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概述：隨著經(jīng)濟的逐步繁榮，城市交通的實時監(jiān)控以變得越來越重要，建立全面的交通圖像管理系統(tǒng)是交通管理部門的目標。交通道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過建立覆蓋城市主要干道及路口的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備和軟件，可將交通路口車輛運行狀況實時傳送到調(diào)度中心，對道路車輛運行狀況進行監(jiān)控。同時，公安交通管理部門可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況對道路車流量進行控制，將車輛安排到暢通的路段，減少阻塞，保證道路交通暢通，實現(xiàn)城市交通管理的智能化�，F(xiàn)在的交通監(jiān)控技術(shù)已越來越先進，不僅充分利用了現(xiàn)行的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供了各種各樣可行的解決方案，而且還可以智能化，讓系統(tǒng)自動執(zhí)行一切監(jiān)控工作。不僅可以大大減輕交警的工作負荷，而且還可提高管理水平，通過圖像方式讓那些違章車輛無地可逃，減少了交通爭議。
一、道路交通監(jiān)控類型原理
在各種各樣的道路監(jiān)控方案中，應(yīng)用的設(shè)備卻基本上一樣，都是利用編碼器、工控機、攝像機、等專用硬件設(shè)施，它們之間最大的不同就是軟件系統(tǒng)的配置。但是他們所實現(xiàn)的功能卻基本上一樣，都是在十字路口或其他相應(yīng)的地點安裝360°全景監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠獲取周圍360°或270°的視場方位，并且進行連續(xù)的實時監(jiān)控。通過360°全景監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機在路口抓拍違章車輛，當(dāng)車輛“超速”或“闖紅燈”時，系統(tǒng)自動對車輛的圖像進行抓拍，將車輛的號牌、車輛的類型、顏色、車速等信息記錄在存儲設(shè)備中，以供交通違章處理部門審查。通常要求具有遠程監(jiān)控功能，圖像清晰、存儲量大和系統(tǒng)穩(wěn)定等要求。
另一個重要不同就是監(jiān)控點與控制、管理中心的網(wǎng)絡(luò)連接方式不同。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控及報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)受到當(dāng)時技術(shù)發(fā)展水平的限制，電視監(jiān)控系統(tǒng)大多只能在現(xiàn)場進行模擬監(jiān)視，聯(lián)網(wǎng)報警網(wǎng)絡(luò)雖然能進行較遠距離的報警信息傳輸。但是，傳輸?shù)膱缶畔⒑唵�，不能傳輸圖像，交警無法及時準確的了解現(xiàn)場的實際情況，報警事件確認困難，系統(tǒng)效率很低。
其實，在交通，電力等分布式管理的行業(yè)，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是很成熟的。因此，交通的遠距離網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是行業(yè)管理的必要手段和可能手段。傳統(tǒng)的遠距離監(jiān)控，圖像傳輸一般采用視頻線或微波進行傳輸，這樣容易受到地形等方面的限制，且造價極高，用戶難以承受。因此，應(yīng)用和推廣上都有較大的障礙。計算機系統(tǒng)的應(yīng)用、普及，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)及圖像壓縮處理技術(shù)以及傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，使得安全技術(shù)防范行業(yè)能夠采用最新的計算機、通訊和圖像處理技術(shù)，通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字圖像，可為實現(xiàn)遠程圖像監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)提供高效可行而且價格低廉的解決方案。在交通行業(yè)中，可充分利用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與技術(shù)條件，發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，建成高效可靠的遠程視頻監(jiān)控與聯(lián)網(wǎng)報警的智能監(jiān)控系統(tǒng)，為企業(yè)的安全防范、高效管理提供更有力的技術(shù)保障。
