山东高速公路收费监视系统整体技术解决方案

-山东高速公路收费监视系统整体技术解决方案第一章 概 述11山东省高速公路信息管理系统建设背景目前全国的高速公路建设已从最早的初级公路建设发展到了现在以综合化、功能化为主要发展目标的建设，高速公路带给人们已不是原有的公路畅通，运输速度快捷，高速公路已经成为了各省市经济发展的主动脉，哪里的高速公路发达，那里必定会有发达的经济。而高速公路本身也从原来的基本公路建设发展到了今天注重管理、注重高效的综合性高速公路建设。山东省高速公路是山东省为实现全省“三纵、三横、一环”的公路网主框架目标的重要环节工程，也是山东省形成纵贯南北、横跨东西、覆盖全国的高速公路网的一个重要组成部分。为提高山东省高速公路网的整体运营效率、服务水平及交通安全条件，特按山东省交通厅决定的“总公司子公司管理处”的模式建立管理体制，对全省高速公路实行统一管理，并最终实行路网一次收费，“一票到底”的管理机制。按照这一体制建立的山东是高速公路信息管理系统主要包括收费、通信、监控三个子系统。本方案设计书主要是针对收费监控子系统所做的整套系统解决方案。12系统概况山东省高速公路收费监视系统是山东省高速公路信息管路系统的重要组成部分，主要用于对收费广场、收费亭、收费车道核收费站监视室的运行状况进行实时监视和录像，对有特殊车辆通过和发生意外事件的出口收费车道的驾驶图像进行自动抓拍。山东省收费监控系统的结构为山东省高速公路有限责任公司设置的通信总中心以地域划分的各子公司的通信中心按路段划分的管理处通信分中心外场设备。实行全省路网总体调控、分路段分级控制。一般说来高速公路与一般公路相比，具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为此，山东高速公路监控系统对机场高速公路全线实施交通流量和交通运行监视，对关键点进行气象检测，对关键路段实施交通适时控制，及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、舒适、经济地运营。 山东省高速公路信息管理系统针对山东省高速公路全省联网、统一收费的要求而设计的,采用”总公司子公司管理处“的三级管理模式。总公司为山东省高速公路有限公司，总公司下设四个子公司，每个子公司下设若干个管理处。整个高速公路信息管理系统包括收费系统、通信系统和监控系统三个子系统。收费系统一期工程中采用半自动收费方式，入口发卡、出口收费、人工识别车型、车辆监测线圈校核、闭路电视监视、计算机管理。收费系统计算机结构分为五级：收费总中心计算机系统、收费中心计算机系统、收费分中心计算机系统、收费站计算机系统和车道控制机系统，各级计算机系统之间通过TCP/IP协议实现网络数据传输。一期工程的实施范围包括：1个收费总中心、四个收费中心、19个收费分中心、62个收费站、411个收费车道。13与其它工程商的界面 1机房内设备与供电专业的界面划分在控制台附近的电源插座。供电专业将线路引入机房，并负责提供和安装专用的配电盘；从配电盘到电源插座由总承包商负责；从收费监视系统设备到电源盒的电缆引接由收费监视系统供货商负责。机房外设备与供电专业划分在设备附近的电源插座或电源接口。供电专业将线路引入收费亭，并负责提供和安装专用的配电盘；从配电盘到电源插座或电源接口由总承包商负责；从收费监视系统设备到电源盒的电缆引接由收费监视系统供货商负责。 2收费监视系统与车道设备的界面划分：收费监视系统与车道设备的界面划分在字符叠加器，字符叠加器由收费监视系统提供，安装在车道控制机内或通过串口与车道控制机相连，车道的车道控制机为字符叠加器预留一ISA/PCI插槽或提供一串口。字符叠加器和车道控制机的连接由收费监视系统供货商负责。 3收费监视系统与通信系统的界面划分在通信系统提供的2M通信端口，由收费监视系统供货商提供连接到通信系统提供的2M通信端口的全部连接设备及其所需线缆。 4外场摄像机到收费站的通信线缆、合建的收费管理机构之间网络连接所需通信线缆由总承包商负责，供货商需提供外场摄像机到收费站的视频和控制信号传输线缆、合建的收费管理机构之间网络连接所需传输线缆的技术要求，负责将已铺设的线缆连接到收费监视系统设备并完成相应的测试和调试。5外场摄像机的立柱、基础的安装、调试和测试等由供货商负责。第二章 收费监视系统构成山东省高速公路信息管理系统收费监视系统第一期建设1个收费控制总中心、4个收费控制中心、19个收费控制分中心（管理处）、67个基层收费站，共计437个收费车道。收费监视系统主要用于对收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室的运行状况进行实时监视和录像，对有特殊车辆通过和发生意外事件的出口收费车道的监视图像进行自动抓拍。根据在系统中所处的位置以及实现的功能划分，主要由外场设备、视频控制设备、抓拍设备、图像传输设备和图像处理软件五部分组成。21外场设备外场设备主要包括外场摄像机、摄像机防护罩、云台、支架、立柱、基础、视频复用光端机、尾纤及所需线缆等。211外场摄像机外场摄像机包括收费车道摄像机、收费亭摄像机、收费广场摄像机、收费站监视室摄像机及相应配备的摄像镜头、摄像机防护罩、云台、支架。