需求分析

    傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設主要關(guān)注點在收費站、服務區(qū)、隧道/大橋等，只是部分發(fā)達省份的高速公路進行沿線路況監(jiān)控建設。隨著高速公路基礎(chǔ)建設的不斷完善，對整個高速公路的總體服務質(zhì)量也提出了更高的要求。如何即時發(fā)現(xiàn)道路上發(fā)生的問題，并即時事先通知車主，帶來更高的客戶滿意度，是高速公路業(yè)主面臨一個新的焦點問題。隨著道路沿線監(jiān)控點位的增加，一個100公里路段的監(jiān)控路數(shù)將達到200～400路左右的規(guī)模，如何管理好這么多的視頻是擺在高速公路業(yè)主面前的一個新的問題。

    一、

    高速公路監(jiān)控系統(tǒng)由收費站監(jiān)控、服務區(qū)監(jiān)控、道路沿線全程監(jiān)控、隧道監(jiān)控等組成。道路沿線全程監(jiān)控可實施交通流量和交通運行監(jiān)視，對關(guān)鍵點進行氣象檢測，對關(guān)鍵路段實施交通適時控制，及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應急措施，有效地保證高速公路高速、安全、經(jīng)濟地運營管理。

    隨著高速公路監(jiān)控規(guī)模的增加，尤其是隨著道路沿線監(jiān)控增加的情況下，高速公路的監(jiān)控需滿足：

    可管理性：應對高速公路規(guī)模的監(jiān)控，需要快速方便的對所有監(jiān)控設備進行管理；支持分級分域的管理，滿足高速公路區(qū)域監(jiān)控中心、路段中心等不同的監(jiān)控需求；

    可靠性：應對公共應急事件時，需要保證監(jiān)控系統(tǒng)可靠、快速的調(diào)閱當時歷史圖像；

    易使用：隨著高速監(jiān)控規(guī)模擴大，需要能夠方便、快捷地使用，即時發(fā)現(xiàn)道路意外情況；

    業(yè)務融合：監(jiān)控業(yè)務將是作為高速公路地業(yè)務系統(tǒng)之一，需要能夠與其他業(yè)務系統(tǒng)進行融合；

    與上層應用聯(lián)動：當安全事件發(fā)生，需要能夠與各種報警形成聯(lián)動；

    可擴展性：采用開放架構(gòu)，支持按需擴展。

    傳統(tǒng)的監(jiān)控采用模數(shù)結(jié)合方案由于其難擴展、難管理、難維護等缺點，無法滿足高速公路監(jiān)控點的增加而提供按需擴展，同時維護困難以及難與上層視頻應用形成聯(lián)動。

    二、全IP路段解決方案同傳統(tǒng)解決方案對比分析

    傳統(tǒng)高速公路通信系統(tǒng)在SDH傳輸網(wǎng)絡基礎(chǔ)上分別建設PBX語音交換系統(tǒng)、計算機IP網(wǎng)絡和基于模擬光纖或IP網(wǎng)絡建設視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

    全IP高速公路信息化系統(tǒng)不需要SDH，直接在高帶寬、高可靠IP網(wǎng)絡上建設VoIP語音系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

    1、兩種方案模型對比（圖1）。

圖1 傳統(tǒng)信息化模型同全IP通信系統(tǒng)模型對比

2、兩種建網(wǎng)方案綜合對比分析（表1）

表1  兩種建網(wǎng)方案綜合對比分析

    全IP路段解決方案理論基礎(chǔ)為IToIP信息化模型，IToIP解決方案體系架構(gòu)不是簡單的將計算機業(yè)務、多媒體業(yè)務疊加于IP網(wǎng)絡之上，其核心思想是基于IP的計算、基于IP的存儲、基于IP的通信，計算、存儲、通信融合于IP，統(tǒng)一考慮信息系統(tǒng)安全和管理。

三、高速公路IP智能監(jiān)控解決方案

    針對傳統(tǒng)監(jiān)控存在的問題和不足，結(jié)合高速公路的監(jiān)控需求，為了有效地維護高速公路秩序和安全，保障高速公路順利運營，可以提供整體的監(jiān)控解決方案——iVS IP智能監(jiān)控。高速公路監(jiān)控解決方案組網(wǎng)見圖2。

