摘要：随着高速公路信息化建设的全面铺开，高速公路视频监控系统也在不断进行升级改造，高清视频和联网监控成为系统的主要诉求，IP高清摄像机因此被广泛使用。文章对IP高清摄像机进行了介绍，分析了其在高速公路视频监控中的优势，并结合高速公路视频高清化改造的实例，指出了IP高清摄像机在推进视频联网监控中起到的积极作用。

关键词：IP高清摄像机；高速公路；视频监控 文献标识码：A

中图分类号：U491 文章编号：1009-2374（2015）21-0057-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.029

视频联网监控是高速公路监控系统中非常重要的环节，近几年来随着技术的不断发展和实际应用中的迫切需求，高清摄像机开始在国内各大高速公路上备受青睐，越来越多的高速公路视频监控改造项目使用了IP高清摄像机，并取得了不错的实际使用效果，为提高道路监控水平打下了良好的基础。

1 IP高清摄像机介绍

IP的英文为Internet Protocol——互联网协议。IP高清摄像机顾名思义就是网络高清摄像机，它是基于网络传输的新一代摄像机。IP高清摄像机自带操作系统，可自动将采集到的视频信号进行压缩编码，并以数字信号方式通过网络进行传输，联网用户可以远程观看到实时监控画面，还能对视频数据进行存储和管理。

2 采用IP高清摄像机的必要性

高清摄像机可以分为模拟高清摄像机和数字高清摄像机。模拟高清摄像机传输的模拟信号在长距离传输时容易受到电磁干扰，加上占用带宽太高，在PAL制式下最高分辨率达到540线已是极限，无法获得百万像素的清晰画面，而数字高清摄像机的数字信号传输不易受到干扰，分辨率可达720线，与模拟摄像机相比，具有明显的优势。IP高清摄像机也属于数字高清摄像机的一种，但它可以将视频信号通过网络进行远程传输，用户在远端PC上只需使用网络浏览器或客户端软件就可以对摄像机的实时画面进行监控，并且还能对存储在网络服务器中的视频数据进行远程查看和调用。因此，对于高速公路视频联网监控系统来说，IP高清摄像机无疑是一种高效与便利的选择。

3 IP高清摄像机在高速公路视频监控中的优势

3.1 画面更加清晰

IP高清摄像机采用百万级像素的CMOS图像传感器进行逐行扫描，有效避免了模拟摄像机CCD传感器隔行扫描可能导致的失真和模糊现象，高达720P甚至1080P的高清画面能够呈现出质量更好的图像效果和更加清晰的细节信息，大大提升了车牌、路况、车道和收费亭内信息的有效识别，对于高速公路视频联网监控来说具有重要的意义。

3.2 监控范围更广

即使现有标清摄像机能够满足当前使用条件下对清晰度的需求，但采用IP高清摄像机可以扩大视频图像的覆盖范围。原来需要安装4个标清摄像机来监控才能覆盖的区域，现在只需要安装一台1080p的IP高清摄像机就可以完成监控任务，从这一点来看，安装IP高清摄像机能够帮助用户在保证图像质量的前提下减少摄像机的数量，从而降低监控成本。

3.3 实时远程监控

模拟监控系统为闭路监控，视频数据存储在硬盘录像机中，只能本地存储、本地查看，各收费站要将录好的图像信息逐级上传，上级部门再将控制信号逐级下发，出现问题不容易及时发现及时处理，也不方便监控中心对数据信息进行统一管理。IP高清视频监控依托网络传输信息，系统相对开放，视频数据可直接通过网络送至各级终端工作站，并且保存在网络视频存储设备里，各路段监控分中心和监控中心都可以远程管理和查看图像，实时监控现场情况，灵活切换画面，并且能够随时对图像进行调用和存储，加快了监控中心对道路信息收集的速度，保证了视频数据的完整性，帮助高速公路各公司实现数据资源统一控制。

3.4 系统扩容方便

模拟摄像机一般采用同轴电缆传输视频信号，并与后端的存储设备、控制设备和显示设备相连，当模拟监控系统需要增加前端摄像机设备时，每台新增摄像机都需要与后端存储设备电缆连接，如果后端存储设备的视频输入路数已经接满，则还需要继续购买存储设备，工作量和费用都要增加，灵活性较差。

IP高清摄像机内置数字压缩编码器和基于Web的操作系统，视频数据经压缩后，通过网络送入监控分中心网络视频存储设备，IP高清监控系统只需对新增摄像机分配一个IP地址，即可利用现有网络作为传输平台，不需要复杂的布线，不受路数限制，工作站安装视频管理软件后就可对全路所有视频画面进行监控和管理。

