一、行業背景
　　
　　隨著人口高速增長和流動，高速公路成為人們出行的重要途徑之一，在人員和物資的跨區域流動中承當日益重要的作用。高速公路監控系統作為高速公路實現安全、、節能及環保運行的重要手段，主要負責數據、視頻、路況的信息采集、處理和存儲，提供交通信息資源。為高速公路快速、安全、舒適、提供了保障。
　　
　　高速公路監控系統的作用是對高速公路網實現實時監控和交通控制。在現有的道路和環境條件下，通過對采集的信息進行實時分析、處理和預測，采取有效的交通控制手段，預防可能發生的交通事件、事故和阻塞；當出現突發性交通事故或道路環境變化而導致交通阻塞時，通過系統及時發現并采取有效措施進行緩解和排除，以防止對路網交通產生更大的影響，進而提高路網運行的利用效率和安全性。
　　
　　大華股份憑借在安防領域的技術實力，可以為高速公路行業提供一套通用、*、安全可靠、完善的高速公路監控方案，為高速公路視頻監控建設提供參考。
　　
　　二、需求分析
　　
　　高清化需求
　　
　　我國高速公路從80年代初開始建設，到日前已經建設了建成了近10萬公里。視頻監控系統在過往的建設中一直以模擬監控方式為主，該模式的zui大的特點是系統成熟和穩定，隨著高速公路信息化建設的不斷投入，各省市高速公路運營管理模式已經發生了很大的變化，要求視頻監控系統走向聯網和資源共享，實現圖像資源的統一調度。在面對大規模、多級別遠距離聯網、高清晰度要求等問題時，傳統模式已經無法滿足要求，傳統模擬視頻監控系統將向具有高度集成能力、能融合各種功能、傳輸交換各種業務、能方便地進行多級聯網的統一的全數字的系統平臺轉換。
　　
　　長距離可靠傳輸的需求
　　
　　高速公路的建設里程比較長，環境惡劣，維護成本高。這些都對系統的傳輸距離和可靠性有著*的要求。以前高速公路視頻監控系統絕大部分都是采用數字光端機+模擬視頻矩陣+DVR的方式來實現，隨著高速公路全程監控和聯網監控的發展，上述組網監控方式已經無法充分發揮交通監控聯網統一調度的功能，更無法滿足大規模網絡監控的要求。
　　
　　如何進行有效監控的需求
　　
　　高速公路連接城域的快速通道，穿越的地形也是非常復雜，環境存在著多樣性。霧霾、雨雪天氣都會嚴重的影響前端攝像機的監控效果，那如何通過*的技術手段對高速公路進行24小時全天候的監控，是目前高速監控中面臨的嚴峻問題。
　　
　　快速定位事故、事件及進行處理的需求
　　
　　隨著國民經濟的發展，城市汽車保有量也在迅速增加，選擇高速出行人員也越來越多，相應的交通事故量也在逐步增加，特別是節假日時期，交通事故量頻頻發生，那如何及時發現事故，快速處理或進行流量疏導，解決交通事故引起的交通堵塞，是高速公路管理方比較關注的問題。
　　
　　設備管理的需求
　　
　　一條高速公路里程都基本在百公里以上，在收費站、隧道、外場分布著眾多的前端攝像機對各個場所進行監控，一般一條高速公路設置的攝像機會在300-600個左右，眾多的圖畫如果通過人式的方式進行查看來發現攝像機是否存在問題，對于值班人員來說存在著巨大的工作壓力，那是否有更好的技術手段來代替人式對各設備進行有效管理，也是目前高速公路管理方急需解決的問題。
　　
　　三、解決方案構建
　　
　　系統架構

　　
　　針對高速公路行業目前存在著的問題，大華股份推出了基于全高清的高速公路解決方案，基于全IP架構，前端的高清攝像機通過冗余的光纖自愈環網傳輸到管理站，再通過光環網接入到區域分控中心，各區域分控中心通過SDH/MSTP網絡再上傳到省高管局監控中心。
　　
　　業務應用
　　
　　高速公路的監控系統按業務可分為收費站監控系統、隧道監控系統、外場監控系統及監控中心系統。
　　
　　收費站監控系統