1、 統(tǒng)一IP承載網(wǎng)絡

    系統(tǒng)基于高性能路由交換機構(gòu)建公路IP網(wǎng)絡傳輸平臺，采用RPR或H3C專利技術(shù)的RRPP技術(shù)構(gòu)建IP環(huán)網(wǎng)，任何一個節(jié)點故障不會導致整個網(wǎng)絡癱瘓，RRPP技術(shù)可以利用標準的SFP光纖接口而不是PRP專用接口，組網(wǎng)更加方便靈活和低成本。

2、 道路沿線監(jiān)控

    采用EPON組網(wǎng)，路況監(jiān)控球機接入前端編碼器，多個編碼器通過一根EPON光纖接入到中心交換機上，布線方便節(jié)省光纖資源。編碼器內(nèi)置交換機功能可以接入IP報警電話方便公路報警。還可以將支持IP接口的可變信號板和氣象站直接接入編碼器交換機端口，實現(xiàn)一網(wǎng)多用，降低整體網(wǎng)絡成本。具體見圖3。

圖3  道路沿線監(jiān)控圖

3、 服務區(qū)監(jiān)控

    配置球機/槍機連接到編碼器，編碼器通過電口或SFP光纖接入交換機中，同時可以選配IP電話方便報警及和中心的互通。具體見圖4。

4、 收費站監(jiān)控

    專用收費系統(tǒng)可以實現(xiàn)車牌識別和收費管理等功能，通過收費系統(tǒng)在路段中心和監(jiān)控系統(tǒng)的集成聯(lián)動，當出現(xiàn)出入口車牌識別不一致、車牌車型不一致和黑名單車輛告警時，聯(lián)動圖像監(jiān)控系統(tǒng)的圖像彈出、存儲，事后可按照報警信息檢索。

（1）隧道監(jiān)控

    隧道監(jiān)控分中心可以利用EPON方案進行部署，只需一芯光纖即可進行連接相應的監(jiān)控點，單芯光纖最大可以級聯(lián)32級。如隧道一般100 /150米左右部署監(jiān)控點，可以節(jié)約大量光纖，降低維護量。具體隧道監(jiān)控見圖5。

（2）監(jiān)控中心

    需配置管理服務器和基于IP SAN技術(shù)的NVR網(wǎng)絡錄像設備，配置相應的客戶端和解碼設備，實現(xiàn)對電視墻的控制管理。可以將數(shù)據(jù)上傳到省級監(jiān)控中心。具體監(jiān)控中心工作見圖6。

（3）智能業(yè)務擴展

    未來可以配置智能視頻服務器，直接接收編碼器上傳圖像，自動分析圖像異常情況，當發(fā)現(xiàn)諸如逆向行駛、道路穿越、破壞設施等行為時報警并聯(lián)動圖像彈出等操作，提高預警能力。還可以和道路機電設施監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）實現(xiàn)聯(lián)動。

   監(jiān)控中心一旦發(fā)現(xiàn)道路出現(xiàn)意外情況，即時通知相應部門進行緊急處理，可以根據(jù)意外事件的等級進行上報；同時可以通過電子情報板即時通知在道路上行使的車主，避免給車主帶來不變的麻煩。

四、方案優(yōu)勢

    方案充分整合了IP網(wǎng)絡、視頻及IP SAN存儲等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，同時借鑒了NGN中控制與交換分離的先進理念，方案具備以下特點及優(yōu)勢。

1、 易管理——靈活方便的管理模式，降低高速公路監(jiān)控維護成本

    管理靈活便利是IP的天然優(yōu)勢，VM（視頻管理服務器）和DM（數(shù)據(jù)管理服務器）共同構(gòu)成IP監(jiān)控方案的管理核心，可實現(xiàn)對所有監(jiān)控設備及監(jiān)控業(yè)務的智能化管理。