2111收费车道摄像摄像机收费车道摄像机由彩色CCD摄像机、自动光圈定焦镜头、室外全天候防护罩、室外支架组成，安装在收费车道岛面上。当车道出现特殊车辆通过或发生意外事件报警时，视频矩阵自动切换该车道摄像机信号到主控多媒体计算机，进行相应特殊车辆通过或报警车道的抓拍图像。车道摄像机离开岛面约2米，摄像头迎车辆行驶方向，能清晰观察到车道的交通状况。考虑到车道摄像机应满足图像中车辆牌照号清晰、车型清晰等要求，选用480线高清晰度彩色摄像机以及带逆光补偿和视频驱动功能的自动光圈镜头，适应昼夜亮度变化，自动调节亮度，在高亮度及低亮度下均能得到清晰图像，可有效防止夜间由于车大灯的照射影响摄像质量而看不清行驶车辆的车牌号车型的现象发生。配备室外全天候防护罩，能防尘、防雨、防雪、防雾、防腐蚀，并配有遮阳罩。2112收费亭摄像机收费亭内摄像机由彩色CCD摄像机、自动光圈定焦镜头、铝合金室内防护罩、室内支架组成，安装在收费亭右侧上方，视角覆盖亭内收费员操作台和收费员，同时可以通过收费窗口看到收费车道内车辆的局部情况。主要用于监视整个收费过程，适应昼夜亮度变化，自动调节亮度，在高亮度及低亮度下均能得到清晰图像。2113收费广场摄像机收费广场摄像机可以监视整个收费广场的收费运行情况和交通状况，由彩色CCD摄像机、自动光圈10倍长焦距变焦镜头、室外全天候防护罩、室外全天候云台组成，安装在广场路肩的12米高的镀锌钢材立柱上。广场摄像机可以水平355 转角，垂直向上30、向下60 转角，达到方圆可视半径2公里，适应昼夜亮度变化，自动调节亮度，在高亮度及低亮度下均能得到清晰图像。主线收费站收费内、外广场各设1台广场摄像机，有收费辅站的在收费辅站外广场设1台广场摄像机。2114监视室摄像机监视室摄像机由半球型彩色CCD摄像机、自动光圈定焦镜头、铝合金室内防护罩、室内支架组成，适应昼夜亮度变化，自动调节亮度，在高亮度及低亮度下均能得到清晰图像。监视室摄像机安装在收费站监视室主控台、机柜的对面墙壁上，视角覆盖监视室内控制台、控制显示设备和管理员。监视室图像不在收费站监视室显示，但可在收费分中心、收费中心、收费总中心任意调看。212立柱、基础摄像机立柱采用镀锌钢材结构，能有效地防止雨、雪及车道内污物的腐蚀，在强风下不会晃动。车道摄像机立柱高约1.5米，保证车道摄像机离开岛面约1.5米，摄像头迎车辆行驶方向，能清晰观察到车道的交通状况。广场摄像机立柱高约12米，保证其能进行较大的观察范围。213线缆线缆包括所有外场摄像机图像传输到收费站控制室的同轴视频线缆、控制室视频矩阵控制外场摄像机云台镜头的控制数据屏蔽线缆，如果摄像点到收费站控制室的距离超过800m，同轴电缆传输由于视频信号衰减太大，需要铺设光缆结合视频复用光端机来传输视频图像和相应控制数据。214视频复用光端机用单模光纤光缆代替同轴电缆进行模拟视频信号的传输，给监控系统增加了高质量、远距离传输的有利条件，其传输特性和多功能是同轴电缆线所无法比拟的。光缆传输具有传输距离长、传输容量大、传输质量高、保密性能好等优点，但也存在施工难度大、器材成本高等缺点，为了达到系统设计达到优良性能指标，并且适当降低成本的目的，所以在收费站视频传输超过800m距离时使用光缆传输，作为同轴电缆传输的有效补充和增强。视频光端机必须有发射端和接收端成对使用。发射端由激光发射器和激光调制器组成，可以将多路模拟视频信号调制到一芯光纤中传输；接收端由激光接受器和激光解调器组成，可以将光纤中传送信号解调成多路模拟视频信号。在合建的收费站、收费分中心、收费中心、收费总中心之间，图像的传输没通过SDH光纤通信系统进行数字传输的，根据距离情况同样需要同轴电缆或光纤进行模拟信号传输，22视频控制设备视频控制设备是整个收费监视系统的核心控制部分，主要包括多媒体视频控制矩阵、矩阵译码器、四画面处理器、普通监视器、长延时录像机、控制台机柜屏幕墙以及控制数据线缆组成，分别安装在收费站监视室、收费分中心、中心、总中心控制室。221多媒体视频控制矩阵多媒体视频控制矩阵是视频控制设备的核心设备，而视频控制设备是整个收费监视系统的核心控制部分，所以可以理解视频控制矩阵是整个收费监视系统的核心设备。视频控制矩阵分别安装在收费站、收费分中心、收费中心、收费总中心控制室，构成收费监视系统分级控制的主链路。视频控制矩阵可以实现级连控制，即总中心矩阵的控制指令，中心矩阵除实现总中心对中心的控制动作外，并将总中心对分中心、收费站的控制指令解释并传送到分中心矩阵，依次类推，总中心对中心矩阵、分中心矩阵、收费站矩阵都可以进行自由控制，同理，中心对分中心、收费站也可实现级连控制。在级连控制系统中，总中心、中心、分中心、收费站的控制权限依次降低。外场设备在收费站监视室连接到收费站视频控制矩阵的输入部分，上传部分的传输设备在收费站及收费分中心、中心连接到视频控制矩阵的输出部分，而接收部分的传输设备在收费分中心、中心、总中心连接到视频控制矩阵的输入部分，视频控制设备中的其他设备，包括译码器、监视器、四画面处理器、长延时录像机均连接到视频矩阵的输出部分。视频控制矩阵具有以下功能特点： 1视频控制矩阵基于先进的模块化设计思路，适用于各种大中小规模系统，并便于未来系统的扩展； 2视频控制矩阵内置可编程中文字符叠加装置，可实现日期、时间、摄像机编号等字符叠加，并可将任意汉字通过多媒体计算机传送至各监视器上。 