根據(jù)實際環(huán)境和應(yīng)用需求網(wǎng)絡(luò)的連接方式可以選擇E1之類的2M E1（DDN）、光纖以太網(wǎng)、WALN無線傳輸?shù)�。�?dāng)然這不同的傳輸方案決定了所選用的設(shè)備也不可能完全一樣，至少這些設(shè)備都得支持相應(yīng)的傳輸介質(zhì)連接方法，也就是有相應(yīng)的接口。下面僅以目前應(yīng)用最廣的DDN專線和WLAN無線連接方式的道路監(jiān)控系統(tǒng)方案進行簡單分析，其它連接方式類似，參照即可。
二、DDN遠程監(jiān)控方案
從圖中可以看出，這樣一個方案中主要是由兩部分組成：道路監(jiān)控點（通常應(yīng)用于道路卡口）和監(jiān)控管理中心。而且兩個部分所用的主要設(shè)備都是編碼器，它是用來進行視/音頻編碼、解碼的。
以上方案的基本原理如下：首先由監(jiān)控點的攝像機拍攝違章車輛的模擬視頻圖像/音頻，這個模擬信號一路不用轉(zhuǎn)換直接傳輸?shù)奖O(jiān)控點的工控機，供監(jiān)控點管理員使用，另一路需先經(jīng)過監(jiān)控點的編碼器進行編碼，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后在數(shù)字計算機網(wǎng)絡(luò)中傳輸。通過傳輸介質(zhì)到達監(jiān)控中心后，由監(jiān)控中心的編碼器對所接收到的數(shù)字圖像/音頻信號進行解碼，這樣就還原了原來的模擬視/音頻信號。這時解碼還原后的模擬視/音頻信號可以由監(jiān)控中心的管理員通過工控機調(diào)用，同時還要通過硬盤錄像機對所接收的數(shù)字視/音頻信號無需解碼直接保存。
在這種方式中，由于采用的是2Mbps的DDN專線連接方式，帶寬在目前來說并不是很寬，對于比較繁忙的道路監(jiān)控系統(tǒng)來說，顯然效果不是很好。另外，要注意的是，方案中所用的編碼器一定要支持DDN網(wǎng)絡(luò)通信方式，具體可向經(jīng)銷商了解，否則根本用不上。
以上只是從大的方面來介紹整個監(jiān)控原理的。其實在所有道路監(jiān)控系統(tǒng)中，最關(guān)鍵、應(yīng)用設(shè)備最復(fù)雜的部分還是監(jiān)控點。而在這些監(jiān)控點中，又以各種道路卡口所應(yīng)用的設(shè)備最為復(fù)雜。道路交通治安卡口監(jiān)控系統(tǒng)是指依托道路上特定場所如收費站、交通或治安檢查站等卡口點，對所有通過該卡口點的機動車輛進行拍攝、記錄與處理的一種道路交通現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)。通常是由機動車輛感應(yīng)、車輛拍攝、圖像記錄、圖像處理與信息管理以及輔助光源與輔助支架等幾個部分組成。
至于錄像機、麥克風(fēng)等設(shè)備的連接通常是采用RS232/422/485串行電纜連接，RS422/485串行電纜最長傳輸距離可達1KM以上，完全可以滿足監(jiān)控攝像機與監(jiān)控點編碼器的連接需求。
卡口系統(tǒng)不僅可以用于監(jiān)視道路交通狀況如交通流量、速度和通暢程度等，而且還可以通過對所拍攝記錄的機動車輛和其它道路交通信息的分析、處理特別是車輛及其車牌信息的自動識別與處理，實現(xiàn)對交通違章、肇事逃逸和嫌疑車輛等的查控與處置，扼制并打擊一些顯見性違規(guī)違法行為，消除各種隱患，具有十分重要的現(xiàn)實意義。
三、WLAN無線連接監(jiān)控方案
由于城市交通路口監(jiān)控點和交通控制中心一般相距較遠，且分布位置較分散，利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線的方式不但成本非常高，建設(shè)周期長，而且可擴充性、靈活性差，一旦需要增加或者減少被監(jiān)測點，將會帶來新的施工周期。無線網(wǎng)絡(luò)可以將多個被監(jiān)測點與交通控制中心連接起來，且搭建迅速，可以在最短的時間內(nèi)迅速建立起無線網(wǎng)絡(luò)鏈路。利用無線網(wǎng)橋最遠可以支持50公里以上的橋接。網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)如圖所示。