　　
　　收費站監控系統由車道高清卡口攝像機、收費亭高清半球攝像機、收費站出入口廣場攝像機、收費亭腳踏報警器和收費亭對講設備組成。車道攝像機和收費亭攝像機接入收費亭交換機，各收費亭交換機和廣場球機通過光纖組成光纖自愈環網，接入到收費管理站的視頻綜合平臺，完成整個系統的組網，該組網方式可有效的解決高速公路圖像數據長距離可靠傳輸的要求。
　　
　　收費管理站作為重要的圖像數據匯聚點，需要采用高可靠性的設備。在本系統中收費管理站將采用大華采用ATCA電信運營級設計的設備綜合管理平臺M60作為核心設備，并配置管理平臺DH-DSS7100、DH-NVR6000、客戶端及拼接大屏來組成收費管理站監控系統，實現對匯聚過來的各收費站圖像進行集中控制、報警聯動、遠程對講、上墻顯示等應用。
　　
　　隧道監控系統

　　
　　隧道視頻監視設施主要包括帶云臺彩色攝像機、固定攝像機、車輛檢測器等。
　　
　　各隧道攝像機通過網絡接入就近的光交換機，各隧道光交換機組成光纖自愈網接入到隧道管理站部署的NVR存儲設備，并部署平臺進行管理，通過解碼器進行上墻顯示。
　　
　　在隧道出入口及隧道內設置攝像機對隧道車輛通行情況進行監視，另設置車檢器，對進出隧道的車流量進行流量檢測，上傳至管理站平臺上，對隧道的交通量（分大、小車）、車輛速度、道路占有率進行檢測。
　　
　　外場監控系統

　　
　　外場監控設備主要包括激光夜視一體機、高清卡口攝像機及信息發布系統。外場設置的攝像機采集到的監控視音頻數據直接通過光纖接入到分監控中心，由分監控中心進行統一管理和存儲。
　　
　　在外場設置帶有透霧功能的激光夜視一體機對重要互通區、重要路段進行有監視，可以滿足晝夜全天候的監控。外場的卡口攝像機，可以對車流量、車速、黃車牌占道、占用應急車道及違法車輛行跡進行記錄，以備高速*取證使用。
　　
　　中心事件檢測設備檢測出哪個路段有擁堵、事故發生時，可以將事件信息發送到路段前的LED顯示屏上，以提醒行車人員注意或繞道行駛，以此來提高高速公路的服務滿意度。
　　
　　監控中心

　　
　　監控中心負責各收費站、隧道、外場碼流的匯聚、存儲和各種業務應用。中心監控由網絡鍵盤、IPSAN存儲設備、轉碼服務器、視頻綜合平臺設備、大屏、綜合管理平臺服務器、設備接入網關、運維服務器、交通檢測服務器等設備組成，對外提供綜合服務，以達到集中監控和集中管理的目的。
　　
　　綜合管理平臺是整個監控中心的核心系統，提供視頻轉發、存儲、查詢、上墻顯示、回放、告警管理、智能檢測、信息發布等全部業務應用，通過該系統監控人員可隨時掌握各路段的情況，為道路的正常運行提供必要的信息支持。
　　
　　管理平臺介紹
　　
　　平臺是綜合性、專業性的信息整合、業務管理與決策支持平臺。整個平臺綜合運用通訊、計算機、網絡、信息處理等技術，實現信息資源管理、設備管理、用戶管理、網絡管理、安全管理、日志管理等業務功能。

　　
　　針對高速行業，大華股份推出了高速行業智能監控平臺，主要功能有：實時監視、錄像回放、電子地圖、報警管理、云臺控制、語音對講、視頻上墻，本地配置，信息發布，交通事件檢測，運維管理以及智能接入等功能。平臺的主界面如下：

　　
　　事件檢測功能
　　
　　對于高速公路重點路段、事故多發路段需要通過智能分析來進行事件檢測，快速發現高速公路上的違法事件，保證公路高速的安全運行。因此可以通過事件檢測設備來進行事件的檢測。
　　
　　事件視頻檢測系統，是采用多目標識別與跟蹤的高科技技術。即對于視頻圖像畫面中出現的所有車輛（目標）進行鎖定、跟蹤。同時，對于所有車輛分別進行矢量軌跡描述。通過對矢量軌跡的分析，即可得出機動車（目標）的運動狀態，同時也就得出了路面的狀態數據。如：是否有異常停車、車輛的運動速度、是否有車輛逆向行駛，是否有人橫穿馬路、丟棄物、平均車速、車流量、車間距、車道占有率等。