3具有万能切换、分组切换、自动切换功能，任意两路视频信号切换延迟时间小于100ms。 4视频控制矩阵采用总线控制方式，无需中继器或分配器，可直接挂载128个解码器，布线简单有效。 5可以进行全屏幕汉字编程，可根据屏幕上的汉字提示，编辑点切时间、点切上限、屏幕叠加字符位置、日期时间、主机密码等参数。 6可实现多级管理、多级分控、全矩阵联动。多达七级分控计算机或分控键盘，每一分控计算机或分控键盘均可独立对系统进行控制。矩阵控制软件是视频控制矩阵的人机接口部分，专门配合天财多媒体监控系统使用，矩阵所有的功能都是由软件来实现操作的。矩阵控制软件是基于Windows环境的图形化操作界面，将先进的多媒体技术利用在传统的监控系统中，不但大大简化了硬件设备和器材，而且使得处理和控制更加精确、可靠。同时它具备Windows环境下应用软件的诸多功能，可以方便的完成预置编程、图像抓拍打印、实时监听等多媒体功能。矩阵控制软件具有以下功能特点： 1具有实用的管理及分级口令设置，多级电子密码实现安全管理，支持在线帮助及在线查询功能。 2独创造字功能，汉字录入编辑方便高效、传送快捷，并可实现自创图形的发送及显示。 3方便实用的真正多媒体界面设计，合理的功能化按键分区，图标会意化按键设计，操作简单直观，工作状态指示明确。 4多媒体监视图像，画面质量可调，提高画面清晰度，抓拍图像以通用的BMP或JPG格式存储在硬盘上，方便进一步网络处理和打印。 5操作简单但功能强大的菜单选项，可方便快捷地完成多种参数设置，独创系统自检功能，便于系统的快速维护。 6独具一格的实时多媒体报警联动模块，保证布防后警情发生时主控计算机监视器画面的及时切换，具有强大的电子地图功能，222矩阵译码器矩阵译码器是监控视频控制矩阵的配套产品，将视频控制矩阵发来的控制数据指令翻译成云台镜头可以理解的电平信号，安装在收费站广场摄像机立柱上，用于控制广场摄像机云台、变焦镜头、防护罩雨刷、现场灯光等。矩阵译码器采用先进的总线式控制信号传输方法，具有众多控制功能，支持多种摄像机、镜头、云台控制方式。不仅接线简单、功能齐全、兼容性强，更具有现场脱机自测和现场编址的独特能力。223四画面处理器在收费站要对其管辖范围内所有收费车道和收费亭进行24小时实时监视，在收费分中心、收费中心、收费总中心要同时实时监视多路下属机构上传实时监视图像，采用四画面处理器分割显示，可大幅度减少监视器的使用数量，有效降低系统显示部分成本。收费站的四画面处理器直接连接从收费车道、收费亭通过同轴视频电缆或光纤传输过来的视频图像，将环接的视频信号连接到视频控制矩阵的输入部分。而在收费分中心、收费中心、收费总中心，四画面处理器连接到视频控制矩阵的输出部分，通过矩阵切换达到显示任意地点图像。224监视器监视器作为显示设备，分别安装在收费站监视室、分中心、中心、总中心控制室。一部分作为主监视器，用在抓拍系统中结合长延时录像机使用，一旦特殊车辆通过或发生紧急情况进行抓拍同时实时监视并进行录像；一部分配合四画面处理器和长延时录象机，在收费站显示收费车道、收费亭摄像机图像，同时进行24小时实时监视和录象。在分中心、中心、总中心显示从下级上传来的图像；还有一部分在收费站使用，直接一对一显示广场摄像机图像。在收费站，主监视器使用21”规格，普通监视器使用21”规格；在收费分中心和收费中心，主监视器使用21”规格，普通显示器使用21”规格；在收费总中心，主监视器和普通显示器都使用21”规格；在山东省高速公路收费监视系统中，视频控制设备按控制级别分为收费总中心控制设备、收费中心控制设备、收费分中心控制设备、收费站控制设备四级控制部分，各控制设备即相对独立，又在系统统一权限配置的安排下紧密联系，分级控制。收费总中心、收费中心、收费分中心、收费站都可选择察看其管辖范围内任一收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室的实时监控图像，都可以对云台镜头进行控制，控制的优先级由高到低依次为收费总中心、收费中心、收费分中心、收费站，并且实时监视图像切换时间小于2秒。因此整套视频控制部分可形成逐级控制网络，负责实时监视辖属收费站的运行状况和进行录像。以收费总中心为例说明系统控制过程：收费监视总中心视频控制设备包括多媒体视频控制矩阵、具有全省收费站电子地图的控制软件、四画面分割器、长时间录像机。利用主控计算机指令总中心多媒体视频矩阵发出控制信号依靠传输设备及线路依次通过中心矩阵分中心矩阵收费站矩阵，视频信号依次通过收费站矩阵分中心矩阵中心矩阵总中心矩阵，通过四画面分割器实时显示收费中心上传图像，通过主监视器显示自主选择察看全省任一收费广场、收费亭、收费车道、收费站监视室的实时监视摄像机的图像并对关注图像进行录像，同时可以控制全省任一收费广场摄像机的全方位云台镜头，并具有系统中最高的切换察看及动作控制权限。23抓拍设备收费站抓拍设备是收费站用于出现特殊车辆（无卡、坏卡车、车型不符、免费车等）通过站口时，以及当收费站发生特殊情况，如有车辆恶意闯关、人员发生纠纷、出现交通事故等时进行数字化自动/人工抓拍，并可以查询、保存、打印、处理抓拍图片信息的有关设备和器材。主要分为软件和硬件两大部分。