视频监控在公路隧道中的方案比较

马 瑛

（中铁第一勘察设计院集团有限公司通号处，陕西 西安 710043）

一、概述

公路隧道视频监控主要用于监视隧道的交通运营情况，以便控制中心值班员对整条隧道的交通运行状况实行全面监视，为隧道交通管理提供全面的、直观的监视手段。在发生紧急情况下，如：隧道发生事故或火灾引起堵塞拥挤，视频监控可对事故上传图像信息进行确认，为选择疏导方案提供依据，并可对必要的视频图像进行录像，以便分析取证。

二、目前主流的视频传输产品

目前来说主流的视频传输产品为点对点视频光端机、节点式光端机和视频编解码器。

1、点对点视频光端机???点对点视频光端机是目前使用较为普遍的视频传输设备。它的优点有：使用简单灵活，视频质量高，实时性好；除了可以传输多路视频信号外，还可以传输音频信号、异步数据、以太网数据等多种信号。它的主要缺点：无法组网，不具备保护功能，系统可维护性差；无法实现远距离传输。如果距离过远，只能采用光端机级连方式。而多级光端机的级连会造成信号的急剧衰减。

2、节点式视频光端机

节点式光端机是一种新型的光纤传输系统，通常使用2芯光纤将各节点连接形成环网、链网等网络结构，视频和数据可以在任意节点上下。同时网络中还可以传输音频、双向数据、以太网数据等信号。优点：节省光纤资源；视频容量大；节点数量基本不受限制，图像质量全程一致；如组成双纤环网，可实现自愈保护功能，当某一段光纤或某一节点设备故障，不影响整个系统的传输；可实现多种业务的综合接入；整个视频传输系统可通过网管统一管理和维护，具备故障自我诊断功能。

3、视频编解码器

视频编解码器是通过现有通信系统接口及通道传输视频信号的设备，其传输的图像质量主要取决于通信系统提供的接口和带宽。根据接口形式的不同，视频编解码器大致可以分为：固定带宽接口（E1接口）、IP接口两种。

（1）固定带宽接口：通过SDH等通信系统提供的E1通道传输视频。优点：充分利用已有SDH通信网的资源；灵活分配带宽，用户可根据网络资源和对图像的要求任意分配N个E1；每路图像一般情况使用2个E1，最多使用4个E1；方式简单点对点。缺点：对SDH的传输带宽要求较高，1个STM-1的SDH系统最多传送31路4M大小的图像，1个STM-4的系统最多传送126路4M大小的图像；目前设备成本较高。

（2）IP接口：通过以太网接口传输视频信号。优点：便于多级联网；编码器和解码器可以不对称；可实现监控到桌面，通过软件可在计算机上解压观看图像。缺点：一般情况下其内部为每个端口实际提供的带宽在10M左右，在视频码流为4M的情况下，最多只能传输2路实时视频信号，并当在一个端口上既传送实时视频流又传送其他数据时，由于视频信号占带宽较大，会影响其他数据的正常传送，严重时会造成网络拥塞；当编码器与解码器不对称，解码器切换解压不同编码器的图像时，会产生马赛克，严重时导致解码器死机。

三、公路隧道视频监控方案比较

1、通过点对点光端机传输图像

隧道内的图像上传如果采用点对点光端机传输，则每路段（如隧道内摄象机为125米一台，使用4口光端机，则每段为距离为125米*4=500米）中心均需使用至少1对光端机并占用1芯光纤，这样整个监控系统占用的光纤资源较多。如果隧道距离隧道监控中心过远，还需要通过光端机的级连将图像上传至中心，光端机级连会造成信号的衰减及信噪比降低。同时大量光端机的使用，设备无法统一管理，系统可维护性差。其优点是图像质量高，实时性好。

2、通过节点式光端机传输图像

通过节点式光端机传输图像，整个系统只需要2芯光纤将各隧道内节点组成环网或链网，节省光纤资源。隧道监控中心将隧道内上传的信号经设备全部输出，统一进行监控管理，并可在隧道监控中心通过网管系统对整个传输进行实时维护。

3、通过视频编解码器传输图像

（1）固定带宽接口：通过SDH系统提供的2M口或多个2M捆绑传输图像。该方案需要隧道内单独设置通信系统传输设备，因此在公路隧道一般不采用此方案。

（2）IP接口：通过隧道内设置的PLC提供以太网接口传输视频信号。视频数据可靠行完全依赖于网络，而目前以太网协议中对数据并没有QOS保证，网络繁忙时，可能解压时出现马赛克。

四、工程应用实例

1、重庆菜园坝公路隧道工程

重庆菜园坝公路隧道位于重庆市内，隧道全长约1.5公里，为上、下行线双洞双车道。

该工程中采用了点对点光端机传输隧道内的视频信号。上下行隧道内各设置了4台远端机，相应的在隧道监控中心共设置了8台近端机。上下行隧道内各敷设一条8芯光缆，每对光端机使用1芯，共用4芯，其余4芯留做备用。

2、秦岭终南山特长公路隧道工程

秦岭终南山特长公路隧道位于陕西省西安至安康柞水段，穿越秦岭山脉的终南山，隧道全长约18公里，为上、下行线双洞双车道，是我国目前设计的最长的公路隧道。

由于隧道长，需要传输的视频容量大、实时性要求高。以125米间距输出1路视频计算，则隧道内至少需要输出288路视频。如采用点对点光端机传输，则视频监控占用的光纤资源较多，且设备无法统一管理，系统可维护性差。如采用IP接口的视频编解码器，则在网络繁忙时，无法保证视频数据的实时性和可靠性。

基于以上原因，本工程采用的是数字式节点式光端机传输图像，上下行隧道分别用2芯光纤将各隧道内约80个节点组成琏网；隧道监控中心将隧道内上传的信号全部输出，统一进行监控管理；在隧道监控中心设置网管系统对整个传输进行实时维护。

[1]王长华，李晓春，修莹，章海燕.视频传输系统在公路隧道视频监控中的选择和应用.《公路交通技术》ISTIC-2009年2期.