高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是保障高速公路被有效管理和維護的可靠手段，因此要求監(jiān)控系統(tǒng)能對整條高速公路進行、多功能的監(jiān)視和控制，以便運營管理者能對高速公路運營路況實時地、全面地了解和掌控，實現(xiàn)及時地向公眾發(fā)布高速公路路況信息等。 

        監(jiān)控系統(tǒng)多級聯(lián)網(wǎng) 

        就目前的高速公路視頻監(jiān)控應用，對視頻信號的監(jiān)控和管理自下而上一般有以下幾級組成：

1、各收費站：各收費站需要對本站點的視頻信號進行監(jiān)控。各收費站所轄的攝像機信號全部引入本站視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使收費站能實現(xiàn)對本站所有圖像進行監(jiān)控管理；

2、路段監(jiān)控分中心：一條高速公路通常設(shè)置多個路段監(jiān)控分中心，以實現(xiàn)對本路段的圖像進行監(jiān)控和管理。該路段各收費站圖像應根據(jù)路段監(jiān)控分中心要求選擇幾路圖像上傳，路段監(jiān)控分中心對路段中各收費站上傳的圖像進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理；

3、路段監(jiān)控中心：路段監(jiān)控中心對路段監(jiān)控分中心上傳的圖像進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。負責整條高速公路的監(jiān)控管理；

4、省高速公路管理中心：各省的高速公路管理局需要對省內(nèi)所有的高速公路進行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和調(diào)度。路段監(jiān)控中心將本路段的視頻信號選擇性地上傳到省高速公路管理中心，由省高速公路管理中心統(tǒng)一進行監(jiān)控和管理。

        高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可以全面、宏觀地監(jiān)控路網(wǎng)交通及運行的狀況，當路網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)交通擁堵、重大交通事故時，監(jiān)控中心通過發(fā)布控制指令給相應分中心監(jiān)控系統(tǒng)，以方便于對路段內(nèi)可變情報板、可變限速標志等交通誘導設(shè)備進行控制，協(xié)調(diào)各路段的交通流控制來保證整個路網(wǎng)的暢通。

        一般的高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應該是一個四級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，分別由省級監(jiān)控中心、路段級監(jiān)控中心、路段級監(jiān)控分中心、收費站級監(jiān)控中心組成。從目前高速公路監(jiān)控項目情況來看，即使建設(shè)zui完善的監(jiān)控系統(tǒng)，目前做到省級聯(lián)網(wǎng)的也非常少，只有少數(shù)省份做到了全省聯(lián)網(wǎng)。

        但是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)全省聯(lián)網(wǎng)是必然的發(fā)展趨勢，當前及今后無論是新建項目還是改造項目，管理方用戶都提出了監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的要求。 

         聯(lián)網(wǎng)的難點及解決方案

        因每條高速公路是由多個路段組成的，而且是分期建設(shè)、分期通車的，每個路段又多是由不同的投資商投資和管理的，所以在各路段監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)中，所選的設(shè)備品牌都不盡相同。而且在建設(shè)初期也沒有充分考慮到今后全省的聯(lián)網(wǎng)問題，由此造成了整條高速公路各個路段的監(jiān)控設(shè)備由眾多不同廠家的設(shè)備組成（主要指矩陣控制系統(tǒng)），其聯(lián)網(wǎng)也只能是各路段小范圍的基于RS422方式的聯(lián)網(wǎng)，很難實現(xiàn)整條路段或全省的聯(lián)網(wǎng)。針對上述問題，已有設(shè)備供應廠家推出網(wǎng)絡型大型矩陣系統(tǒng)，此類矩陣系統(tǒng)基于IP方式的聯(lián)網(wǎng)解決方案，能很好地解決上述問題，并已成功地應用于某高速公路監(jiān)控系統(tǒng)。 

         應用案例 

         項目概述

        某高速公路是某省交通建設(shè)規(guī)劃中的重點項目，起始于金華、終止于溫州，途經(jīng)武義、永康、縉云、麗水、青田、永嘉三地市五縣區(qū)，全長234公里，共有15個收費站，5個服務區(qū)，4個隧道管理所。分別在金華、麗水、溫州設(shè)三個監(jiān)控分中心，1個路級監(jiān)控中心。

        該項目分四期建設(shè)，前三期監(jiān)控設(shè)備的品牌各不相同，也只實現(xiàn)了局部聯(lián)網(wǎng)，如收費站和監(jiān)控分中心聯(lián)網(wǎng)。2005年，第四期選擇監(jiān)控設(shè)備時，用戶提出要求做到收費站、監(jiān)控分中心、路監(jiān)控中心、省級管理中心各級矩陣必須實現(xiàn)四級監(jiān)控系統(tǒng)的全省聯(lián)網(wǎng)，而且還要和前三期的設(shè)備兼容，能夠控制所有前三期的矩陣。 