抓拍软件是收费站多媒体矩阵控制软件的一个独立外接模块，当它与矩阵控制软件集成后，就可以采集多媒体矩阵主机输出的监视图像，进行及时的抓拍。抓拍软件还提供按照时间、人员等多种条件进行查询的功能，对抓拍的图像文件可以进行查询、保存、打印等处理，但并不影响多媒体视频矩阵的正常监视工作。 硬件部分包括收费亭控制计算机、光盘刻录机、收费站监视室站抓拍设备，以及收费车道触发感应系统等。系统抓拍的图像储存在计算机的硬盘内，定期由光盘刻录机进行光盘刻录。当发生特殊情况时，收费站监视室站抓拍设备可以进行人工操作的站抓拍。抓拍系统启动操作需要收费车道触发感应系统的信号触发，同时也可人工介入操作。24图像传输设备图像传输设备包括两部分传输设备，分别安装在收费站监视室、收费分中心控制室、收费中心控制室和收费总中心控制室：一部分用于合建的收费站、收费分中心、收费中心、收费总中心之间，根据距离远近，使用同轴电缆或光纤进行模拟信号传输；另一部分通过高速公路SDH光纤同步数字传输通信系统提供的2M标准E1信道，使用图像编解码器进行数字视频信号的传输。241视频复用光端机用单模光纤光缆代替同轴电缆进行模拟视频信号的传输，给监控系统增加了高质量、远距离传输的有利条件，其传输特性和多功能是同轴电缆线所无法比拟的。光缆传输具有传输距离长、传输容量大、传输质量高、保密性能好等优点，但也存在施工难度大、器材成本高等缺点，为了达到系统设计达到优良性能指标，并且适当降低成本的目的，所以在合建的收费站、收费分中心、收费中心、收费总中心之间，视频传输超过800m距离时使用光缆传输，作为同轴电缆传输的有效补充和增强。视频光端机必须有发射端和接收端成对使用。发射端由激光发射器和激光调制器组成，可以将多路模拟视频信号调制到一芯光纤中传输；接收端由激光接受器和激光解调器组成，可以将光纤中传送信号解调成多路模拟视频信号。242图像编解码器图像编解码器包括图像编码器和图像解码器两种设备，分别安装在收费站监视室、收费分中心控制室、收费中心控制室和收费总中心控制室，使用高速公路SDH光纤同步数字传输通信系统提供的2M标准E1信道，负责收费站与收费分中心、分中心与中心、中心与总中心之间的高质量的实时图像图像和视频矩阵控制数据远程传输。2421图像编码器图像编码器是在2M标准E1信道（G.703接口）上实现高质量的实时图像及声音传输的专用设备。图像编解码采用国际上流行动态图像视频压缩MPEG-I标准，保证在E1信道上提供最优秀的图像质量。图像编码器采用工业级标准的191U机箱，设有防死机，故障自动修复等容错功能，具有很高的可靠性。可直接与数字光端机、数字微波及无线扩频设备互连。另外还有透明RS232RS485数据通道，用于传输视频矩阵控制数据。E1信道视音频编码发送器接口包括： 1一个复合视频输入75 BNC接口，PALNTSC制式自适应。 2一个音频输入300LINE立体声RCA接口。 3三个RS-232透明数据口 DB9接口。 4一个RS-485透明数据口 AB(占用一个串口)接口。 5一个G.703 E1主通信口标准75BNC接口。 6一个220V供电接口2422图像解码器图像解码器是在2M标准E1信道（G.703接口）上实现高质量的实时图像及声音传输的专用设备。图像编解码采用国际上流行动态图像视频压缩MPEG-I标准，保证在E1信道上提供最优秀的图像质量。图像编码器采用工业级标准的191U机箱，设有防死机，故障自动修复等容错功能，具有很高的可靠性。可直接与数字光端机、数字微波及无线扩频设备互连。另外还有透明RS232RS485数据通道，用于传输视频矩阵控制数据。E1信道视音频解码接收器接口包括： 1一个复合视频输出接口75 BNC接口。 2一个音频输出口300LINE立体声RCA接口。 3三个RS-232透明数据口 DB9接口。 4一个RS-485透明数据口 AB(占用一个串口)接口。 5一个G.703主通信口75BNC接口。 6一个AC220V供电接口。图像编码器和图像解码器必须成对使用，除可单向有收费站向分中心、中心、总中心实时传输音视频图像外，还可以利用透明数据信道，传输控制数据，实现收费监视系统四级控制体系中视频矩阵控制指令的双向传输，实现任意切换调看图像和远程云台镜头的控制。25图像处理软件部分系统软件：主控计算机采用当今流行的VB、VC、PB等流行的软件开发出的软件控制，人机操作界面为WINDOWS图形界面。主控计算机负责计算机与计算机之间、计算机与其它设备的通信，并监视监控中心的通过快速以太网连接起来的整个计算机系统的工作状况。软件模块包括：通信控制模块：与主计算机通信，并通过主计算机实现电子地图功能、CCTV控制系统以及各收费站监控系统设备的通信。显示模块：将所有设备的信息和运行状况、报警与故障等，在屏幕上和相应外设上实时显示出来。事件记录模块：对设备的任何操作、系统所发生的任何故障和变化、对事故的处理等都被记录和存贮。数据存储：对所有系统和设备的信息可根据需要进行存贮。事件报表生成：可打印各种交通状况、收费信息、设备工作状况的报表及分析图。自检模块：周期性地或按监控中心的指令，检查自身及其所控制设备的运行状态。