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摘要：現代化公路網在不斷的發展擴張，同時需要配備完善現代的監控系統，對現代化高速公路建設而言，提高圖像監控、數據通信等系統的應用管理，已成為其中不可或缺的組成部分。文章先從其必要性入手，進而研究了高速公路監控系統的四種模式，系統地分析了高速公路監控系統建設問題。

據2005年政府公布的高速公路網發展規劃，我國正加快國家高速公路網主骨架建設，計劃到2020年基本建成國家高速公路網，屆時，全國高速公路通車總里程將達到10萬公里。在此宏觀背景下，我國高速公路機電系統也不斷得以完善，尤其對現代化高速公路建設而言，提高圖像監控、數據通信等系統的應用管理，已成為其中不可或缺的組成部分。

一、高速公路監控系統的基本要求及新技術應用

（一）高速公路監控系統的基本要求

和閉路電視監控系統相比，高速公路所設置的監控點較為分散，特別是前端監控設備，其往往分布在高速公路長距離沿線上，且所處環境較為復雜。因而前端設備對野外惡劣環境的適應性要求甚高，加之視頻傳輸距離較遠，設備對傳輸質量又提出同樣高的要求。如此一來，高速公路視頻監控系統則必須解決設備的技術條件和信號傳輸此兩項關鍵技術。在多種傳輸和管理方式中，光線是高速公路監控系統的首先傳輸介質，光纖傳輸的應用最為常見，且據當地網絡環境，各個站點的信息匯總后需向異地的總控中心進行傳輸。

在監控規模不斷擴大、道路沿線監控日益增加的形勢下，現代化的高速公路監控系統應具備幾大基本特性：易使用，即在監控規模增加時，系統仍能方便、快捷地使用；可靠性，即在應對公共應急事件時，監控系統能夠可靠、快速地調閱當時歷史圖像；可管理性，即在應對規模監控時需能快速、方便地管理所有監控設備，在支持分級分域管理時，則能對區域監控中心和路段中心等不同監控需求做出滿足；可擴展性，即運用開放架構，支持監控系統按需擴展；業務融合，即實現監控系統和高速公路其它業務系統之間的有效融合；與上層應用聯動，即當安全事件發生時，監控系統迅速與各種報警系統形成聯動。

（二）新技術在高速公路監控系統中的應用

從建設之初至今，高速公路監控系統已經歷了從無到有、從小到大、從簡單到復雜的發展階段，有些早期監控系統設備因陷入老化而不得不維護升級甚至更新換代。

1．節點式光端機。節點式光端機又被稱作總線型數字光端機、鏈路式數字光端機。利用電信中常用的分插復用技術（ADM）和時分復技術（TDM），節點式光端機不僅能節省光纖資源、延長傳輸距離等，還可通過全程數字非壓縮視頻傳輸的方式，獲取高質量的視頻信號，實現視頻信號與數字非壓縮點對點傳輸圖像達到完全一致。

2．H3CiVSIP智能監控系統。基于IP數據傳輸、數字圖像處理及數據存儲等技術所需，H3C推出基于NGN架構的iVSIP智能監控系統，并引入控制信令的IP通信概念，把傳統監控的簡單連接方式提升至IP通信方式。iVSIP智能監控系統發揮作用的過程，包括IP網絡、監控前端、流媒體交換、圖像存儲、用戶訪問等，具備圖像清晰、畫面流暢、實時傳遞等優勢。

二、高速公路監控系統主要模式

（一）高速公路監控級別

當前，高速公路監控系統已由傳統模擬化、本地化的監控方式，升級為多級聯網、模擬化加數字化的監控形式，高速公路項目中對視頻信號實施的監管途徑也逐漸演變，并且由上而下地分層向系統化、數字化、科學化方向發展。

1．收費站點。各個收費站均需有效監控本地視頻信號。在收費站點轄區內，每個攝影機信號全部引入本地視頻監控系統內，收費站對本地所有圖像實時監控和管理。

2．監控分中心。常規狀態下，每條高速公路設置有1個路段監控分中心，并對某一路段加以監管。根據路段監控分中心的具體要求，各收費站圖像選擇性地上傳，針對路段中各收費站上傳的圖像，路段監控中心進行統一監控和管理。

