目前國內高速公路視頻監控系統主要通過(guò)有線(xiàn)方式實(shí)現信號的傳輸。隨著(zhù)高速公路的飛速發(fā)展，現有的高速公路視頻監控系統存在著(zhù)一些不足，主要表現在：

1、主干交通閉路電視系統主要依靠光纜進(jìn)行傳輸，一旦光纜意外中斷，道路監控就處于完全“失明”的狀況。有的路段由于被盜、交通事故或自然災害等頻繁，光纜經(jīng)常中斷，嚴重影響了高速公路的正常運營(yíng)管理。
2、公路沿線(xiàn)監控攝像機在公路建設初期由于種種原因，并沒(méi)有實(shí)現真正的無(wú)“盲點(diǎn)”監控。當在監控盲點(diǎn)區域發(fā)生交通意外時(shí)，路段管理中心無(wú)法及時(shí)獲得現場(chǎng)情況，一方面極易造成現場(chǎng)交通堵塞，另一方面會(huì )拖延處理時(shí)間，引發(fā)二次交通事故，給出行者造成不便，損壞了高速公路的運營(yíng)形象。

針對以上問(wèn)題，有必要采用其他高新技術(shù)手段實(shí)現對現有監控系統的功能擴展。本文提出采用WIFI與3G網(wǎng)絡(luò )相結合的方式，實(shí)現對高速公路全線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋，充分利用了安防監控設備分布靈活、操作簡(jiǎn)單、工期短的優(yōu)勢，通過(guò)將網(wǎng)絡(luò )監控設備接入覆蓋網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了對高速公路全段的數字化管理和有效監督。

無(wú)線(xiàn)安防監控設備監控實(shí)施的可能性及優(yōu)勢

一、無(wú)線(xiàn)安防監控設備實(shí)施的可能性

隨著(zhù)3G技術(shù)的發(fā)展與3G網(wǎng)絡(luò )的建立與完善，高速公路無(wú)線(xiàn)安防監控設備必將從有線(xiàn)向無(wú)線(xiàn)發(fā)展。因此，無(wú)線(xiàn)安防監控設備必將成為高速公路網(wǎng)絡(luò )化監控系統的重要組成部分。 3G網(wǎng)絡(luò )能夠在全球范圍內更好地實(shí)現無(wú)縫漫游，并支持圖像、音樂(lè )、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì )議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也可以與已有的第二代系統進(jìn)行良好的兼容。此業(yè)務(wù)得以實(shí)現的前提是無(wú)論是在室內、室外，還是在行車(chē)的環(huán)境中，都應該能夠達到至少2Mbps兆比特/ 秒)、384kbps(千比特/秒)以及144kbps的傳輸速度(此數值根據網(wǎng)絡(luò )環(huán)境會(huì )發(fā)生變化)。而目前國內3G通信的三大主流無(wú)線(xiàn)接口: WCDMAI寬頻分碼多重存取)、CDMA2000 EVDO《多載波分復用擴頻調制I和TDS-CDMA(時(shí)分同步碼分多址接入)，其上行速率最低為384kbps，已經(jīng)接近網(wǎng)絡(luò )視頻傳輸帶寬，可以滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻傳輸要求。

二、無(wú)線(xiàn)視頻監控的優(yōu)勢

采用WLAN與3G網(wǎng)絡(luò )相結合的方式，對高速公路全線(xiàn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋，高速公路通信系統將發(fā)展成為范圍更大的廣域網(wǎng)絡(luò )，其管理手段將趨向自動(dòng)化、可視化與網(wǎng)絡(luò )化，服務(wù)對象也將更加社會(huì )化，相對有線(xiàn)視頻監控具有明顯優(yōu)勢：

1、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )分布靈活，操作簡(jiǎn)單，工期短，可擴展性好布網(wǎng)實(shí)施工程綜合費用較低可以有效減少建設工程費用，實(shí)現更大的經(jīng)濟效益。
2、系統可以輕松實(shí)現應用的多媒體化以及管理的智能化，實(shí)現多種指揮方式并存，可以實(shí)現現場(chǎng)人員和遠端指揮中心人員的異地協(xié)同調度，既增強了現場(chǎng)與中心的溝通功能，又提高了管理部門(mén)對緊急事件的應急處理能力。
3、通過(guò)接入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，高速公路各級管理部門(mén)、沿線(xiàn)服務(wù)機構和上級主管機關(guān)可以通過(guò)專(zhuān)用通道進(jìn)行高速有效地通信，同時(shí)也可以借助網(wǎng)絡(luò )為車(chē)輛、行人、運輸、物流、電信提供信息服務(wù)功能。
4、實(shí)現現場(chǎng)圖像的同步傳輸，具有很高的實(shí)時(shí)性。車(chē)載移動(dòng)采集設備實(shí)時(shí)采集圖像，經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)視頻監控傳輸至服務(wù)器，所需人員通過(guò)客戶(hù)端進(jìn)行視頻調用，為路產(chǎn)賠償、責任認定和違規處罰等提供客觀(guān)、準確、及時(shí)的現場(chǎng)圖像或視頻信息，并為公路綜合信息服務(wù)平臺和應急指揮調度系統提供及時(shí)、準確的視頻監控信息。
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無(wú)線(xiàn)視頻監控系統設計

