高速公路的監控系統是高速公路管理部門保持各個管理區域內交通安全、順暢的重要手段，下面是小編蒐集整理的一篇探究高速公路無線移動視頻監控系統的論文範文，供大家閱讀檢視。
摘要:在高速公路上，監控系統可以最大程度的提供現場資訊，針對傳統監控系統未能實現全程監控所帶來的不足，本文以3G無線通信技術爲基礎，研究設計了由場外路政車輛到監控中心的無線視頻監控系統。對流媒體播放技術進行研究，分析傳輸可行性，並對系統中的關鍵部分進行詳細闡釋。透過無線視頻監控系統的應用，來實現高速的全程監控。
關鍵詞:高速公路;監控系統;3G;無線
高速公路的監控系統主要透過對現場的實時監控，然後依據監控反饋採取相對應的措施，是高速公路管理部門保持各個管理區域內交通安全、順暢的重要手段。同時還可以透過對採集到的各類資訊進行分析整合，對未來做一定的預期判斷，如未來幾天的車流量問題、惡劣環境下的道路交通問題等。有的高速公路監控系統爲有線監控系統，透過在高速公路上鋪設光纖或者電纜來實現現場與控制中心的資訊傳輸，這種有線控制系統，鋪設線路長，且容易發生線路故障，同時，高速公路線路較長，肯定存在監控盲區，如果要想實現道路的全程覆蓋，則需要投入大量的資金，且效果不理想。無線視頻監控系統可根據前端視頻採集車輛將巡查過程中的實時畫面利用無線傳輸技術傳輸給控制中心，靈活性高，監控範圍廣，是對有線監控系統的補充，對高速實現全程監控，更有效的指導高速交通，具有重要意義。
1、3G通信技術簡介
3G通信是指第三代骨幹網絡通信技術，是目前應用最廣的移動通信技術，國內技術標準爲W-CDMA、CDMA2000及TD-SCDMA三種格式，3G通信技術傳輸速度快，相對於第二代移動通信技術GSM制式，第三代移動通信技術對圖像、音頻及視頻流傳輸速度更快，使得無線視頻傳輸可以大面積應用。本文研究的無線移動視頻監控系統就是基於3G技術才能得以實現。三種網絡制式的比較如表1所示。
2、流媒體播放技術
流媒體是一種以流式傳輸的方式在Internet播放的媒體格式，是多媒體的一種，可以邊傳邊播。流媒體系統主要由編碼器，流媒體服務器和客戶端播放器3個部分組成，如圖1所示，各個模組透過約定的協議進行數據交換，編碼器主要完成原始視頻的格式轉換，服務器用來存儲接收和編碼的流媒體數據，客戶端則負責視頻的解碼和播放。現行的流媒體傳輸主要分爲順序流式傳輸(Pro-gressiveStreaming)和實時流式傳輸(Real一TimeStreaming)2種。(1)順序流式傳輸順序流式傳輸基於HTTP或FTP來傳輸檔案，採用順序下載的方式，這種方式管理起來方便，並且整個過程不需要別的協議，下載的視頻是無損的，視頻質量有保證，但這也同樣是該傳輸方式的弊端，由於視頻是無損的，容量比較大，要想實現實時傳輸，對網絡傳輸的速率要求比較高，所以這種方式適合對視頻質量要求較高，但對視頻的實時性要求低的場合。(2)實時流式傳輸實時流式傳輸對網絡的傳輸速率要求不是特別高，在現行的網絡速率下能夠匹配網絡連接和信號帶寬，實現視頻的實時傳送完成現場直播，同時在這種傳輸方式下，可以實現用戶隨機訪問，流媒體服務器常見如QuickTimeStreamingserver等，傳輸協議一般採用RTSP等，由於這些協議與防火牆有關，在使用時比較複雜一般需經過配置系統設定，因此這種傳輸方式比順序流式傳輸複雜[3]，而且當寬帶匹配不合適或者網絡出現擁塞時，會造成視頻丟幀，但總體可以實現現場監控的要求。
3、無線監控系統構成
3.1系統結構
系統結構圖如圖2所示，透過場外的車載攝像機將現場監控畫面透過3G視頻編碼器進行壓縮，然後透過無線網絡傳輸給控制中心，並對採集到的視頻進行存儲，同時在管理中心，管理人員可以透過監控客戶端對不同地點的監控畫面進行切換。在監控中心的計算機上執行的是客戶端，可以實現對現場畫面的實時預覽，錄像回放等功能。