   將IP網(wǎng)管及業(yè)務控制平臺的技術(shù)應用至IP監(jiān)控系統(tǒng)，徹底改變傳統(tǒng)監(jiān)控只能依靠人工進行系統(tǒng)管理和維護的局面，實現(xiàn)編解碼、存儲、網(wǎng)絡傳輸和業(yè)務軟件（服務器）四大平臺的統(tǒng)一管理。支持分級分域的管理、靈活的用戶權(quán)限管理、自動的設備批量配置、全網(wǎng)設備的統(tǒng)一拓撲視圖、拓撲自動發(fā)現(xiàn)管理、全網(wǎng)設備狀態(tài)管理、故障自動告警及定位管理和GIS地圖功能。具

    系統(tǒng)針對不同的路段中心、區(qū)域中心可以采用域管理、用戶管理和云臺控制沖突管理等多種權(quán)限管理模式。不同的路段中心、區(qū)域中心可以根據(jù)指定的權(quán)限對監(jiān)控系統(tǒng)進行操作。這種分級分域的多種管理模式非常適合高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應用，降低高速公路監(jiān)控的維護成本。

2、高可靠——電信界設備、專業(yè)可靠的IP-SAN存儲，滿足高速公路監(jiān)控的高可靠存儲

    該系統(tǒng)采用的設備都是工業(yè)級設計，如考慮室外惡劣環(huán)境，專門針對室外惡劣環(huán)境使用設計，EC1001采用工業(yè)級元件，溫度范圍廣：-40～＋75℃。該系統(tǒng)采用了IP-SAN作為監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲設備，可以在分布式部署的同時實現(xiàn)集中管理、跨域共享、平滑擴容、兼容互通等，此外，在可靠性方面也有很多獨特的優(yōu)勢，如支持RAID、支持硬盤在線熱插拔、支持硬盤電源短路保護、支持可選冗余熱插拔電源、支持電源自動故障切換等。

 3、易使用

（1）實時監(jiān)視：

    便捷的實時監(jiān)控操作：支持GIS地圖操作、鼠標拖拉、專業(yè)鍵盤等多種操作方式；

    便捷的圖像調(diào)度簡單：基于網(wǎng)絡的全局圖像調(diào)度；

（2）前端控制：低時延（小于300ms）；

（3）查詢回放：

    端到端的iSCSI塊存儲，省去流媒體服務器群，簡化網(wǎng)絡架構(gòu)；

    精確到秒級的高效檢索

4、業(yè)務融合——實現(xiàn)IP監(jiān)控、視訊會議、VoIP的多媒體應用融合

    支持在IP平臺上的業(yè)務融合，一旦出現(xiàn)意外情況，可以召集緊急視頻會議，進行遠程指導、遠程會商，可在視訊會議中觀看監(jiān)控的實時/歷史回放圖像；視訊會議圖像可廣播至監(jiān)控指揮中心的DC上電視墻；IP語音可廣播至監(jiān)控系統(tǒng)的前端監(jiān)控現(xiàn)場。

5、 易擴展——采用先進的體系架構(gòu)，標準化技術(shù)

    iVS方案充分整合了IP網(wǎng)絡、視頻、存儲、信令等領(lǐng)域的技術(shù)，采用開放的NGN架構(gòu)，標準的技術(shù)實現(xiàn)。系統(tǒng)將信令控制與媒體流交換分離的先進理念引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)。滿足進行高速公路監(jiān)控建設時，不會局限于一個廠家，擴容方便，保護用戶投資。     

    同時，我們看到，高速公路監(jiān)控所涉及的每個子領(lǐng)域的技術(shù)都處在快速的發(fā)展中，如監(jiān)控接入層中的各種無線技術(shù)，包括WLAN、GPRS、3G等；網(wǎng)絡承載層中的IPv6、高性能以太網(wǎng)等；控制層的模塊化軟件技術(shù)、中間件技術(shù)等；業(yè)務應用層的IP SAN、圖像識別、人工智能等。iVS方案采用這種標準、開放的架構(gòu)，有利于每個層次技術(shù)的獨立發(fā)展及平滑演進，保護用戶的投資。

    iVS IP智能監(jiān)控解決方案很好地解決了目前高速公路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模監(jiān)控所面臨的高密度廣范圍接入問題、海量集中存儲問題、低運營成本和全網(wǎng)統(tǒng)一管理的控制管理問題，并成功降低了大規(guī)模監(jiān)控建設的綜合投資，非常適合于高速公路的監(jiān)控應用。