3.5 多项功能集成

IP高清摄像机作为高清监控系统中的前端设备，除了采集和传输高清视频信息，还将多项功能集成于一身，而这些功能在模拟监控系统中是要依靠后端设备才能实现的，比如集成PTZ功能，可以直接通过网络来控制摄像机的云台和镜头进行平移倾斜和缩放，实现全方位地监控；集成报警功能，可实现移动侦测报警、视频丢失报警、画面被遮挡报警等，同时支持报警联动。此外还集成了一些模拟摄像机不易实现的新功能，比如集成音频功能，支持音频信息采集、支持双向语音对讲；集成POE功能，支持以太网供电。这些功能都为高速公路视频监控系统的使用提供更多的选择。

4 IP摄像机应用实例

京沪高速公路具有交通流量大，长途货车多，交通事故多等特点。根据道路视频全程监控的有关建设，结合京沪高速公司的路段现状，京沪高速公路徐宿段及淮安段于2013年7月进行了视频监控升级改造工程。改造工程在京沪高速沿线新增高清摄像点，并对原有视频监控系统进行高清化改造，最终实现京沪高速视频高清全程无盲点监控。该路段原有外场监控摄像机28台，均为模拟摄像机，主要分布在各互通、服务区及主线易发事故路段附近。各外场监控摄像机信号通过光端机传至就近收费站、服务区，编码后通过千兆以太网传送至就近监控分中心。在监控分中心实现视频统一控制、切换、参看、存储等功能。

4.1 总体改造方案

为实现道路沿线无盲区的视频监控，在分析现有监控摄像机布点情况之后，以1.3公里左右的间距为标准，在互通分流点、特大桥处、事故多发路段进行摄像机的加密布设。路段所有新增及替换的摄像机均采用IP高清摄像机，其中遥控摄像机类型为高清快球，固定摄像机类型为高清枪式摄像机。项目总共新增IP高清快球122套，IP高清枪机18套。

4.2 视频传输方案

新增IP高清摄像机视频数据信号通过以太网光端机传输到就近收费站或服务区，然后通过监控网络通信平台传送至各路段的监控分中心，各路段监控分中心的视频信号通过监控万兆网传送至京沪公司监控中心，在京沪公司监控中心实现京沪高速所有路段视频摄像机的控制、查看、调用等功能。

4.3 视频存储、控制方案

项目采用视频分布式存储（IP-SAN），统一管理的理念。减少网络带宽压力的同时实现在各监控分中心对所管辖路段视频摄像机的统一控制、切换、参看、存储等功能。在各监控分中心增加网络视频存储设备（转发及存储服务器+磁盘阵列+硬盘），实现高清视频信号在各监控分中心的存储功能；增加视频工作站实现视频信号的控制及存储分配。在监控中心增加视频管理服务器，通过监控网络通信平台，京沪公司监控中心可实现对监控分中心存储图像的任意调用；通过视频工作站的视频控制管理软件，京沪公司监控中心可实现对全路所有摄像机视频图像的实时调用和录像调用。

4.4 视频显示方案

京沪公司监控中心和监控分中心均采用大屏幕电视墙液晶拼接显示系统。改造项目实施后，需配合高清解码器来满足现有高清视频显示的需求。因此在京沪公司监控中心和监控分中心，均增加高清解码器至32路，视频图像通过解码器解码后传输至智能多屏拼接控制器，实现在大屏幕电视墙上的显示。

4.5 IP高清改造后的成效

京沪高速公路徐宿段及淮安段视频监控改造项目于2014年春交工验收，经过半年多时间的检验，整个IP高清视频监控系统运行良好，不仅实现了京沪公司对视频联网监控系统的基本功能诉求，更在一定程度上提升了该高速公路路段的运营管理水平。系统具体使用中，具有如下优点和成效：

4.5.1 整个视频监控系统从前端采集到后端存储显示全部采用高清设备和高清技术，真正实现1080P的高清晰画面，能够为高速公路日常管理中的车牌识别、道路状况查看、收费亭监管等提供及时有效的视频

信息。

4.5.2 系统采用IP-SAN分布式存储，这种基于IP以太网的网络区域存储架构能够有效提高存储数据的可靠性，而且升级扩容简单方便，能够为项目降低购置成本与维护成本。

4.5.3 监控中心对视频数据进行统一管理，出现问题能够及时进行指挥调度，加快了整个路段的快速反应能力，充分发挥了高速公路的管理职能。

5 结语

高清视频监控已经成为高速公路监控系统发展的主流和必然，IP高清摄像机在国内多数高速公路实际使用后，其成效也已逐渐得到认可。在建设高清视频监控系统时充分挖掘和利用IP高清摄像机的优势，能为提升高速公路视频监控水平提供更多的帮助。

参考文献

[1] 张志.高速公路高清视频监控系统的构建[J].中国交通信息化，2011，（4）.

[2] 田振华.IP高清摄像机的核心技术及应用前景[J].中国安防，2012，（9）.

作者简介：陈燕（1982-），女，西安公路研究院工程师，硕士，研究方向：高速公路机电工程系统集成。

（责任编辑：陈 倩）