3.2功能模組設計
(1)車載視頻採集模組視頻採集模組要完成視頻採集、視頻的壓縮轉換、視頻的網絡傳輸等功能。爲了滿足這些功能，首先要解決電源問題，在場外車上放置逆變電源，將車載電源逆變成220V交流電。在視頻的壓縮處理上，採用嵌入式的處理模組，電壓採用12V，因此在視頻採集模組上需要預留系統常見的接口如USB、COM口，外觀上將各個功能模組整合在一起，設備整體外觀一體性要好，本設計採用功能指示燈，方便工作人員瞭解設備工作情況[4]。設計面板如圖3所示，同時還要滿足現場視頻錄製功能，內置200G的硬盤一個，同時支援國內三家3G網絡制式，可根據具體的地理位置，選擇最優的網絡通信。
(2)無線傳輸模組系統上電後，系統自動進行3G網絡撥號，爲了避免因當地3G信號差，而造成視頻傳輸失敗的問題，在無線移動視頻監控系統的傳輸模組上設定了2個支援不同3G制式的接口，將採集到的視頻資訊進行壓縮、打包、分步傳輸，在控制中心設計相對應的程序，對收集到的資訊進行分類整理、解碼、撮合顯示，採用這樣的方式可以提高系統數據傳輸的穩定性。數據的傳輸採用DES加密技術進行加密，用戶登入客戶端時，輸入用戶名和密碼，之後用戶名和密碼傳輸首先經過DES加密，之後在傳輸到目標，由目標系統解碼還原視頻數據。
(3)車載雲臺模組當需要對惡劣環境下的高速路段進行現場監控時，需要選取車載雲臺來對現場進行視頻採集，經過在不同環境下的測試，最終本設計採用了的車載雲臺如圖4所示，外殼採用PVC材質，輕度大，抗腐蝕性能強。由於車載雲臺需要安裝在車頂才能起到效果，所以在安裝之前需要安裝固定支架，要根據具體的車型設計合理的支架，支架設計重點要保證車載雲臺的穩定。
(4)存儲、顯示模組本次設計的高速公路無線視頻監控系統的存儲和顯示模組均採用主備兩部分設計。在存儲方面，爲了保證信號的不丟失，在車載系統上也設計了存儲模組，進行數據傳輸時，當出現無線信號中斷時，車載系統可以將視頻數據存儲，避免數據丟失，同時在控制中心，利用管理平臺服務器存儲器將接收到的視頻數據進行存儲，也可以將視頻數據進行解碼還原，壓縮成光盤，進行存儲儲存。顯示模組主要有車載顯示和監控中心的顯示模組，方便現場管理者對採集的.視頻進行觀察。
3.3系統軟件設計
監控客戶端設計分爲控制中心的客戶端設計和移動終端的客戶端設計。透過客戶端管理者可以對用戶劃分不同的權限，對同級別的不同設備分配同級別的控制權限，權限的高低可以實現不同的功能，進階的權限可以對設備進行較進階別的控制，如調節現場視頻採集設備的方向和選取的對象，還可以控制不同設備的開關，來達到對現場的控制。在控制中心的客戶端上，可實現多畫面同時監控，將來自不同地點的監控畫面劃分爲多視窗顯示，方便管理者對各個監控地點的監控。同時除了多畫面顯示，在客戶端上管理者還可以實現多畫面輪詢，首先將視頻視窗進行劃分，然後設定輪詢畫面的輪詢時長，設定完成後可實現多畫面的輪詢顯示。除了監控畫面的顯示外，管理者透過監控客戶端還可以實現錄像的回放和抓圖功能。用戶可透過錄像回放功能，調用存儲的視頻資訊，透過輸入指點的時間，回放當時的視頻。在對視頻畫面進行瀏覽時，可透過抓圖功能實現對畫面的捕獲，並儲存爲JPG或BMP格式。爲了監控系統的安全，本系統具有嚴格的密碼保護機制，系統內的所有設備及客戶端都設定了密碼登陸，只有經過授權的才能進行系統，修改密碼則需要最高的設定權限。監控畫面如圖6所示。
4、結論
基於3G無線通信技術的移動視頻監控系統，操作靈活，監控範圍廣，且更具方向性，對於高速公路上的突發事件，可以迅速的對現場進行有效的監控，更加科學有效的遠程指導高速公路上的交通，彌補了高速公路上無法實現全程監控的不足。同時該系統相對於傳統有線監控系統，執行穩定，操作方便，故障率低。
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