　　
　　智能運維功能
　　
　　智能運維管理系統作為安防監控系統的運維解決方案，為客戶提供運營監控、故障定位、擴容等功能。智能運維管理系統通過管理系統內的視頻設備（數字硬盤錄像機、網絡攝像機、網絡硬盤錄像機、網絡視頻服務器等）、DSS服務（CMS、DMS、MTS、SS等）和網絡設備（路由器、交換機），提供運行信息的收集統計、設備錄像巡檢等功能。

　　
　　通過運維管理平臺可對系統內的多種設備進行管理，實現設備狀態、設備報警、統計分析及報表的功能。
　　
　　四、解決方案特性
　　
　　大華高速公路解決方案是針對高速行業特點而量身定制的整體解決方案，滿足了高速公路機管理單位對高速公路的管理要求，及提升了整個高速公路的服務能力。
　　
　　一、高清化應用
　　
　　全系統采用高清攝像機對高速公路進行全面監控，解決高速長期使用模擬攝像機，造成的看不清的問題，為后續的智能化應用打下了堅實的基礎。
　　
　　二、可靠的傳輸系統
　　
　　創新性的將光環網技術溶入到了攝像機、編碼器、視頻綜合平臺上，可以通過監控設備快速方便的組成可靠的光纖自愈環網，保證圖像數據長距離傳輸的可靠性，同時也降低了建設成本，提高了施工的便利。
　　
　　三、滿足高速的全天候監控需求
　　
　　在外場使用了帶電子透霧、寬動態功能的激光夜視一體機，夜視距離可達500米（1000米可選），滿足高速公路外場全天候監控的需求。
　　
　　四、智能化的應用
　　
　　通過對視頻圖像的處理分析，在圖像的覆蓋范圍內，能夠進行交通參數的檢測及各種交通事件、事故的自動檢測，包括車輛事故、車輛停駛、交通擁堵、車輛慢行、車輛拋灑物等；可以快速發現高速公路的事故，及時處理，保證高速公路的通暢。
　　
　　五、完善的設備管理能力
　　
　　作為安防監控系統的運維解決方案，為客戶提供運營監控、故障定位、擴容等功能。智能運維管理系統通過管理系統內的視頻設備（數字硬盤錄像機、網絡攝像機、網絡硬盤錄像機、網絡視頻服務器等）、DSS服務（CMS、DMS、MTS、SS等）和網絡設備（路由器、交換機），提供運行信息的收集統計、設備錄像巡檢等功能。可以快速發現系統存在的問題，并及時解決，保證系統的穩定運行。
　　
　　六、存儲系統的高可靠性
　　
　　視頻存儲采用視頻直存技術，由前端設備直接存儲到視頻存儲設備中，視頻流不通過中間服務器，減少了中間節點故障。
　　
　　并采用如下技術實現設備間的冗余，任何一個網絡實體發生故障時，都能有另外一個對等的實體接替工作，使系統能夠繼續提供服務。
　　
　　N+M備份
　　
　　大華股份視頻存儲設備集群冗余備份功能簡稱為N+M功能（N工作機數、M為備用機數），實現了工作機備用機設備之間的錄像冗余。
　　
　　工作的視頻直存設備（EVS）與備份EVS的中心調度服務（DCS）連接，平常連接到一個DCS上。當有工作EVS出現宕機時，備份EVS會自動替換該工作EVS，自動進行前端設備錄像接管。同時，剩余的EVS會自動注冊到另外一臺備份EVS上的DCS。工作機器故障排除正常工作后，備用機器自動回傳宕機期間的錄像到工作機器，zui大程度保證了用戶錄像數據的完整性。并且不同的工作EVS和備份EVS可以放置在不同的地域，以實現異地容災備份。
　　
　　斷點續傳
　　
　　視頻斷點續傳是一項針對攝像機網絡容錯的功能。前端設備配有小容量的前端存儲，如SD卡。當網絡出現故障時，視頻錄像可臨時存儲到前端存儲；待網絡恢復，能夠將暫存在前端存儲中的監控錄像同步補錄進后端存儲系統中，并支持斷點續傳。以便保證錄像的連貫性。
　　
　　配合視頻運維平臺，實現攝像機斷線報警。及時安排維修人員進行網絡恢復，保證錄像無丟失。（文/大華股份 周曉軍）