高速公路收费广场高清视频监控系统解决方案

摘 要 ：高清视频监控系统是视频监控行业的发展方向,其应用越来越广,高清视频监控系统目前主要有IP视频监控系统和HD-SDI视频监控系统.高清视频监控均为数字视频系统.本文对这两种视频系统进行对比,以HD-SDI视频系统在高速公路收费站广场监控的解决方案来说明高清视频监控系统在高速公路的应用.

关 键 词 ：高清视频 数字视频 高速公路 监控系统 解决方案

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0122-02

随着视频监控技术的快速发展,高清视频监控系统已成为视频监控行业的发展方向,将逐渐成为视频监控技术的主流.高清视频监控系统在很多行业得到大力发展和广泛应用.但在高速公路系统中对高清的概念和具体的应用缺乏足够的认识,对高清图像能为高速公路管理者提供高效、可靠的管理手段,提高收费工作的怎么写作水平,保障收费秩序的正常进行的优势还不够重视.高速公路现有的监控系统基本停留在“看得见”上,无法获取清晰的车牌车辆信息、异常事件的相关细节、驾乘人员的相关特征等,无法满足实际管理要“看得清”的需求.因此高清视频监控系统的应用就非常必要.本文将以成渝高速公路资阳站广场监控高清视频系统解决方案来说明高清视频监控系统在高速公路的应用.

1.概念

（1）高清的概念：简称HD（High Definition）,是指物理分辨率达到720p或1080i以上的视频格式.对视频监控系统而言,监控图像的清晰度是实际应用中的关键特性,图像清晰度的参数主要就是分辨率.分辨率越高,图像就越清晰.目前高清视频信号是指符合720p、1080i、1080p格式的视频信号.能生成这类视频信号的监控系统主要有IP视频监控系统和HD-SDI视频监控系统,这两种视频监控系统均属于数字视频监控系统.相比传统的模拟监控系统,数字高清监控系统具有：图像质量高、可实现网络化、可进行远距离传输、系统组成灵活、可进行智能化管理等优点.

（2）IP视频监控系统的概念：IP既计算机网络和Inter进行通信时最常用的一种协议.IP视频监控就是将视频信息数字化,并通过有线或无线IP网络进行传输,这使实时监控和录像等功能可以扩展到所有具备网络连接的地方.IP视频系统扩展方便、扩展能力强,非常适合监控点多的监控系统.

（3）HD-SDI视频监控系统的概念：HD既高清,SDI（serial digital interface）是数字分量串行接口的简称.HD-SDI即高清晰度串行数字接口.HD-SDI的提出源于演播室视频的数字化传输需求,采用的是无损的非压缩视频传输技术,视频信号不失真、不延迟.以BNC接口作为线缆标准,采用同轴电缆或光缆进行传输.采用HD-SDI视频监控系统,视频信号的完整性、实时性可以得到保证.

2.方案比较

（1）IP视频监控系统的优势是：结构简单,布线成本低,扩展能力强、图像质量高、节省通信资源,多种信号均可在同一网络上传输.同时,新增监控点或客户端都非常方便,只需把相关设备接入IP网络即可,IP系统的开放性也使用户可在任何地方,使用多种方式查看监控视频资料.视频信号的存储也非常方便简单.

（2）IP视频系统的缺点是：视频信号是以压缩后封包的方式进行传输,以压缩的方式进行存储,所以会造成视频信号的损失.图像质量会下降.而且由于编码、解码、转换等过程造成信号传输的明显延迟,存在“时滞”现象,使得实时监控和应急指挥控制过程变得困难,所以实时性不足.

（3）HD-SDI视频监控系统的优势是：HD-SDI系统视频信号无压缩,传输无损失、不失真,信号质量完整,清晰度高,并且稳定可靠.高清图像连贯,无延迟,真正具备实时性.在要求实时监控的场合非常适合,能提供全面的细节,保持图像要素的完整和原始性,极大提高智能事件检测的准确性.同时系统设备容易安装,兼容性强,对原有的系统进行升级施工简单.

