城市交通十字路口監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及功能實(shí)現(xiàn)

背景概況

隨著經(jīng)濟(jì)的逐步繁榮，城市交通的實(shí)時(shí)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(biāo)。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(yùn)行狀況實(shí)時(shí)傳送到調(diào)度中心，對道路車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，公安交通管理部門可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對道路車流量進(jìn)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(shí)現(xiàn)城市交通管理的智能化。現(xiàn)在的交通監(jiān)控技術(shù)已越來越先進(jìn)，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(fù)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。

由于城市交通十字路口監(jiān)控點(diǎn)和交通控制中心一般相距較遠(yuǎn)，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(kuò)充性、靈活性差，一旦需要增加或者減少被監(jiān)測點(diǎn)，將會帶來新的施工周期。無線網(wǎng)絡(luò)可以將多個(gè)被監(jiān)測點(diǎn)與交通控制中心連接起來，且搭建迅速，可以在最短的時(shí)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(yuǎn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.11a/IEEE802.11g都可實(shí)現(xiàn)54Mbps的傳輸速率，而IEEE802.11a+、IEEE802.11g+標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率更是達(dá)到了300Mbps，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(jìn)行傳輸，達(dá)到無線視頻監(jiān)控的目的。

方案組成

無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)路口由視頻信息采集點(diǎn)、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(diǎn)

根據(jù)各城市的具體情況，在每個(gè)交通路口可以安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)，外圍再各配備一臺云臺和云臺控制器。每個(gè)視頻采集點(diǎn)各匹配一臺視/音頻編解碼器。監(jiān)控?cái)z像機(jī)用于采集城市各道路實(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)控制。用戶可對攝像機(jī)進(jìn)行水平360度，垂直90度及變焦控制。視/音頻編解碼器負(fù)責(zé)把攝像機(jī)的模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，并進(jìn)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(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽視頻圖像、遙控云臺。

為充分保證每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的帶寬，采用MPEG4的編碼標(biāo)準(zhǔn)，帶寬占用較低，并可實(shí)現(xiàn)圖像的優(yōu)質(zhì)傳輸和存儲，而且傳輸距離較遠(yuǎn)，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(diǎn)對多點(diǎn)方式建立覆蓋城市路口的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。在中心點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)各安裝無線網(wǎng)橋，中心站需選擇安裝在城市的制高點(diǎn)，如高樓樓頂、鐵塔頂、高山頂?shù)龋员M量保證能夠接收到各分部點(diǎn)發(fā)射過來的信號。一個(gè)中心點(diǎn)連接若干分布接入點(diǎn)，各分布接入點(diǎn)以共享方式分享中心點(diǎn)提供的總信道帶寬，采用共享方式可根據(jù)接入用戶實(shí)時(shí)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(jī)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(diǎn)攝像機(jī)采集的視頻信號進(jìn)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(jī)通過內(nèi)部局域網(wǎng)傳播至各個(gè)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(gè)監(jiān)控點(diǎn)的圖像，也可采用矩陣電視墻顯示方式，可以同時(shí)顯示出多路監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)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(diǎn)。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(diǎn)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(yuǎn)端的電源、攝像機(jī)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(jī)上，可方便快捷地實(shí)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)。

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