矩阵多级联网在高速公路监控项目中的应用 - 安防知识网

随着国民经济的飞速发展，公路运输的承载负荷越来越大，由此产生的交通问题和各种事故纠纷也愈发突出。闭路电视监控系统的应用，为交管部门即时掌握路段的车流状况、路面状况、能见度状况，调度交警疏导车辆，处理和记录各种事故和纠纷提供了有力依据。

高速公路项目有其自身的特殊性

监控范围大，监控点位分散，前端摄像设备与控制中心相距很远，全室外运作，受自然天气、路面桥梁状况等因素的影响较大。因此它的良性运作和管理，对闭路电视监控系统的依赖性很大，自然对其系统功能的要求也比较高。主要是即时的视频信号查看和摄像机控制两个方面。现在国内的高速公路监控项目，基本都是在各收费站（包括进出车道、收费亭、进出广场、财务室等）、重要路段、桥梁、互通立郊、服务区等点位安置监控摄像机。主体架构可分为收费站级矩阵、监控分中心矩阵、总监控中心矩阵三级。将三级矩阵系统联网，组成为一个整体系统，可以满足收费站、监控分中心、总监控中心监控员均能查看和调控摄像机的要求。其中收费站级矩阵的视频信号通过通讯系统传送到监控分中心矩阵，再由监控分中心矩阵传送到总监控中心矩阵。其它点位的视频信号可经由监控分中心传送到总监控中心，也可直接传送到总监控中心。收费站只能查看和调控本站点连接的摄像机，监控分中心可以查看和调控其管辖区内的收费站的摄像机和路段摄像机，总监控中心可查看和调控系统内所有的摄像机。

现举飞利浦矩阵三级联网在京珠高速公路湖北段项目中的应用实例来加以说明。京珠高速公路湖北段全长300多公里，共设有23个收费站（三级子站）、一个收费中心（二级子站，即监控分中心）和一个监控中心（主站，即总监控中心）。每个收费站向收费中心传送一路视频干线信号，收费中心向监控中心传送6路视频干线信号。同时，由监控中心向收费中心传送一路控制信号，收费中心向每个收费站传送一路控制信号（见附图）。其中每个收费站连接有不同数量的本地摄像机，监控中心连接路段、桥梁、互通立郊和服务区的摄像机作为本地摄像机，收费中心无本地摄像机。实际使用中，每个收费站可以查看和控制本地连接的所有摄像机，收费中心可以查看和控制所有收费站的摄像机，监控中心可以查看和控制全路段中的所有摄像机（包括收费站本地的摄像机和路段其它位置的摄像机）。三级矩阵联网的条理清晰易懂，运行稳定可靠，维护方便快捷。

产品/系统功能特性简述
高速公路监控设备要求运行稳定可靠、方便快速维护，因此在选择设备品牌和系统配置时要非常谨慎，所以要在性能稳定、有多年实用案例和良好用户口碑的产品中选择。
从开发第一代一体化球型摄像机到第三代自动跟踪智能化高速球、从LTC8900超大型模拟视频矩阵系统（4096摄像机/512监视器）到全数字高密度网络视频矩阵传输系统、从首家在控制键盘上使用三维变速摇杆到全新的数字液晶菜单键盘，无论在后端系统控制设备领域，还是前端现场摄像设备的研发，以及人体工程学的创新设计和核心处理芯片的开发上，多年来博世/飞利浦一直处于行业领导地位。因此在比较了国内外诸多知名品牌的产品后，考虑到设备系统联网的整体配置、扩展能力和与其它系统的集成应用等各种因素，湖北京珠高速项目最后选用的是飞利浦（现为博世）CCTV系统设备（包括有矩阵及矩阵附属设备、画面处理器、监视器、一体化高速球、镜头等）。其中，监控中心和收费中心各采用一台LTC8800矩阵，收费站采用的是LTC8500矩阵。这两款矩阵均属飞利浦Allegiant(r)系列的基于微处理器技术的模块化结构矩阵，其满容量分别为256输入/64路输出和64路输入/8路输出，用户可根据需求配置和扩展使用容量。

实际应用情形
高速公路项目的监控系统包含几个子系统，闭路电视监控系统只是其中的一个子系统。京珠高速公路湖北段项目的监控系统就有车辆检测系统、气象站系统、闭路电视系统、可变情报板系统、可变限速标志系统等多个子系统。工程施工单位依据各系统设备供应商提供的接口协议和MOXA卡、视频采集卡等接口设备，将所有子系统的控制集成于一个多媒体软件控制平台。该软件可用做主控或辅控设备使用，能够实现矩阵视频联动，声光报警等多种信号处理方式。

系统运行状况和改进方针
因为高速公路各设备安装位置分布较远的特殊情况，在实际安装系统控制设备（如矩阵）时，建议先在某处将全部主机临时搭接，待全部主机调试设置完毕后，再行实际安装。这样，可减少跑路，缩短调试时间。调试和配置主机设置时，还应注意以下几点：
不能带电插拔矩阵的电脑通讯端口（据博世安保维修中心数据统计，有相当部分的设备故障是人为因素造成的）；
系统内不能有重复的摄像机编号；使用锁定功能锁定下级子站用于上传视频信号的输出端口；
使用Time Event（定时事件）同步上下级矩阵的内部系统时钟。
结语
京珠高速公路湖北段全程共使用LTC8500矩阵23台，LTC8800矩阵2台。自2002年8月投入运行至今，全部25台矩阵主机运行良好，未出现任何故障，其有力地证明了此种联网方式的可行性和稳定性。当然，设备本身的精良品质和专业负责的工程施工单位（亿阳集团第一机电事业部）是设备运行稳定的前提保障。美中不足的是，设计方在系统设计之初，未考虑到三级联网中由三级子站仅向上两级子站传送一路视频会引起视频干线占线的问题。导致当主站切换查看三级子站的视频图像时，二级子站的视频输出可能同时被切换。即此时二级子站不能同时查看主站所占用的三级子站的摄像机。解决此问题的方法很简单，将每个三级子站上传二级子站的视频干线增加为2条即可。这样，二级子站和主站操作均正常，即两处均可自由切换查看各三级子站的不同摄像机。当然，这会增加一定的系统设备成本。理论上，飞利浦矩阵联网不存在分级的数量限制，因此更多级矩阵组成联网系统也是可行的，仅受限于系统能识别的最大摄像机容量和最大子站数量（以LTC8900矩阵为主站时，摄像机最大数量为4608，子站最大数量为256。