智能交通高速公路监控三网合一解决方案

　　1. 视频监控概述

　　我国网络视频监控的发展经历了三个阶段，早期由安防产品演化而来的闭路视频监控系统是我国第一代模拟视频监控系统。到了九十年代中期，一种基于PC 机插卡式的视频监控系统的出现，尽管初步实现了数字化，但由于图像质量、稳定性以及远程传输监控等技术方面的不足，使这种第二代视频监控系统仍仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。直至九十年代末，随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟，各种实用型视频技术的不断完善，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。这就是第三代视频监控系统。与传统的视频监控相比，网络视频监控更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果；利用先进的软件系统不仅在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析，提高了监控效率，且能获得更为逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。

　　总之，网络视频监控是一项集计算机、网络、通信以及视频编解码等多项高新技术的整合产品，与前两代视频监控技术相比，有如下特点：

　　利用计算机和现代通信网络（包括PSTN 、DDN、ISDN、LAN/WAN等）。采用网络化的管理使图像、声音等多媒体信息和数据、图形、文字融入监控系统。
　　采用先进的图像语音压缩技术便于传输和存储。压缩方法附合国际标准，便于系统间互操作。
　　独特而形象化的电子地图式现场监控管理，使监控者更加有身临其境的感觉 。
　　人工智能图像报警，可以用电子地图或其它多种方式对任何设施进行设防。
　　在现代监控系统和传统的模拟录像、报警系统之间能实现无缝连接。
　　由于采用数字化技术，使多媒体信息，如音视频信息，可以随时随机地通过硬盘记录和回放，同时记录与布防和报警等事件的相关信息。
　　利用现有多种通信网络，使监控系统安装方便，投资少，监控的范围加大。
　　监控软件界面友好，人机交互方便，操作简单。
　　监控系统的智能化程度增强，在现实应用中更加方便实用， 能控制其他设备，能自动检测各种特定的、与设备运行有关的事件，如报警事件等。
　　监控系统的投资建设要少，组网和扩充灵活。

　　2. 中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案概述

　　2.1. 方案的产生

　　高速公路三网合一在网络层次上是指高速公路现有通信、监控、收费三大机电系统的统一；在业务层次上是指数据、音频、视频三种业务的融合。 三网合一是高速公路信息化发展的趋势,是以高速公路通信系统为网络传输基础，在同一个网络上传输语音、数据和图像业务，并且能够包含其他交通宏观管理信息，向社会提供网络服务。

　　中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案是利用现代的计算机网络技术、新一代宽带综合业务接入网系统、新一代光传输系统为主要技术及多媒体信息压缩、解压技术实现的数字图像监控系统，是集高速公路通信系统、监控系统、收费系统三大机电系统为一体的综合解决方案。监控的视频、音频、告警、控制信号可传至网络所及的每一个节点，同时利用高速公路通信网络在不同地点同时监视、控制远程某一或某些场所，并具有移动图像探测、上报告警信息、并进行远程指挥功能。

　　中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案提供基于光纤或IP传输的图像监控系列产品。同时可以提供基于EPON传输的综合业务接入网系统，提供基于RPR或IP传输的SDH系列产品。其中图象监控系列产品能够提供各种编解码技术，灵活多样的接入容量，是业内最主要的具有集图象处理、图象传输、图象监控方案的通信设备供应商。

　　1. 丰富的产品系列：提供基于MPEG2编码方式的1路、2路、4路，最多至16路的视频接入传输设备，提供基于H.264编码方式的1路、2路、4路，最多至16路的视频接入传输设备。
　　2. 多种传输方式：ZKON掌控监控系统提供灵活的组网方式，可以方便快捷的搭建监控中心。产品基于复合E1、单E1、IP、HDSL、ADSL、无线、光纤等多种传输模式。
　　3. 压缩模式多样性：ZKON掌控监控产品采用的压缩编码技术有MPEG2、H.264Baseline、H.264Mainprofile等多种形式；图像格式支持D1、HD1、DCIF、CIF、QCIF。
　　4. 模块化的结构：所有系统设备均具有高度的模块化设计，这些模块化包含了所有相关的硬件和软件，并且所有硬件和软件模块均具有标准的接口和标准，可以进行方便灵活的组网设计和互联。

　　ZKON掌控监控解决方案以其组网的便利性、对各类传输路由的适应性和开放标准的接入方式，适合高速公路广泛应用，目前已经在四川等省的高速公路机电系统中得到了应用。

　　2.2. 网络结构

　　中兴智能交通高速公路三网合一解决方案，是在ZKON掌控监控业务产品的基础上，针对高速公路监控特点做了进一步改进、并结合高速公路通信系统网络推出的一套全新解决方案。它集成了ZKON掌控监控产品和中兴通信产品的优势，全面满足高速公路对视频监控业务的需要。整体解决方案主要由远端多业务接入单元、本地多业务接入单元、A-MSTP传输网、MSAN接入网等部分组成。