第三章 系统功能天大天财公司对山东省高速公路收费监视系统提供多媒体视频矩阵控制和远程图像传输编解码解决方案，可以实现以下功能：1天财监控系统满足山东省信息管理系统所提出的收费站、收费分中心、收费中心、收费总中心四级管理体制的要求，即建立收费总中心、收费中心、收费分中心、收费站等可以实现逐级控制、有机统一的管理体系，2在四级管理体制中，系统满足表述中所规定的下级上传上级所规定的视频通道数，各收费总中心、收费中心、收费分中心所应收到的视频通道数详见（附录一）。3收费站、收费分中心、收费中心、收费总中心可选择查看其管辖范围内的任意一收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室的适时监视图像，且满足适时监视图像切换时间小于2秒的功能要求，天财监控系统并可对任意动点进行控制。4系统设置对收费监视图像进行选择、切换查看的优先级时，由高到低为收费总中心、收费中心、收费分中心、收费站等。5收费分中心和收费站可对云台进行控制，其控制的优先级由高到低依次为收费分中心、收费站。6收费广场、收费车道和收费亭的视频信号通过同轴电缆或光缆传输到收费站监视室。7天财监控系统抓拍系统需对有特殊车辆通过或发生特殊情况各出口收费车道的监视图像时可以进行数字化抓拍；在满足抓拍功能要求的前提下，可采用车道抓拍或站抓拍方式，且具有预抓拍功能。8抓拍图像存储于个收费站服务器中，其上级各中心查询抓拍图像的响应时间本地不大于2秒，异地不大于5秒。9收费分中心、收费中心收费监控系统虚伪山东省高速公路收费监视系统二、三、四期工程在相应视频切换设备预留输入、输出端口。收费监视系统切换设备还需按四期工程预留20%的输入、输出冗余端口。3 1收费站闭路电视监视系统 针对山东省高速公路收费站闭路电视监视系统的具体要求，考虑到山东省高速公路信息管理系统的管理结构，天大天财公司提供模拟方式的一整套解决方案。该方案具有以下主要功能。 1收费站闭路电视监视系统作为整个收费监视系统的最基本组成元素，同时满足向各个收费分中心、收费中心和收费总中心传送视频图像信号、控制信号、抓拍信息等数据的基本功能。 2向收费分中心上传监视图像的路数为：N/3取整加1（N为收费站的车道数），少于3车道的收费站上传2路。合建的收费站通过同轴电缆或光缆传输。 3收费站的监视室可以选择查看其管辖范围内任一收费广场、收费亭、收费车道的实时监视图像，实时监视图像的切换时间在1秒之内。 4收费站可以对现场点的云台、电动镜头等进行控制。 5收费广场、收费车道、收费亭的视频信号通过同轴电缆传输到收费站监视室。 6抓拍系统能够对有特殊车辆通过或发生特殊情况的出口收费车道的监视图像进行软件数字化抓拍。在此基础上，采用车道抓拍和站抓拍结合的方式，同时具有预抓拍功能。 7通过配套软件能够随意根据抓拍时间、日期查询抓拍图像，响应时间在2秒以内。311收费车道部分 1车道摄象点主要由摄象、基柱、基础等三部分组成。 2车道摄象部分包括摄像机、镜头、室外防护罩这三部分。考虑到车道处监控点应满足拍摄图像中车牌照号清晰、车型清晰等要求，方案中采用韩国三星航空SDC-450彩色摄像机，可很好满足系统的要求。摄像机在合适的角度对准驶进收费站的车辆前部，拍摄收费车辆的全貌。考虑到收费站为日夜全天候开放，故选用日本精工AVENIR自动光圈镜头。当车大灯照射时，镜头通过视频驱动的方式自动关小光圈，可有效防止夜间由于车大灯的照射而影响摄像质量的现象发生。而由于摄像机带有的逆光补偿功能，监控图像依然可以显示车辆的车牌及车型。这样就能够满足实时监控、对特殊车辆通过或发生特殊情况的出口收费车道的监视图像进行软件抓拍的要求。 3由于车道处的车辆慢行并停止，最终通过收费厅，空气中含有大量尘埃。另一方面，由于车辆停止并且空气的流动性较其它地方的要差，国内的汽油及柴油经使用并由汽车排放后，尾气中有害物质及含腐蚀性的物质极易对周围的设施造成腐蚀，车道处的汽车尾气在空气中的含量要较其它地方的要高得多。第三，此工程施工地处在山东地区，常年受海洋环境的影响，全省均有海雾的潮湿影响，因此系统中防护罩的防腐蚀性指标也非常重要。综合以上因素，车道监控系统中的防护罩的密封型要绝对严密。考虑到车道监控收费厅两侧均有相应的遮雨环境，因此从节省成本方面考虑选用无雨刷的室外防护罩。根据以上原因，系统中防护罩采用天津亚安YA-4718室外防护罩，可有效并经济的满足以上分析中各类要求。 4由于车道处属于过往车辆停车、起步的地方。车辆的发动机振动，会直接影响监控设备，使其拍摄的图像出现振动的画面，严重影响拍摄甚至录像的画面的质量，因此器材的防振动性在此系统中也占到了相当重要的地位。车道监控系统中的基柱采用钢柱结构，钢柱顶端采用法琅盘构件，与防护罩之间采用铁制支架连接，基柱安装在车道隔离带的坚实的水泥基础上，此种结构中的材料均采用非弹性材质，这样有效的避免了因振动而产生的画面质量降低的负面效果。312收费广场部分收费站闭路电视监控系统中，收费广场监控点是重要组成部分。根据山东高速公路收费监控系统的要求，在临时主线收费站收费广场内、外广场需要各设1台广场摄像机，一期仅有德州起点主线收费站只设内广场摄像机；其它匝道收费站收费广场均在外广场设一台广场摄像机。一期工程中共设83台摄像机。收费站监视室可对收费广场摄像机的镜头和云台进行控制。