一、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )搭建

對于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的搭建，使用者最關(guān)心的就是其最終是否能夠滿(mǎn)足多路視頻傳輸的帶寬需要。在無(wú)線(xiàn)WIFI鏈路的應用中，通常是根據實(shí)際點(diǎn)位多少與距離對設備和網(wǎng)絡(luò )拓撲進(jìn)行設計。假設某 100公里的高速公路，需要對這條高速公路沿線(xiàn)進(jìn)行全程監控，一共布設匆個(gè)監控點(diǎn)位，采用高清攝像機，點(diǎn)位之間的距離約為 2公里，在這種環(huán)境下通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將視頻傳回監控中心，則設計思路如下:

1、無(wú)線(xiàn)骨干網(wǎng)

無(wú)線(xiàn)骨干網(wǎng)通常為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的核心部分，這部分通常流量比較大，因為整個(gè)監控網(wǎng)絡(luò )的畫(huà)面都要經(jīng)過(guò)骨干網(wǎng)絡(luò )后進(jìn)入監控牛心，所以要求很高的帶寬和很強的穩定性。 根據高清攝像機的帶寬要求，每個(gè)監控點(diǎn)位所占帶寬達 6Mbps，則胳個(gè)點(diǎn)位傳回中心需要鏈路的承載能力為300Mbpsa 鑒于以上因素，設備選型匯聚層需要采用300Mbps 802.11n的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋才能滿(mǎn)足骨干部分對高帶寬的需求。同時(shí)，采用一對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋網(wǎng)橋做回傳比較勉強(lln網(wǎng)橋之間帶寬理論值為300Mbps)，可采用兩對風(fēng)橋做帶寬綁定以實(shí)現近乎雙倍鏈路帶寬的效果，同時(shí)回傳數據來(lái)增強匯聚層的負載能力。不過(guò)需要在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋接入的交換機上做端口綁定，否則會(huì )造成網(wǎng)絡(luò )上環(huán)路，弓{起廣播風(fēng)暴。網(wǎng)橋采用背靠背的方式連接傳輸鏈路，如圖1所示。
 

2、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)傳輸層

傳輸層一般位于接入層之上，主要用于將各個(gè)點(diǎn)位的視頻流回傳，要求的帶寬相對骨干網(wǎng)要小，但是數量較多，可采用雙射頻網(wǎng)橋或者單射頻網(wǎng)橋背靠背模式來(lái)搭建網(wǎng)絡(luò )。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋背靠背情況下建議不超過(guò)舊跳，因此需要規劃網(wǎng)絡(luò )拓撲，見(jiàn)圖2，整條鏈路的傳輸層需要每隔10跳分一小段，共分為5段，然后每小段之間采用N型網(wǎng)橋傳回監控中心，可知傳輸層每段鏈路所需負載為 80Mbps左右，再考慮末端帶寬損耗，可選用150Mbps網(wǎng)橋。 通過(guò)以上方式能夠滿(mǎn)足之前假設的需求。 

 
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二、系統構成與應用

高速公路無(wú)線(xiàn)監控系統一般由前端視頻采集系統、網(wǎng)絡(luò )傳輸系統和監控軟件系統組成，如圖3所示。

1、在有條件進(jìn)行無(wú)線(xiàn)WLAN覆蓋的區域進(jìn)行WLAN區域覆蓋，無(wú)線(xiàn)WLAN覆蓋的優(yōu)點(diǎn)是不需布線(xiàn)，并且可以保障帶寬，后期不用進(jìn)行續費； 
2、在WLAN覆蓋區域的前端采用無(wú)線(xiàn)視頻服務(wù)器(WDVS ) 、球機模式，球機將模擬信號傳輸給無(wú)線(xiàn)視頻服務(wù)器，無(wú)線(xiàn)視頻服務(wù)器將信號處理后，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)射給安防監控設備收發(fā)器，收發(fā)器再通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋將監控畫(huà)面回傳給中心；
3、目前國內3G網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣泛，因此在沒(méi)有條件架設無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的環(huán)境下，例如遮擋物較多，不好立桿的區域，可以采用3G視頻服務(wù)器模式接入3G網(wǎng)絡(luò )，這種模式的優(yōu)點(diǎn)是分布靈活，網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)單，前期成本低，但后期需要向運營(yíng)商交費；


4、在3G接入模式的前端，采用的是3G視頻服務(wù)器，設備對球機傳過(guò)來(lái)的視頻流與音頻流進(jìn)行處理后，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò )將畫(huà)面回傳給監控中心；
5、監控中心可以通過(guò)客戶(hù)端軟件直接對各個(gè)監控點(diǎn)位的監控進(jìn)行觀(guān)看，也可以通過(guò)解碼器對畫(huà)面進(jìn)行解碼上電視墻，通過(guò)電視墻軟件觀(guān)看，支持畫(huà)面輪詢(xún)播放，可進(jìn)行遠程無(wú)線(xiàn)視頻監控云臺控制；
6、監控中心支持2周以上(具體根據服務(wù)器硬盤(pán)大小決定) 的錄像存儲，支持按照時(shí)間與錄像類(lèi)型方式的查詢(xún)，并具有錄像回放功能；
7、監控中心支持前端報警器接入，并可實(shí)現視頻彈出、記錄日志、報警錄像等一系列聯(lián)動(dòng)操作?？偨Y 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )視頻傳輸的實(shí)現，將極大地增強管理的統一性，增加通信方式的多樣性，提高通信接口的兼容性，使視頻監控系統滿(mǎn)足高速公路發(fā)展所需要的靈活性、便捷性、移動(dòng)性、低成本及保護用戶(hù)投資等要求，為高速公路視頻監控系統的發(fā)展提供更廣闊的發(fā)展空間。

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