　　高速公路收费站及沿途（外场、隧道）的视频、音频、低速数据等业务接入到ZKON掌控远端多业务接入单元，转换成统一的以太网信号，直接接入光纤网络，高速公路沿途的监控信号都可以接入到相同光纤网络，由光纤网络局端的本地接入单元提供给中兴通讯ZXA10 MSAN宽窄带一体化综合业务接入网，通过高速公路综合业务接入网（接入层通信系统）将高速公路沿途监控信息传输到监控分中心。分中心再把监控信号通过A-MSTP光传输系统（汇聚层通信系统）上传至全省监控中心。如图1所示。

　　此外对于无法提供充足接入层通信系统带宽的路段，可以通过ZKON本地接入单元利用光纤直接组成光纤自愈环网，将监控数据传输到监控分中心，再由A-MSTP光传输系统上传至全省监控中心。如图2所示。
　　中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案网络结构图如下： 

　　2.3. 贵广高速公路监控系统解决方案

　　2.3.1. 监控数据传输网络

　　ZKON掌控监控系统设备支持各种方式的传输，只要是在统一的IP网络内，各种物理传输方式均支持。在贵广高速公路监控系统中，根据项目的具体情况，我们推荐采用高速公路通信系统提供的IP网络进行传输。在高速公路沿途(主要是外场、隧道)监控点到通信站之间，采用光纤自愈环网络技术将高速公路沿途监控信息直接接入通信系统中；各通信站和通信分中心之间的监控系统信息传输采用IP/RPR over SDH的方式。由于图象数量较多、需要动态调整通信系统传输带宽，因此推荐采用内嵌RPR功能的SDH网络传输，以有效利用带宽。网络结构如图3所示： 

　　2.3.2. 贵广分中心监控网络

　　2.3.2.1. 监控中心结构

　　贵广高速全段各收费站本地监控业务通过接入层通信系统传输到贵广分中心，接入到分中心的监控网络中。通过系统服务器的控制，本地接入设备（ZKON2000B）将贵广高速收费、隧道、外场的监控视频解压输出至监视器或大屏幕。分中心监控网络由ZKON掌控局端接入单元、系统服务器、数字视频检测服务器、存储服务器、系统客户端、网络交换机和监视器等设备组成。系统结构如图4所示。 

　　其中系统服务器、数字视频检测服务器、存储服务器、系统客户端是监控中心的主要设备，可以进行图象显示、告警设置、智能视频检测、报表统计、对现场图像进行聚焦、调光、拉近、拉远，以及调用存储图像显示等。

　　ZKON掌控监控系统中心网管软件可以进行显示、配置、告警、控制等功能。以树型方式显示监控范围内的全部被监控对象工作状态、运行参数的画面，存放系统所有的数据(包括：配置信息、告警阀值设置信息、安全及操作员权限信息、操作维护记录、告警记录等)。

　　数字视频检测服务器的作用是对前端采集的视频检测数据直接进行智能分析，根据设定的分析条件进行监测与报警。数字视频检测服务器可以有效的避免多次编解码对原始图像信息的损害。

　　2.3.2.2. 监控中心功能

　　本解决方案中心网管是一个基于TCP/IP协议的视频管理系统。提供视频采集、压缩、保存、显示、回放以及告警管理等功能。中心网管软件具有灵活的组网方式，可方便搭建监控中心，对全网监控视频进行统一管理。

　　主要包括视频管理、告警管理、设备管理、系统管理和增值功能5大功能模块。所有功能提供C/S和B/S两种实现方式，用户既可以使用专用的客户端软件实现，也可以通过IE浏览器实现。 

　　 2.3.3. 收费站监控网络

　　贵广高速各收费站收费车道设置的车道摄像机、亭内摄像机、拾音器、告警踏板采集到的监控数据通过电缆接入收费亭内的2路远端接入设备（ZKON2000A-2），各车道的ZKON2000A设备与收费站机房内设置的本地接入设备（ZKON2000B）通过光纤连接，构成光纤自愈环网。收费广场设置的广场摄像机通过电缆接入临近的单路远端接入设备（ZKON2000A-1），ZKON2000A设备通过光纤与机房内的本地接入设备（ZKON2000B）进行点对点连接 。收费站机房内的ZKON2000B设备通过IP网络连接系统终端、数字视频检测服务器、存储服务器、磁盘阵列，实现对系统的控制、管理、智能视频分析和录像存储功能；同时收费站监控网络通过通信系统的IP通道与分中心的监控系统连接，构成路段整体监控系统。结构如图5所示。