高速公路無線視頻監控係統設計:結合WIFI與3G網絡
發布時間:2013-07-13 責任編輯:eliane
【導讀】我wo國guo高gao速su公gong路lu視shi頻pin監jian控kong係xi統tong主zhu要yao通tong過guo有you線xian方fang式shi進jin行xing信xin號hao傳chuan輸shu,該gai傳chuan輸shu方fang式shi存cun在zai著zhe諸zhu多duo不bu足zu。本ben文wen介jie紹shao的de高gao速su公gong路lu視shi頻pin監jian控kong係xi統tong設she計ji,采cai用yong了le結jie合heWIFI與3G網絡的無線通信的方式,實現對高速公路全線的無線網絡覆蓋以及數字化管理和有效監督。
muqianguoneigaosugonglushipinjiankongxitongzhuyaotongguoyouxianfangshishixianxinhaodechuanshu。suizhegaosugongludefeisufazhan,xianyoudegaosugonglushipinjiankongxitongcunzaizheyixiebuzu,zhuyaobiaoxianzai:
1、主幹交通閉路電視係統主要依靠光纜進行傳輸,一旦光纜意外中斷,道路監控就處於完全“失明”的狀況。有的路段由於被盜、交通事故或自然災害等頻繁,光纜經常中斷,嚴重影響了高速公路的正常運營管理。
2、公路沿線監控攝像機在公路建設初期由於種種原因,並沒有實現真正的無“盲點”監(jian)控(kong)。當(dang)在(zai)監(jian)控(kong)盲(mang)點(dian)區(qu)域(yu)發(fa)生(sheng)交(jiao)通(tong)意(yi)外(wai)時(shi),路(lu)段(duan)管(guan)理(li)中(zhong)心(xin)無(wu)法(fa)及(ji)時(shi)獲(huo)得(de)現(xian)場(chang)情(qing)況(kuang),一(yi)方(fang)麵(mian)極(ji)易(yi)造(zao)成(cheng)現(xian)場(chang)交(jiao)通(tong)堵(du)塞(sai),另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)會(hui)拖(tuo)延(yan)處(chu)理(li)時(shi)間(jian),引(yin)發(fa)二(er)次(ci)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu),給(gei)出(chu)行(xing)者(zhe)造(zao)成(cheng)不(bu)便(bian),損(sun)壞(huai)了(le)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)的(de)運(yun)營(ying)形(xing)象(xiang)。
針對以上問題,有必要采用其他高新技術手段實現對現有監控係統的功能擴展。本文提出采用WIFI與3G網絡相結合的方式,實現對高速公路全線的無線網絡覆蓋,充分利用了安防監控設備分布靈活、操作簡單、工期短的優勢,通過將網絡監控設備接入覆蓋網絡,實現了對高速公路全段的數字化管理和有效監督。
無線安防監控設備監控實施的可能性及優勢
一、無線安防監控設備實施的可能性
隨著3G技術的發展與3G網(wang)絡(luo)的(de)建(jian)立(li)與(yu)完(wan)善(shan),高(gao)速(su)公(gong)路(lu)無(wu)線(xian)安(an)防(fang)監(jian)控(kong)設(she)備(bei)必(bi)將(jiang)從(cong)有(you)線(xian)向(xiang)無(wu)線(xian)發(fa)展(zhan)。因(yin)此(ci),無(wu)線(xian)安(an)防(fang)監(jian)控(kong)設(she)備(bei)必(bi)將(jiang)成(cheng)為(wei)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)網(wang)絡(luo)化(hua)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。 3G網絡能夠在全球範圍內更好地實現無縫漫遊,並支持圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務,同時也可以與已有的第二代係統進行良好的兼容。此業務得以實現的前提是無論是在室內、室外,還是在行車的環境中,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(此數值根據網絡環境會發生變化)。而目前國內3G通信的三大主流無線接口: WCDMAI寬頻分碼多重存取)、CDMA2000 EVDO《多載波分複用擴頻調製I和TDS-CDMA(時分同步碼分多址接入),其上行速率最低為384kbps,已經接近網絡視頻傳輸帶寬,可以滿足無線網絡視頻傳輸要求。
二、無線視頻監控的優勢
采用WLAN與3G網絡相結合的方式,對高速公路全線進行無線網絡覆蓋,高速公路通信係統將發展成為範圍更大的廣域網絡,其管理手段將趨向自動化、可視化與網絡化,服務對象也將更加社會化,相對有線視頻監控具有明顯優勢:
1、無線網絡分布靈活,操作簡單,工期短,可擴展性好布網實施工程綜合費用較低可以有效減少建設工程費用,實現更大的經濟效益。
2、係xi統tong可ke以yi輕qing鬆song實shi現xian應ying用yong的de多duo媒mei體ti化hua以yi及ji管guan理li的de智zhi能neng化hua,實shi現xian多duo種zhong指zhi揮hui方fang式shi並bing存cun,可ke以yi實shi現xian現xian場chang人ren員yuan和he遠yuan端duan指zhi揮hui中zhong心xin人ren員yuan的de異yi地di協xie同tong調tiao度du,既ji增zeng強qiang了le現xian場chang與yu中zhong心xin的de溝gou通tong功gong能neng,又you提ti高gao了le管guan理li部bu門men對dui緊jin急ji事shi件jian的de應ying急ji處chu理li能neng力li。
3、通過接入無線網絡,高速公路各級管理部門、沿線服務機構和上級主管機關可以通過專用通道進行高速有效地通信,同時也可以借助網絡為車輛、行人、運輸、物流、電信提供信息服務功能。
4、實shi現xian現xian場chang圖tu像xiang的de同tong步bu傳chuan輸shu,具ju有you很hen高gao的de實shi時shi性xing。車che載zai移yi動dong采cai集ji設she備bei實shi時shi采cai集ji圖tu像xiang,經jing過guo無wu線xian視shi頻pin監jian控kong傳chuan輸shu至zhi服fu務wu器qi,所suo需xu人ren員yuan通tong過guo客ke戶hu端duan進jin行xing視shi頻pin調tiao用yong,為wei路lu產chan賠pei償chang、責任認定和違規處罰等提供客觀、準確、及時的現場圖像或視頻信息,並為公路綜合信息服務平台和應急指揮調度係統提供及時、準確的視頻監控信息。
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無線視頻監控係統設計
一、無線網絡搭建
對於無線網絡的搭建,使用者最關心的就是其最終是否能夠滿足多路視頻傳輸的帶寬需要。在無線WIFI鏈路的應用中,通常是根據實際點位多少與距離對設備和網絡拓撲進行設計。假設某 100公裏的高速公路,需要對這條高速公路沿線進行全程監控,一共布設匆個監控點位,采用高清攝像機,點位之間的距離約為 2公裏,在這種環境下通過無線方式將視頻傳回監控中心,則設計思路如下:
1、無線骨幹網
無wu線xian骨gu幹gan網wang通tong常chang為wei無wu線xian網wang絡luo的de核he心xin部bu分fen,這zhe部bu分fen通tong常chang流liu量liang比bi較jiao大da,因yin為wei整zheng個ge監jian控kong網wang絡luo的de畫hua麵mian都dou要yao經jing過guo骨gu幹gan網wang絡luo後hou進jin入ru監jian控kong牛niu心xin,所suo以yi要yao求qiu很hen高gao的de帶dai寬kuan和he很hen強qiang的de穩wen定ding性xing。 根據高清攝像機的帶寬要求,每個監控點位所占帶寬達 6Mbps,則胳個點位傳回中心需要鏈路的承載能力為300Mbpsa 鑒於以上因素,設備選型彙聚層需要采用300Mbps 802.11n的無線網橋才能滿足骨幹部分對高帶寬的需求。同時,采用一對無線網橋網橋做回傳比較勉強(lln網橋之間帶寬理論值為300Mbps),kecaiyongliangduifengqiaozuodaikuanbangdingyishixianjinhushuangbeilianludaikuandexiaoguo,tongshihuichuanshujulaizengqianghuijucengdefuzainengli。buguoxuyaozaiwuxianwangqiaojierudejiaohuanjishangzuoduankoubangding,fouzehuizaochengwangluoshanghuanlu,gong{起廣播風暴。網橋采用背靠背的方式連接傳輸鏈路,如圖1所示。

