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網絡矩陣系統在高速公路監(jiān)控的應用

由于高速公路全程監(jiān)控圖像數量多,對傳輸系統和控制系統要求較高,所以其監(jiān)控系統一般都需要聯網。矩陣作為監(jiān)控系統的核心設備,在高速公路監(jiān)控系統聯網中起著重要的作用。

  高速公路的建設水平代表著一個國家公路運輸的現代化程度,它以車流量大、流動速度快等特點為推動國民經濟發(fā)展起著重要的作用。據官方統計,至2005年底,全國已建高速公路達到4.1萬公里,總里程居世界第二位。\r\n高速公路監(jiān)控系統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)控系統能對整條高速公路進行全方位、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,實現及時地向公眾發(fā)布高速公路路況信息等。\r\n然后因每條高速公路是由多個路段組成的,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)控系統的建設中,所選的設備都不盡相同。在建設初期也沒有充分考慮到今后全省或全國的聯網問題,由此造成了整條高速公路各個路段的監(jiān)控設備由眾多不同廠家的設備組成(即矩陣控制系統),其聯網也只能是各路段小范圍的基于RS422方式的聯網,不能實現整條路或全省的聯網。針對上述問題,有廠家(如深圳三立公司)推出了基于IP的聯網方式,就即能方便地將上述問題得以較好的解決。

  系統要求

  本方案以某公司生產的大型網絡矩陣ST-MS750系統為實例,即利用以太網來實現對各路段設備的控制。矩陣主機有一個專用的以太網接口(RJ45),可以連接到LAN集線器或交換機,實現以太網控制功能。在IP網絡條件下,網絡版管理軟件可以對網絡內任意一臺ST-MS750矩陣主機進行IP地址、子網掩碼及網關的設置。同時,還可以設置攝像機、探測器、切換程序、定時事件及設撤防等。

  系統在同一網段中最多能連接64臺矩陣主機,每臺網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。通過以太網連接,每臺矩陣系統均能對網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設定,操作起來就象對本地矩陣一樣方便。通過權限設定,多臺矩陣之間可以相互控制,網絡中任意一臺矩陣都可以成為控制中心,以實現管理網絡中的任意一臺矩陣系統。

  另外,系統中其它輔助設備也可以通過網絡來傳輸控制信號,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備,這樣就能減少工程的布線量,節(jié)省了時間和系統投資 。同時為了兼容高速公路早期的基于RS485/RS422的控制聯網方式的矩陣系統,有廠家(如深圳三立公司)研發(fā)了一種能將RS485/RS422控制信號轉換為網絡數字信號、并能以IP包的形式在網絡上傳輸的設備ST-TR808。該設備能轉換國內外多個品牌矩陣主機的控制信號,適用于高速公路老設備全線聯網的需要。

  典型案例

  浙江省金麗溫高速公路及甬金高速公路就是采用以上方式來實現的。由于金麗溫高速公路是由多個路段組成,建設初期都是被獨立監(jiān)管,也沒有考慮到整線的聯網需求,因此,該條高速公路上采用了五個品牌的矩陣控制主機。其中有部分矩陣系統已采用RS422/RS485的聯網方式,實現了局部聯網。但省高速公路管理局要求所有站點及分中心的圖像都需要上傳到省高速公路監(jiān)控中心,以便能及時、有效地掌握全省高速公路的路況信息,并及時地向公眾及媒體發(fā)布。

  本方案在設計時要求不更換各路段站點或分中心監(jiān)控系統的設備,經斟酌最后確定本聯網解決方案,其解決方案如下:

  在省高速公路監(jiān)控中心采用一臺網絡鍵盤和數字矩陣管理系統計算機,該網絡鍵盤具有以太網接口,通過鍵盤菜單設定網絡鍵盤的IP地址、子網掩碼和網關,通過網絡與監(jiān)控分中心、收費站及隧道管理所的矩陣系統進行組網。對于收費站、隧道管理所及分中心的矩陣系統,凡是無以太網接口的矩陣系統均需增加RS485/RS422轉網絡的轉換器。其具有一個網絡接口、一個RS485/RS422接口和一個RS232接口,通過轉換器管理軟件,可對ST-TR808設置或更改IP地址、子網掩碼和網關。其主要功能是將省高速公路監(jiān)控中心的網絡矩陣、網絡鍵盤或數字矩陣的控制命令通過網絡接收后,轉換為相對應矩陣的RS485/RS422控制協議,以此來實現對各收費站點、隧道管理所及分中心的矩陣系統進行控制。省高速公路監(jiān)控中心能控制前端多級矩陣系統,其中控制信號的連接為:所有站點矩陣的控制信號連接到網絡轉換器上,通過網絡轉換器連接到高速公路的通信系統,這樣,在省中心控制站點只要直接輸入某站點的網絡轉換器的IP地址就能對該某站點矩陣進行控制,不存在轉發(fā)延時等現象,使得遠程控制象本地控制操作一樣方便和簡單。而視頻信號分兩種方式傳輸,一種是通過視頻編碼器到通信系統,分中心及省中心可直接通過視頻解碼器來接收各路段圖像,不存在多級圖像切換的問題;另一種是站點矩陣的視頻輸出到路段分中心矩陣系統的視頻輸入,再由路段分中心輸出到省監(jiān)控中心,具體通路設置可在ST-MS750矩陣系統管理軟件上進行設置來實現。

  系統注意事項

  另外,此系統需要注意:\r\n1、關聯監(jiān)視器:在省監(jiān)控中心選擇監(jiān)視器來顯示各收費站點上傳的視頻圖像。有多少條上傳的視頻路徑便決定了在省監(jiān)控中心可以設定多少臺關聯監(jiān)視器,在每次進行登錄子網前在鍵盤控制器ST-CU750上進行設置,如果不設置則以默認鍵盤顯示屏上的監(jiān)視器號作為關聯監(jiān)視器。\r\n2、為了使系統正常穩(wěn)定地運行,應對通信系統中的防火墻做相關設置。

  結語

  隨著我國經濟的持續(xù)發(fā)展,高速公路將越來越多,高速公路的監(jiān)控問題也將成為人們討論的焦點,利用先進的技術、通過強大的矩陣系統聯網監(jiān)控是個不錯的選擇。\r\n

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