由于内、外广场摄像机均安装在高为12米的标杆上，且配有室外全天候云台和10倍电动变焦镜头，因而是整个收费站内观察范围最大的摄像点，可观察的半径在2公里以上。通过内广场摄像机可以对一定距离内在高速公路上行驶的所有车辆的情况进行全面的监看，由于其观察范围大，转动灵活，同时可以通过镜头的变倍观察细节画面，有利于在站内的控制人员掌握观察半径内所有车辆的动向，及时发现车辆在高速公路上行驶时出现的异常情况并加以处理。外广场摄像机观察的是高速公路路口以外的部分。通常有较多车辆停靠，同时有较多人员在活动，通过外广场摄像机可以居高临下地对收费广场上的整体情况进行观察，同时可以在车辆驶出高速路口时，保持对其进行一定时间的跟踪观察。由于抓拍系统提供的只是静态的图像或照片，所以当车辆刚刚驶上/下高速公路的一段时间内，可以通过内、外广场摄像机的联合观察保留下完整的跟踪录像资料，为可能发生的异常情况的处理提供比较完整的动态的依据。313收费亭部分 1收费亭是每个高速公路收费站的一个重要组成部分，收费亭内收费员的收费情况必须得到收费站及收费中心的实时监控及录象，以避免收费员舞弊，并为误收费及其他纠纷提供证据。山东省高速公路收费站监控系统第一期工程共计设267座收费亭，每个收费亭设一个三星彩色摄像机，配置6毫米自动光圈精工镜头，用以监视每个收费亭收费员车型分类情况和车道通行费收取情况。2由于收费情况涉及到钞票等票据的问题，对摄像机色彩还原、分辨率等参数的要求比较高，因此我们采用韩国三星航空SDC-450高清晰度彩色摄像机。摄像机以吸顶方式安装在收费亭内，镜头正对收费口，可全面监视收费亭内工作人员收费情况。由于收费亭内光线变化范围比较大，因此选用日本精工牌自动光圈镜头，它可根据外界光线的变化自动调节光圈，以保持摄像机输出图像的稳定、清晰。考虑到收费亭内空间狭小等客观因素，采用天津亚安小型室内铝合金防护罩进行防护，具有美观、占地小等特点。314收费站监视室部分 1收费站监视室是山东省高速公路收费站监视系统的核心组成部分，可以对站内收费广场、收费亭、收费车道的运行状况进行实时监视，并以四画面的形式进行实时24小时监视和录像。收费站监视室另设一部三星航空彩色摄像机配合日本精工自动光圈镜头，其监视图像不在收费站监视室显示，但在收费分中心、收费中心和收费总中心可任意调看，以便上级单位监督查看。2收费站监视室由监视录像部分和监视摄像部分两部分构成，监视录像部分用于对其管辖范围内所有收费广场等部分的运行状况以四画面的形式进行实时24小时监视和录像；监视摄像部分可供收费分中心、收费中心和收费总中心任意调看。315收费站其余监视设备部分 1收费站采用四画面分割处理器对所管辖的范围内的所有收费车道和收费亭进行24小时实时监视，配合长延时录象机进行录象。对于收费广场的视频信号则传到监视器上实行单画面的实时监视，并配合长延时录象机进行录象。 2根据收费站的具体需要，出、入口收费车道的监视图像经过天大天财TC-9101动态字符叠加器或天大天财TC-9004H静态字符叠加器，叠加了不同的相关信息，这可以使各级监视人员很方便直观的了解到收费站的具体收费细节，从而监督管理收费站的工作。另外，这些图像可以经过录象成为存档的资料，以备核查。出口收费车道的监视图像叠加了收费站的名称、收费员代号、出口收费车道代号、收费金额、日期、时间、车型、序列号等相关信息。入口收费车道、收费亭、收费广场的监视图像由于只需了解其时间信息，所以通过静态字符叠加器叠加日期、时间、自定义文字等固定信息。 3在收费站闭路电视监控系统中，采用长延时录象机进行视频监视图像资料的保存，录象带是不可缺少的存储介质。录象带是可重复使用的廉价介质，其存储图像资料的时间受环境、人为因素的影响也不可过长。考虑到以上原因，只要无长期存档保存的必要，7天后的录象带可以清洗重复录象。这样，每一个收费站所需的录象带数量就是所有长延时录象机数量的7倍。 4德州起点主线收费站的收费车道数为12个，为山东高速公路线路中最大型收费站。此收费站监视室设2台主监视器进行观察。总系统中的其它收费站车道数均在8个以下，因此这些收费站的监视室设1台主监视器进行观察。当有特殊车辆通过或发生特殊情况需要抓拍时，抓拍系统就可以自动实时将主监视器的画面切换到这个车道，以便监控人员观察现场图像，迅速了解情况，同时长延时录象机也开始将此段图像记录下来，进行资料存档。 5收费站向收费分中心上传监视图像的路数为：N/3取整加1（N为收费站的车道数），少于3车道的收费站上传2路。合建的收费站通过同轴电缆或光缆传输。316收费站抓拍系统部分抓拍系统是由车辆检测系统和抓拍记录系统构成。其中车辆检测器采用环形线圈检测器，环形线圈埋设在道路路面中，并与环形检测器相连，当车辆通过环形线圈时引起磁通路电感的变化，对车辆进行监测。来自传感器的信号由设置在路旁的微处理器进行预处理。并将处理后的数据通过综合通信网上传至监控中心计算机。检测器能可靠的检测过往高速公路的任何车辆，包括从摩托车到高车身车辆，拖车作为一辆车检测。检测器处理部分的设计应与线圈和探头相匹配，并能防止由于临近车道车辆造成的误检。抓拍记录部分主要通过软件配合计算机等硬件设备实现。具体功能描述及实现方式如下： 1对于收费站而言，出现特殊车辆（无卡、坏卡车、车型不符、免费车等）通过站口时，收费站工作人员需要提高警惕，认真核对后进行相应的处理，这样就需要在收费系统操作中输入属于特殊数据的信号。