2、無線網傳輸層
傳輸層一般位於接入層之上,主要用於將各個點位的視頻流回傳,要求的帶寬相對骨幹網要小,但是數量較多,可采用雙射頻網橋或者單射頻網橋背靠背模式來搭建網絡。無線網橋背靠背情況下建議不超過舊跳,因此需要規劃網絡拓撲,見圖2,整條鏈路的傳輸層需要每隔10跳分一小段,共分為5段,然後每小段之間采用N型網橋傳回監控中心,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網橋。 通過以上方式能夠滿足之前假設的需求。

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二、係統構成與應用
高速公路無線監控係統一般由前端視頻采集係統、網絡傳輸係統和監控軟件係統組成,如圖3所示。
1、在有條件進行無線WLAN覆蓋的區域進行WLAN區域覆蓋,無線WLAN覆蓋的優點是不需布線,並且可以保障帶寬,後期不用進行續費;
2、在WLAN覆蓋區域的前端采用無線視頻服務器(WDVS ) 、qiujimoshi,qiujijiangmonixinhaochuanshugeiwuxianshipinfuwuqi,wuxianshipinfuwuqijiangxinhaochulihou,tongguowuxianwangluofashegeianfangjiankongshebeishoufaqi,shoufaqizaitongguowuxianwangqiaojiangjiankonghuamianhuichuangeizhongxin;
3、目前國內3G網絡覆蓋廣泛,因此在沒有條件架設無線網絡的環境下,例如遮擋物較多,不好立杆的區域,可以采用3G視頻服務器模式接入3G網絡,這種模式的優點是分布靈活,網絡簡單,前期成本低,但後期需要向運營商交費;

4、在3G接入模式的前端,采用的是3G視頻服務器,設備對球機傳過來的視頻流與音頻流進行處理後,通過3G網絡將畫麵回傳給監控中心;
5、jiankongzhongxinkeyitongguokehuduanruanjianzhijieduigegejiankongdianweidejiankongjinxingguankan,yekeyitongguojiemaqiduihuamianjinxingjiemashangdianshiqiang,tongguodianshiqiangruanjianguankan,zhichihuamianlunxunbofang,kejinxingyuanchengwuxianshipinjiankongyuntaikongzhi;
6、監控中心支持2周以上(具體根據服務器硬盤大小決定) 的錄像存儲,支持按照時間與錄像類型方式的查詢,並具有錄像回放功能;
7、監控中心支持前端報警器接入,並可實現視頻彈出、記錄日誌、報警錄像等一係列聯動操作。總結 wuxianwangluoshipinchuanshudeshixian,jiangjidadizengqiangguanlidetongyixing,zengjiatongxinfangshideduoyangxing,tigaotongxinjiekoudejianrongxing,shishipinjiankongxitongmanzugaosugonglufazhansuoxuyaodelinghuoxing、便捷性、移動性、低成本及保護用戶投資等要求,為高速公路視頻監控係統的發展提供更廣闊的發展空間。
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