杭州湾跨海大桥全长36公里,是目前世界上已建和在建的最长跨海大桥,建成后将缩短宁波至上海间的陆路距离120公里,是国道主干线跨越杭州湾的便捷通道。本文主要针对其北接线的综合监控项目进行论述,仅供参考。
文/张堃
杭州湾跨海大桥全长36公里,是目前世界上已建和在建的最长跨海大桥,建成后将缩短宁波至上海间的陆路距离120公里,是国道主干线跨越杭州湾的便捷通道。
功能概述
杭州湾大桥北接线综合监控项目建设有两个监控中心:平湖监控中心和西塘桥监控分中心。在两个监控中心都可实现外场监控图像(收费车道、收费广场、服务区)和内场监控图像(变电所、监控室、财务室等)的接入,同时可实现传输及切换显示;可实现外场可变情报板、可变信息标志、车辆检测器和气象检测器数据信号的接入、传输,利用网管软件可实现远程控制和信息处理功能;通过音频传输通道可实现收费广场,服务区的广播功能;系统可实现车道报警开关量和电力报警数据的传输,连接报警主机可实现报警联动功能,能够在第一时间内将报警点图像切换输出,因此系统应具有快速准确,稳定可靠的特点。
方案比较
此项目设计本着实际需求及现有条件,以系统先进性、可靠性、灵活性为设计原则,并综合考虑其可扩展性,业务扩容性及系统升级功能。对传统光端机加模拟矩阵组网方案、基于IP网络传输视频组网方案及采用VOX-XG多业务光传输平台组网方案进行了全面深入的对比,从系统结构、图像质量、延时情况、系统安全性及稳定性等多方面进行了综合评定,对比如下:
传统光端机加模拟矩阵组网方案
·以模拟视频矩阵为核心,图像上传方向单一、数量受限,不利于统一调度指挥。采用光端机级联,各级单位均要配置模拟视频矩阵,全网对于图像的切换和控制通过矩阵之间的级联实现;视频矩阵之间的输出端口数量(干线数)决定了上级管理中心能够同时调用的图像数量;
·中控设备种类繁多,数量庞大,使用、管理不便。大型矩阵的接线、调试、维护工作复杂繁重;
·视频信号上传过程中经过多级光端机的模数转换,以及矩阵、视频分配器等设备的连接,不可避免地引入噪声的和使信号质量下降。
基于IP网络传输视频组网方案
·取消了模拟矩阵,简化了系统结构;
·图像采用一次压缩编码,经网络传输,各级管理单位可同时浏览监控,视频共享,管理比较方便;
·采用视频压缩编码网传,图像存在明显的延时,清晰度与非压缩图像相比有一定的差距;
·对网络条件要求极高,当图像数量较多时,会占用较多的网络带宽和系统资源。因此通过网络实时浏览、存储录入和回放都会使网络经受严峻考验;
·不同的视频编解码技术和产品互不兼容,系统的兼容性和扩展性不够理想;
·系统安全仍存在隐患,无法保证不受到外界的恶意攻击及设备自身原因所导致网络不能正常稳定工作,甚至网络瘫痪情况的出现,因此不具有很高安全等级和保密性。
多业务光传输平台组网方案
·同时兼容H.264双码流/数字非压缩编码视频,用户可以根据实际监控需要随意组合。在系统中模拟视频信号基本上是无损的接入、传输,在全系统中任意节点输出视频信号只经过一次模数、数模转换即可实现,保证了图像的高品质;
·丰富灵活的组网方式,多种视频接入手段,能够适应各种需求和线路条件;如采用全光纤组网,网络可以直接覆盖至摄像机侧;
·采用分布式矩阵技术,把传统方案中所需的超大矩阵分解到系统内各节点,简化了系统结构,尤其是指挥中心的设备结构;
·可以取代传统方案中的各级视频光端机、视频编解码器、模拟视频矩阵、视频分配器等设备,极大地简化了系统结构,减少了线缆数量和中间连接环节,不但降低了系统建设成本,同时减少了系统故障点,更为用户的施工和后期维护带来便利,在多级大型联网项目中表现尤其明显;
·并发数字总线,全网信号共享;变单向传输为多点双向传输,轻松实现会议电视功能;
·模块化结构,即插即用,弹性扩容。任意节点扩容只需增加相应业务板卡即可实现,具有极高的投资保护性;
·完善的平台管理软件,包括设备管理,故障检测、视频管理、存储管理、信息发布、用户管理等多种功能模块;
·内网、外网完全隔离,信息安全性大大提高。由于以数字非压缩视频总线而非IP网络为基础,外网用户只能通过流媒体服务器浏览指定的图像而非全网,确保了客户的数据安全。