         解決方案

        方案采用了網(wǎng)絡型大型網(wǎng)絡矩陣系統(tǒng)，設(shè)置下級矩陣，利用以太網(wǎng)來實現(xiàn)對各路段矩陣的控制。矩陣主機有一個的以太網(wǎng)接口（RJ45），可以連接到LAN集線器或交換機，實現(xiàn)以太網(wǎng)控制功能。在IP網(wǎng)絡條件下，網(wǎng)絡版管理軟件可以對網(wǎng)絡內(nèi)任意一臺主控矩陣進行IP地址、子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)的設(shè)置。

        由于是采用IP以太網(wǎng)通訊方式，可以實現(xiàn)多級別無限制聯(lián)網(wǎng)，突破了傳統(tǒng)RS422方式zui多3級聯(lián)網(wǎng)的限制。 

        在通訊協(xié)議一致性方面的設(shè)計是：主控矩陣和其他型號的矩陣之間需要增加網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)RS422和以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換；主控矩陣和其他品牌的矩陣之間也要增加網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)SANTACHI控制協(xié)議與其他品牌控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換，以及RS422與以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。這個環(huán)節(jié)在矩陣聯(lián)網(wǎng)中是至關(guān)重要的，保障了整個系統(tǒng)的互相通訊。 

        方案說明

        系統(tǒng)中能連接多臺網(wǎng)絡矩陣主機，每臺網(wǎng)絡矩陣主機均有一個IP地址，用于確定信息的發(fā)送和回傳。通過以太網(wǎng)連接，每臺矩陣系統(tǒng)均能對網(wǎng)絡中任意一臺矩陣的圖像進行切換及控制，甚至可以遠程編程及參數(shù)設(shè)定，操作起來就象對本地矩陣一樣方便。通過權(quán)限設(shè)定，多臺矩陣之間可以相互控制，網(wǎng)絡中任意一臺矩陣都可以成為控制中心，以實現(xiàn)管理網(wǎng)絡中的任意一臺矩陣系統(tǒng)。 

        另外，系統(tǒng)中其它輔助設(shè)備也可以通過網(wǎng)絡來傳輸控制信號，比如控制鍵盤、報警控制單元、跟隨控制器及音頻跟隨器等輔助設(shè)備，這樣就能減少工程的布線量，節(jié)省了時間和系統(tǒng)投資。

        同時為了兼容高速公路早期的基于RS485/RS422的控制聯(lián)網(wǎng)方式的矩陣系統(tǒng)，系統(tǒng)增加了網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換器，能將RS485/RS422控制信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡數(shù)字信號、并能以IP包的形式在網(wǎng)絡上傳輸。該設(shè)備能轉(zhuǎn)換國內(nèi)外多個品牌矩陣主機的控制信號，適用于高速公路新老設(shè)備全線聯(lián)網(wǎng)的需要。

        在省高速公路監(jiān)控中心采用一臺網(wǎng)絡鍵盤和數(shù)字矩陣管理系統(tǒng)計算機，該網(wǎng)絡鍵盤具有以太網(wǎng)接口，通過鍵盤菜單設(shè)定網(wǎng)絡鍵盤的IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)，通過網(wǎng)絡與監(jiān)控分中心、收費站及隧道管理所的矩陣系統(tǒng)進行組網(wǎng)。以此來實現(xiàn)對各收費站點、隧道管理所及分中心的矩陣系統(tǒng)進行控制。 

        控制信號／視頻信號經(jīng)網(wǎng)絡，網(wǎng)絡矩陣主機經(jīng)過網(wǎng)絡協(xié)議轉(zhuǎn)換器接入網(wǎng)絡交換機，以實現(xiàn)不同地點、不同品牌的矩陣聯(lián)網(wǎng)和進行遠程控制。

        網(wǎng)絡中的視頻信號有兩種傳輸方式，一種是通過視頻編碼器，再經(jīng)由通信網(wǎng)絡到達各監(jiān)控點，這種視頻信號傳輸方式被用于路級監(jiān)控中心到省管理中心之間，并在省管理中心可直接通過視頻解碼器來接收各路段圖像。

        另一種是收費站的矩陣的視頻輸出到路段分控中心矩陣系統(tǒng)的視頻輸入，再由路段分控中心輸出到路級監(jiān)控中心，均采用光纜來進行傳輸，具體通路設(shè)置可在矩陣系統(tǒng)管理軟件上進行設(shè)置來實現(xiàn)。