利用有线电视网络传输的广州市交通客运远程监控系统
一、
工程概述
广州市公路交通指挥中心负责管理、监控全市各客运中心的运营情况。在春运高峰来临之计，该中心准备在天河客运站、芳村客运站、窖口客运站、省汽车站等客运站场设立远程监控点，以掌握各站的旅客流量、客运设施的使用、车辆进出密度、旅客购票候车的安全秩序等具体的运行情况；为此，该中心和我公司及监控系统提供商签订了合作协议，共同建设广州市交通客运远程监控系统。我公司负责提供远程监控公用网络传输部分，该系统以广州有线电视光纤同轴混合网为依托，采用先进的Cable Modem数字接入技术，实现在广州市交通信息中心监控机房内对广州市10个客运站场的摄像监视系统进行云台操控以及图象切换，并进一步实现各站场间的数据传输。该工程采用Cable Modem 系统实现网络传输，数据传输设备（Cable Modem 系统）包括：主控器（Teralink 1000
Master Controller）、网关（Teralink Gateway）、网管软件、以太网交换机、光收发器一对、Cable Modem等；数字监控系统设备包括：360度远程全可控摄像枪（带云台）、VIDEOJET 400发送盒（监控前端设备）、VIDEOJET 接收盒（监控后端设备）、多媒体解码器PROVI（软件解码器）、监视器幕墙等。
二、
系统构成
系统结构示意图如下所示：
图一 广州交通客运远程监控系统结构示意图
说明：1、监控中心采用光纤到机房，其余五个节点采用同轴电缆到机房。
2、监控系统前端在Cable Modem一侧，监控后端在交委信息中心监控机房（后连接监控幕墙）。
3、在市电视台前端机房与交委信息中心监控机房之间用单模光纤连接；各个站点的Cable Modem用同轴电缆与有线电视HFC网相连；在监控站场、市电视台前端机房以及交委信息中心监控机房的内部用UTP（非屏蔽双绞线）五类线互相连接。
三、传输系统设备
本工程的公用通信网络采用了广州市有线电视光纤同轴混合网，传输技术是基于S-CDMA物理层传输技术的的Cable Modem 系统，它具有良好的QOS控制、灵活的带宽调整机制和很强的抗噪音能力。它可支持从64Kbps到8Mbps双向传输速率的灵活调整。因此，对于每个监控点的Cable Modem ，我们可以设置为上行速率为384K—1024Kbps传送监控图象信号，下行速率为64Kbps传送来自Cable Modem 头端的控制信号。
通过对不同的图象传输速率进行测试，结果如表3-1所示：
表3-1 不同图象速率下对带宽的最低分配要求
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H．261压缩 |
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被监控点最小带宽 |
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图象速率 |
上行 |
下行 |
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384kbps |
448kbps |
64kbps |
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512kbps |
576kbps |
64kbps |
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768kbps |
896kbps* |
64kbps |
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MPEG-1压缩 |
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被监控点最小带宽 |
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图象速率 |
上行 |
下行 |
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1024kbps |
1152kbps |
64kbps |
由测试结果可以算出，当采用不同的图象传输速率时，系统支持的最大监控点数如表3-2所示：
表3-2 不同速率下系统支持的最大被控点数
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H.261压缩系统 |
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图象速率 |
最大被监控点数 |
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384kbps |
18 （8292/448=18.2） |
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512kbps |
14 (8192/512=14.2) |
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768kbps |
9 (8192/768=9.1) |
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MPEG I 压缩系统 |
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图象速率 |
最大被监控点数 |
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1024kbps |
7 (8192/1152=7.1) |
当图象速率为标准的视频会议速率384kbps时，可以支持18个被监控点，一个主控器设备（Teralink 1000）即可满足要求；如果对图象速率要求大于384Kbps或进一步扩充监控客运站点的数量，需再购置一个Cable Modem 主控器即可（每个Teralink Gateway可支持联接三台Teralink 1000主控器），系统具有良好的可扩展性。
四、
数字监控系统设备
本工程的监控前端由PELCO一体化高速球型摄像枪，VIEDOJIET 400发送盒等组成，它负责将摄像枪采集的图像信号数字化，并将图像数据进行压缩编码；前端还负责接收监控中心的远程控制命令，用以对现场的监控设备或其他传感器进行远程控制（通过控制电缆对摄像枪进行上下左右转动和焦距调整）。VIEDOJIET 400发送盒最多连接4个摄像机，通过TCP/IP协议传输视频和数据（最多数据传输速率可达1Mbps），彩色视频画面以25/30帧/秒（PAL/NTSC）兼容ITU-T H.261国际标准，集成化的动态视频侦测和扩展的外部探测器输入用于报警器触发和自动连接；它还内置存储器，可以同时进行视频缓存，在网络突然中断的情况下，可存储至少5分钟的视频图像在缓存中，当网络正常后，能够自动的连接监控中心；它还支持远程闪速存储器升级。
监控中心由VIDEOJET接收盒，视频监视器及多媒体电脑组成。前端的图象经VEDIOJET接收盒解压后可直接输出到监控电视幕墙，监控中心对前端的控制通过PROVI软件来完成，该软件可以实时接收、编码、显示和记录多达4个同时活动视频的连接，可以实现以太网，ISDN、MODEM和GSM连接的任意组合，可对连接的视频传送单元进行远端控制（包括摄像机平移、倾斜和缩放的功能）；所有连接、报警、录象和单独抓拍可以离线存储在硬盘上及RW光盘上，并存入标准MS ACCESS数据库中，可以从标准PC打印机上打印输出图片等；该软件带有电子地图，更方便对远端进行监控。
由于本系统功能的扩展和改进完全是通过软件进行。这样，既可以充分利用现有网络投资，又可以方便以后的扩建升级，而且方便维护管理。
五、
小结
经过将近一年半的运行，本远程监控系统运行稳定，达到了设计要求，为满足人们公路客运的需要，保证公路运输服务质量起到了一定的作用。