為了保證視頻壓縮文件的穩(wěn)定傳輸就必須有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬，不同的視頻壓縮文件對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求各不相同，為了達到更好的視頻質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)帶寬就更為重要。目前無線網(wǎng)絡(luò)標準協(xié)議IEEE802. 11a/IEEE802.11g都可實現(xiàn)54Mbps的傳輸速率，而IEEE802.11a+、IEEE802.11g+標準的傳輸速率更是達到了108Mbps，完全能夠保證采用MPEG-4格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地進行傳輸，達到無線視頻監(jiān)控的目的。
無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)路口由視頻信息采集點、無線傳輸系統(tǒng)、交通控制中心三部分組成。
1、路口視頻圖像采集點
根據(jù)各城市的具體情況，在每個交通路口可以安裝一個或數(shù)個監(jiān)控攝像機，外圍再各配備一臺云臺和云臺控制器。每個視頻采集點各匹配一臺視/音頻編解碼器。監(jiān)控攝像機用于采集城市各道路實時交通狀況視頻信號，主要是監(jiān)控距離交通路口一定范圍內(nèi)的車輛。云臺可以由控制中心的計算機控制。用戶可對攝像機進行水平360度，垂直90度及變焦控制。視/音頻編解碼器負責(zé)把攝像機的模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，并進行壓縮。另外也傳輸控制信號，視頻編解碼器通常提供10/100M以太網(wǎng)接口，通過雙絞網(wǎng)線即可連接到無線網(wǎng)橋設(shè)備上。編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過無線網(wǎng)絡(luò)匯集到交通監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心能看到所管轄的道路和路口狀況，監(jiān)控人員可通過監(jiān)控中心局域網(wǎng)或Internet遠程實時瀏覽視頻圖像、遙控云臺。
為充分保證每個監(jiān)控點的帶寬，采用MPEG4的編碼標準，帶寬占用較低，并可實現(xiàn)圖像的優(yōu)質(zhì)傳輸和存儲，而且傳輸距離較遠,適用于城市廣闊區(qū)域的監(jiān)控。
2、無線傳輸系統(tǒng)
通過無線寬帶接入設(shè)備采用點對多點方式建立覆蓋城市路口的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。在中心點和遠程監(jiān)控點各安裝無線網(wǎng)橋，中心站需選擇安裝在城市的制高點，如高樓樓頂、鐵塔頂、高山頂?shù)�，以盡量保證能夠接收到各分部點發(fā)射過來的信號。一個中心點連接若干分布接入點，各分布接入點以共享方式分享中心點提供的總信道帶寬，采用共享方式可根據(jù)接入用戶實時需要分配總帶寬。
3、交通控制中心
監(jiān)控中心主要由視頻編解碼器、矩陣電視墻、監(jiān)控服務(wù)器、硬盤錄像機等組成，可完成路口現(xiàn)場圖像接收與顯示，錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。
視頻編解碼器對經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)傳送來的前端監(jiān)控點攝像機采集的視頻信號進行編解碼處理，傳到監(jiān)控管理中心局域網(wǎng)視頻監(jiān)控服務(wù)器上，再經(jīng)交換機通過內(nèi)部局域網(wǎng)傳播至各個相關(guān)部門或人員的客戶端。用戶在中心可以通過多路視頻墻觀看到現(xiàn)場多個監(jiān)控點的圖像，也可采用矩陣電視墻顯示方式，可以同時顯示出多路監(jiān)控點攝像機的畫面。
監(jiān)控中心發(fā)出的對于云臺、鏡頭等的控制指令通過無線設(shè)備傳送到監(jiān)控點。用戶可以通過位于監(jiān)控中心的云臺控制設(shè)備控制現(xiàn)場任意點的云臺、鏡頭的光圈、焦距、變倍；云臺的上、下、左、右、自動或輔助控制遠端的電源、攝像機開關(guān)等。
現(xiàn)場傳回的視頻圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號存儲在硬盤錄像機上，可方便快捷地實現(xiàn)資料的存儲、更新、查詢、備份，為交通違章處理等執(zhí)法工作提供依據(jù)。