3．監控中心。根據地域差別，多條高速公路通暢劃分為若干個片區，并實施統一管理。劃分出來的每個片區都對應某一區域內相連的幾條高速公路，按照片區監控中心的要求，這幾條高速公路的監控分中心上傳相應的圖像，隨即由片區監控中心對這些圖像統一監控和管理。同時在實際操作中，有些地區不存在此級監控系統，監控分中心的信號直接傳至交通部門管理中心。

4．交通部門管理中心。各地區高速公路管理局需對轄區內高速公路實施統一監管和調度。各個片區監控中心將站點內視頻信號有選擇地傳輸到市級交通管理中心，市級交管中心對其進行統一監控和管理。

（二）高速公路監控系統四種模式

在信息化技術條件下，收費站、監控分中心、監控中心、交管中心之間采取聯網分級控制，控制信號以逐級轉發的形式轉發至須控制的設備。目前，這四個級別監控形式的特點主要表現為：

1．站級監控系統。此級監控系統主要是收費站或隧道監控系統，通過采集和管理本地收費亭、收費車道、收費廣場或隧道的視頻和音頻信號實施監視、監聽和管理，并對各個收費點視頻信號進行控制。依據傳輸效果和傳輸成本的要求，此系統監控過程由光端機完成從收費亭、收費車道、收費廣場至收費站之間的視頻信號傳輸，同時考慮光線資源，如果資源充足，最宜選擇圖像質量高、實時性好、成本較低的點對點非壓縮視頻光端機傳輸。

2．自收費站至路段監控分中心監控系統。根據不同實際情況，自收費站到路段監控分中心的音頻、視頻、控制信號主要通過三種方式傳輸，即全數字點對點光端機、環網光端機、多E1數字編解碼器。采用全數字點對點光端機是指在站級收費站與監控分中心之間建立級聯矩陣系統，有選擇地把各個站級收費站的幾路圖像上傳至監控分中心，站級收費站與監控分中心均可控制前段監控點，而監控分中心具有優先權；采用環網光端機是指借助于一顆光纖，上傳所有收費站的視頻圖像，以節省光纖資源和工程量，但此種方式須使用壓縮技術或非壓縮的粗波分復用技術，工程總造價較高；采用多E1數字編解碼器是一種壓縮的傳輸方式，對用戶有較多冗余的E1/2M通道，并且光纜資源有限，當每個收費站需上傳的路數較少時較多采用，但它對網絡環境要求甚高。

3．自路段監控分中心至監控中心監控系統。在當前技術條件下，自路段監控分中心至監控中心監控系統和自收費站至路段監控分中心監控系統采取相同的視頻傳輸模式。

4．自路段監控中心至交通部門管理中心監控系統。一般來講，各地區交通部門管理中心和區域監控中心間距離較遠，以光端機設備傳輸視頻信號已不太現實，數字視頻編解碼器便成為傳輸音頻、視頻、控制信號的首選。此外，交管部門還可在監控中心使用硬盤錄像機或視頻服務器，以實現圖像的網上瀏覽，即保證高速公路管理局對各地所有收費站點的監控，實現高速公路管理局的多級管理。

三、結語

上世紀80年代末，滬嘉高速公路建成通車，其全長15.9公里，是我國第一條高速公路，此后我國高速公路建設便向前飛速發展，截至去年底，全國高速公路通車總里程達6.03公里，居世界第二位。在高速公路飛速發展的同時，高速公路監控系統建設則顯得尤為迫切，加之高速公路距離遠、收費站點長，對其實施整個沿線的聯網管理十分必要，這種客觀要求決定了監控系統在高速公路行業中受到廣泛應用。超級秘書網

從最初的收費站點監控，監控系統在高速公路發展中發揮了巨大作用，發展至今，視頻監控在監控系統中獲得大范圍普及并起到重要作用。高速公路視頻監控系統包括收費監控和道路監控兩方面，收費監控系統主要針對收費站車道、收費廣場、收費亭的收費情況，收費車道通過的車輛類型、收費員操作過程，收費過程中突發事件及特殊事件等，作出觀察和記錄，以進行有效地監督和管理；道路監控系統則主要監視高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點路段等，以及時了解高速公路交通情況，及時發現交通阻塞路段、違章車輛，并及時作出引導和管理，確保高速公路處于安全通暢狀態。

參考文獻

[1]林愷豐．高速公路監控系統的設計與實現[D].中國優秀碩士學位論文全文數據庫，2006，（3）．

[2]陳啟美，等．高速公路通信收費監控系統構成與進展[M]．北京：國防工業出版社，2006．