（4）HD-SDI视频监控系统的缺点是：HD-SDI目前在监控应用上只能采用同轴电缆和光纤进行传输,采用同轴电缆传输距离非常有限,优质电缆也只能达到100米.同时由于视频信号不进行压缩,所以庞大的数据量对传输和存储均形成巨大的压力.

综上所述,在高速公路的应用中IP视频监控系统比较适合用于收费站的收费亭、收费车道等方面的监控,采用固定摄像机,监控的对象多为静态或低速运动的物体.HD-SDI视频监控系统适合大范围全方位不间断监控,而且需要高清图像并且能实时进行控制的场所,如收费广场等重点监控对象.

3.解决方案

针对收费广场监控的特殊性：范围宽,车辆多,信息量大,监控系统需要实时反映车辆在收费广场的进入和离开情况,能清楚观察到所有的车辆的车型、颜色、车牌及车辆的局部特征,所以就必须要采用高清视频监控系统.无延迟、不失真、能实时控制的HD-SDI视频系统就非常适合应用于收费广场监控.

3.1 现有的收费广场监控系统

成渝高速公路资阳站的广场监控系统建立于10多年前,一直是采用的模拟摄像机,期间改造过监控线路,更换过摄像机,图像存储也改为硬盘录像机,但系统模式没改变.图像质量也只是停留在“看得见”的层次上.无法满足实际管理的需求,更谈不上智能事件检测的运用.图1是现有的收费广场监控系统示意图.视频信号由普通模拟球机通过SYV-75-5同轴电缆传输到收费站机房,然后通过视频光端机传输至资阳监控室视频光端机,由光端机取出视频信号通过视频分配器分出两路视频信号,一路至硬盘录像机,一路至监控室监视器.现有的监控视频信号受设备的限制图像质量差,分辨率仅为640x480即30万像素.对于突发事件的事后取证基本上不能提供清晰的原始视频图像,无法获取车辆车牌及事件细节等信息,对收费广场发生的各类异常情况也不能迅速作出响应,不能有效的为收费站的现代化管理提供技术支持. 3.2 解决方案思路

针对现有收费广场监控系统存在的问题,经过实地考察,现有的视频传输线路为2年前重新铺设的.视频线路和RS485控制线路及光缆均保持完好,摄像机至收费站机房的SYV-75-5同轴电缆长度为80m（外广场）和60m（内广场）,均未超过100m,为采用HD-SDI视频监控系统保证了线路条件.因此施工将非常容易,不用重新去挖线缆沟,重新去布线,采用现有的同轴电缆、控制线路和光缆就能实现.大大节约施工时间.

3.3 解决方案

根据实际情况,成渝高速公路资阳站收费广场监控采用HD-SDI视频监控系统的结构示意图如图2.

前端摄像机输出的HD-SDI高清串行数字信号经SYV-75-5同轴电缆传输至资阳站机房,通过HD-SDI光端机传输至监控室,然后经SYV-75-3同轴电缆传输至HD-SDI高清视频分配器.一路信号送至HD-SDI高清矩阵进行图像切换（用SDI转HDMI转换器进行高清显示器信号输入的转换）,矩阵外接控制键盘对摄像机云台进行控制.另一路信号送至HD-SDI高清硬盘录像机进行图像记录.

HD-SDI视频监控系统的图像分辨率可以达到1920×1080（1080p）,能提供高清晰流畅的高清视频图像.对过往车辆车牌及局部特征,驾乘人员面部特征及细节均能实时显示在高清终端并全面完整的保留下来.高清晰的图像质量为视频智能事件检测大大提高了分析精度,为智能分析提供了保证.能通过视频智能检测和分析,更快发现收费广场发生的异常情况,便于收费站管理人员能及时处理,为收费站的通行畅通,收费秩序的正常进行提供有效的保障.

4.结语

高清视频监控系统能为收费站管理者提供高效的管理手段,因此高清视频监控系统在高速公路的应用将会越来越广.HD-SDI视频监控系统的相关设备在目前来看还很高,大范围推广还有难度.随着监控技术的快速发展,高清技术的逐渐普及,HD-SDI高清设备的必然会大幅降低.高清视频监控系统将会在高速公路的管理中发挥更大的作用.