从以上综合对比可以看出,平台组网方案在杭州湾大桥北接线综合监控项目中具有全面的优势。因此选用多业务光传输平台实现杭州湾大桥北接线监控项目的组网方案。
系统实施方案
杭州湾北接线综合监控项目通过多业务光传输平台采用点对点组网方式,实现了西塘桥分中心与平湖监控中心的监控联网。
业务接入
平湖监控中心、西塘桥分中心通过视频/数据远端模块将本地出口/入口收费车道监控图像及车道报警开关量数据,变电所监控图像及报警数据以光纤方式直接接入平台;通过视频/音频远端模块实现收费广场、服务区监控图像的光接入及广播音频的反向传输;通过数据远端模块可实现外场可变情报板、可变信息标志、车辆检测器数据信号以光纤方式直接接入平台;通过模拟视频接入板实现了内场监控视频的接入。多业务光传输平台实现了多业务接入同时具有多模式接入的能力。
业务传输
西塘桥分中心通过一芯光纤便可同时实现16路非压缩视频图像、6路监听音频和1路广播音频及10路反向控制数据和3路报警联动数据到平湖监控中心的业务上传,实现了多业务的传输。主干光传输板通过一芯光纤最多可实现双向16路非压缩视频,1路百兆以太网和7块业务扩展板(音频,数据,E1可选)信号的传输,在节约光纤资源的情况下保证了最高品质图像的传输。
图像切换显示
在西塘桥分中心及平湖监控中心均可通过客户端网管软件实现本地监控图像的任意切换输出,通过控制键盘实现监控图像的硬件切换。平台具有网络和数据串口两种视频控制接入模式,单套系统可支持96×96路视频交换能力。通过网管软件授权及权限设置,在平湖监控中心可任意切换西塘桥监控图像输出显示,而西塘桥分中心没有通过授权则不能实现对平湖监控中心接入图像的切换显示。平台具有完善的视频控制管理功能,能够充分满足用户对监控视频的权限分配和资源共享。
报警联动功能
西塘桥分中心及平湖监控中心所辖收费站的报警探测器的开关量信号经过数据通道传输后信号接入报警主机;电力监控室红外线、烟感、温感报警数据通过传输后也接入了报警主机。当触发的报警信号输入时,报警主机将向平台网管服务器发送报警点监控视频切换指令,在收费主监上便可及时查看收费站监控视频,通过监控主机可查看电力监控室视频图像。报警联动功能的实现,能够有效地丰富视频监控的手段,进一步提高了视频监控的效率。
网管系统
平台具备强大的NMC(网络管理软件)功能,各监控站点NMC既可实现各节点本地控制管理又可以全网统一联网管理。系统提供良好的权限管理和设置功能,下级单位如要调用系统内其他节点图像,必须通过中心的NMC进行验证和授权方可进行;同时在必要的情况下,系统中级别最高且唯一的管理员可将各节点图像互相调看等高级网管功能固化在各节点设备硬件当中。在这种情况下,即使中心操作员通过中心NMC下发了授权指令,下级设备也拒绝接受指令,可以杜绝误操作和违规操作等情况的发生。该指令只能由权限最高的管理员下发或解除。系统组网示意图如图1所示。
在杭州湾大桥北接线综合监控项目中,平台实现了视频图像的光纤及模拟方式接入,同时利用其具有的数字矩阵功能实现了非压缩视频图像的任意切换输出及全网共享;具有音视频信号同步接入,输出能力,满足收费亭视频图像及监听音频信号的同步显示。实现了可变情报板及可变信息标志、车辆检测器、气象检测仪的接入,通过中心网管软件可准确实现信息的汇集、分析和统计,实现了多业务统一管理。实现了收费亭开关量信号和电力监控红外感应、温度、烟度感应报警信号的接入,通过网管软件的报警处理功能实现报警联动,可自动切换输出显示报警触发点的图像。通过平台立体声音频道可实现收费广场和服务区广播功能,为消息发布提供了便利的解决方式。
平台支持多种摄像机和矩阵控制协议,同时具有良好的开放性,可与多个品牌矩阵实现互联互通互控,可实现新老系统的平滑对接,同时使系统升级改造具备良好的投资保护性。
在杭州湾跨海大桥北接线项目中,浙江省监控中心通过矩阵便可实现对平湖监控中心多业务光传输平台的控制管理,可任意切换数字非压缩视频并上传,实现了与省中心的联网并有效避免了视频图像二次压缩而产生的图像质量的下降。