设置在车道中的彩色摄像机收到这些信号后，立刻联动收费监控系统的控制软件，其中的抓拍功能随之启动，在计算机中记录下清晰完整的抓拍车辆照片车道抓拍即可以实现。 2当收费站发生特殊情况，如有车辆恶意闯关、人员发生纠纷、出现交通事故等，就会立刻触发收费监控系统中的报警系统，或者由工作人员启动报警系统。监控控制软件在这些条件下，利用车道摄像机传来的实时图像，进行不失时机的抓拍，给事故的处理工作带来方便和证据。 3当系统进行抓拍动作时，能够采用天大天财动态字符叠加器叠加收费站名称、收费员代号、出口收费车道代号、收费金额、日期、时间等动态相关信息。以便事后处理时分类查找。4. 收费站的收费监视系统软件实现抓拍功能为并行工作法，能够对单车道、两车道或多车道同时进行抓拍，图片保证及时清晰，可以清晰分辨车辆的车型和车牌号。5. 收费监视系统软件中的抓拍系统提供多级用户查阅资料的功能，不仅可以满足收费站本地查询，还能够在收费分中心、收费中心、收费总中心对抓拍图片进行查询时，保证向他们上传符合查询条件的数字化抓拍图片，即一定格式的图片文件。另外这些图片文件还带有由动态字符叠加器产生的相关的交易信息。由于利用专用网络传输，查询抓拍图像的响应时间科保证在2秒之内。6. 由于收费站每天的抓拍图片数量均不在少数，收费监视系统软件中的抓拍系统生成的图片文件在计算机配套软硬件的支持下可以进行数字化的压缩处理，并进行存储。在连接彩色喷墨打印机时可以输出高质量的彩色图片。7. 收费监视系统软件中的抓拍系统可以根据用户的具体需要定义多种查询方式，如可以按照收费员代号、车道代号、日期、时间等单一条件进行查询。也可以根据其中的几项综合条件进行联合查询。查询软件界面友好，全中文操作，操作人员可轻易掌握查询方法。8. 由于收费监视系统的抓拍工作是通过软件进行的，它同收费站监视系统的实时图像传输相对独立，因此，收费监视系统抓拍时不影响收费分中心、收费中心、收费总中心对任一收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室实时监视图像的调看。9. 在收费站闭路电视监控系统中，采用硬盘作为抓拍图像资料的保存介质。计算机硬盘是可重复使用的高安全性、大容量的介质，其存储图像资料的时间受环境、人为因素的影响较小，但大量的无存档价值的抓拍图片长时间存储在硬盘上也会影响计算机的正常运行。考虑到以上原因，只要无长期存档保存以备查询的必要，7天后的抓拍图像将通过光盘刻录机将图像信息保存在光盘介质上。这样，每一个收费站的抓拍图片在计算机硬盘上一般设置保留期限为7天，软件系统会自动提醒工作人员及时刻录抓拍图像。10在满足抓拍功能要求的前提下，收费站闭路电视监控系统中采用车道抓拍和站抓拍两种抓拍方式。收费车道摄像机的图像通过抓拍软件自动进行记录，称为车道抓拍。收费站监视室根据传来的图像进行人工鉴别选择抓拍，称为站抓拍。考虑到驶入收费车道的车辆在收费亭停留时间较短，为保证车道抓拍没有遗漏，收费站监控抓拍系统具有预抓拍功能。在车辆驶入车道的初期就进行抓拍，但并不存储在系统中（相当于定格），直到收费系统确认此车辆为特殊车辆或发生特殊情况时，才启动存储功能，否则即放弃。32收费分中心闭路电视监视系统1各收费分中心按四期总共接收下属收费站上传实时监视图像，路数计算，少于16路（含16路）的收费分中心采用单画面显示收费站上传实时监视图像；大于16路的收费分中心采用四画面显示收费站上传实时监视图像。2聊城收费分中心采用4个四画面+2个单画面进行混合显示下属收费站上传实时监视图像；临沂收费分中心一期采用1个四画面+1个但画面进行组合显示下属收费站上传实时监视图像，四期采用4个四画面+2个单画面进行组合显示下属收费站上传实施监视图像；莱五分中心四期采用4个四画面+2个单画面进行组合显示下属收费站上传实时监视图像。3设置一台主监视器和录像设备，对所关注的图像进行监视、录像。如无特殊需要，录像一般保留7天，7天后对录像介质进行重复录像，必要时，有关录像可随时转储备份。4可自主选择、切换察看其管辖范围内任意收费广场、收费厅、收费车道和收费站监视室的实时监视图像，实时监视图像切换时间不超过2秒。5可对其管辖范围内的收费广场摄像机的镜头和云台进行控制。6收费分中心上传收费中心监视图像的路数为分中心下辖的收费站的数目，少于2个收费站的分中心上传2路。图像远距离传输利用高速公路通信系统提供的SDH/2M通信通道资源，采用数字化传输模式；与收费中心合建的收费分中心通过同轴电缆或光缆传输。7可对其管辖范围内收费站的抓拍图片进行检索、查询和打印。查询抓拍图像的响应时间不大于5秒。8须为山东省高速公路收费监视系统二、三、四期工程预留相应通讯端口。33收费中心闭路电视监视系统1以四画面方式显示收费分中心上传图像。2设置一台主监视器和录像设备，对所关注的图像进行监视、录像。如无特殊需要，录像一般保留7天，7天后对录像介质进行重复录像，必要时，有关录像可随时转储备份。3可自主选择、切换察看其管辖范围内任意收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室的实时监视图像，实时监视图像切换时间不超过2秒。