城市道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
1.1前述
智能交通系統(tǒng)（ITS）的建設(shè)是我國交通領(lǐng)域今后的重點建設(shè)內(nèi)容，北京、上海等城市已經(jīng)著手進行總體規(guī)劃。作為城市ITS的分步實施，城市交通監(jiān)控（交通監(jiān)視和交通控制）和交通信息管理是邁向城市ITS的第一步。現(xiàn)代城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的核心有五個部分組成：交通控制、交通監(jiān)視、交通信息管理、交通接處警和綜合信息傳輸。同時輔助于其他外圍設(shè)備和系統(tǒng)，如闖紅燈檢測、卡口智能識別、GPS車輛定位等。本解決方案主要是展示通過科達KDM系列視頻監(jiān)控設(shè)備及外圍相關(guān)設(shè)備的整合，提供一個功能強大的ITS。
1.3 組網(wǎng)說明
由于道路監(jiān)控點分布在城區(qū)的各個重要路口及重要地點，各個點之間的距離都比較遠，無法采用傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)來實現(xiàn)視頻監(jiān)控及其它相關(guān)的功能。建議從監(jiān)控中心到各個監(jiān)控點之間的線路架設(shè)以太網(wǎng)線路或E1線路。
每個監(jiān)控點配置一臺KDM2400編碼器，它作為整個監(jiān)控點的主設(shè)備，負責(zé)接收攝像機的模擬信號，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼器壓縮、傳輸。同時提供云臺、鏡頭等設(shè)備的控制接口（RS232/RS422/RS485），接收中心的指令控制云臺、鏡頭這些設(shè)備的動作。另外，通過RS232等串行口，可以接入交通誘導(dǎo)屏、紅綠燈控制器等設(shè)備。每臺KDM2400可對1到2路視頻信號進行編碼，如果監(jiān)控點攝像頭數(shù)量超過2個，可以采用輪詢方式或者外置視頻分割器。
KDM2400可通過以太網(wǎng)或者E1線路接入到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心配置KDM2010中心控制服務(wù)器、KDM2020數(shù)字錄像服務(wù)器、KDM2030網(wǎng)管服務(wù)器、KDM2500硬件解碼器、矩陣、電視墻等設(shè)備。
KDM2010作為整個監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，具有用戶管理、設(shè)備管理等管理功能。通過內(nèi)置的碼流轉(zhuǎn)發(fā)模塊，可接收遠端點的碼流并進行轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)有兩種方式：
1、自身轉(zhuǎn)發(fā)——通過自身的處理能力完成碼流的接入、輸出（碼流進入KDM2010，并從KDM2010出來），把KDM2400傳輸過來的碼流轉(zhuǎn)發(fā)到KDM2500；
2、控制轉(zhuǎn)發(fā)——通過組播技術(shù)，控制碼流轉(zhuǎn)接（碼流不進入KDM2010），使KDM2400編碼后的碼流直接傳輸?shù)終DM2500解碼器。
KDM2500是一臺硬件的解碼器，可以實現(xiàn)1到2路視頻流的解碼。遠端的各個視頻信號經(jīng)過KDM2010控制轉(zhuǎn)發(fā)到KDM2500后，由KDM2500負責(zé)解成模擬視頻信號發(fā)送到視頻矩陣，最終輸出到電視墻。
KDM2020負責(zé)接收碼流并進行錄像，同時接收點播指令，實現(xiàn)錄像點播功能。KDM2030則提供整個監(jiān)控系統(tǒng)的告警、日志等功能。
KDM監(jiān)控系統(tǒng)還提供WEB方式的監(jiān)控，KDM2010、KDM2020、KDM2400都內(nèi)嵌了WEB服務(wù)器，普通的PC可以直接利用IE登陸到這些設(shè)備上，經(jīng)過認證后就可瀏覽實時監(jiān)控圖像、錄像文件，并可控制攝像機等外圍設(shè)備。
利用這個系統(tǒng)，監(jiān)控中心可以在電視墻或普通PC上實時觀看各個遠端監(jiān)控點的圖像，并實現(xiàn)遠程錄像、遠程控制等功能。通過與其它外圍設(shè)備和相關(guān)軟件的配合，就可實現(xiàn)整個交通系統(tǒng)的智能化控制。
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