(nèi)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性。