4收费中心上传总中心的监视图像的路数为中心下辖管理处的数目。鲁东和鲁南中心的图像传输利用高速公路通信系统提供的SDH/2M通信信道资源，采用数字化传输模式；鲁西和基建中心的图像传输通过同轴电缆或光缆传输。5可对其管辖范围内收费站的抓拍图片进行检索、查询、和打印，查询抓拍图像的响应时间不大于5秒。6须为山东省高速公路收费监视系统二、三、四期工程预留相应通讯端口。34收费总中心闭路电视监视系统1以四画面方式显示收费中心上传图像。2设置一台主监视器和录像设备，对所关注的图像进行监视、录像。如无特殊需要，录像一般保留7天、7天后对理想介质进行重复录像。3可自主选择、切换察看任意收费广场、收费亭、收费车道和收费站监视室的实时图像，实时监视图像切换时间不超过2秒。4可对其管辖范围内收费站的抓拍图片进行检索、查询和打印、查询抓拍图像的响应时间不大于5秒。第四章 主要器材技术指标41系统器材构成l 收费车道摄像机l 收费亭摄像机l 收费广场摄像机l 收费站监视室摄像机l 动态字符叠加器l 视频控制矩阵l 主监视器 / 普通监视器l 光盘刻录机l 长延时录像机l 彩色四画面处理器l 图像编码器 / 图像解码器l 视频采集卡l 计算机42系统设备技术指标421收费车道摄像机收费车道摄像机由彩色CCD摄像机、自动光圈定焦镜头、室外全天候防护罩组成，安装在收费车道岛面上。主要技术指标如下：4211彩色CCD摄像机（韩国三星SDC-450摄像机） 11/3”彩色摄像机。 2解像度480线，410,000像素。 3最低照度：1.47Lu*（F1.2），0.65Lu*（F0.8）。 4视频输出：1.0Vp-p PAL复合，75/BNC接头。 5适应昼夜亮度变化，自动亮度调节。 6信号制式：PAL制式。 7信噪比：50dB。 8白平衡：自动/手动。 9电子快门：1/601/10,000秒（自动/手动）。10电源：AC24V / DC12V / AC230V。11工作环境温度范围：-10 +50。12工作环境湿度范围：30% 80%。13内置数字运动监测功能。14超级背光补偿。15宽动态范围功能。4212自动光圈镜头（韩国三星SLA-084C镜头） 1固定焦距、自动光圈。2标准“C”镜头支座。3焦距长度：8mm。4213室外防护罩（国产天津亚安YA4718室外防护罩） 1对雨、雪、雾和灰尘等提供整套防护。2加热器功率：50W。3风扇功率：20W。4自动温度调节：温度低于0开始加热，高于20停止；温度高于+40开始降温，低于+20停止降温。5额定风负荷：不小于36m / s。6电源：AC220V，50/60HZ。7工作环境温度范围：-30 +49。8工作环境湿度范围：10% 90%（设备无雾化）。422收费亭摄像机收费亭摄像机由彩色CCD摄像机、自动光圈定焦镜头、铝合金室内防护罩、室内支架组成，安装在收费亭内，视角覆盖亭内收费员操作台和收费员，同时可以通过收费窗口看到收费车道内车辆的局部情况。主要用于监视收费过程。主要技术指标如下：4221彩色CCD摄像机（韩国三星SDC-450摄像机） 11/3”彩色摄像机。 2解像度480线，410,000像素。 3最低照度：1.47Lu*（F1.2），0.65Lu*（F0.8）。 4视频输出：1.0Vp-p PAL复合，75/BNC接头。 5适应昼夜亮度变化，自动亮度调节。 6信号制式：PAL制式。 7信噪比：50dB。 8白平衡：自动/手动。 9电子快门：1/601/10,000秒（自动/手动）。10电源：AC24V / DC12V / AC230V。11工作环境温度范围：-10 +50。12工作环境湿度范围：30% 80%。13内置数字运动监测功能。14超级背光补偿。15宽动态范围功能。4222自动光圈镜头（韩国三星SLA-084C镜头） 1固定焦距、自动光圈。2标准“C”镜头支座。3焦距长度：8mm。4223室内防护罩（国产天津亚安Y4603室内防护罩） 1铝合金材质/ABS。2外形尺寸：360*90*105mm。3工作环境温度范围：-10 +504工作环境湿度范围：10% 90%。423收费广场摄像机收费广场摄像机可以监视整个收费广场的收费运行情况和交通状况，由分别设置在收费广场入口和出口两侧的两台彩色CCD摄像机、变焦镜头、解码器、云台、室外防护罩、12米立杆组成。主要技术指标如下：4231彩色CCD摄像机（日本富士通TCZ-799PM低照度彩色摄像机） 11/3”彩色摄像机。 2水平解像度470线。 3最低照度：0.125Lu* / F1.2（SENSITIVIFY UP：HI）； 0.4Lu* / F1.2（SENSITIVIFY UP：LOW）。 4视频输出：1.0Vp-p PAL复合，75/BNC接头。 5适应昼夜亮度变化，自动亮度调节。 6信号制式：PAL制式。 7信噪比：48dB。 8白平衡：自动跟踪TTL。 9电子快门：1/601/10,000秒（自动/手动）。10电源：12VDC（10%），功率约4W（340mA）11工作环境温度范围：-10 +50。12工作环境湿度范围：30% 80%。4232变焦镜头（日本精工SL08080M变焦镜头） 1镜座类型：为标准“C”镜头支座。2焦距：3最大焦距到最小焦距和最小焦距到最大焦距的转换时间不超过5秒。4工作环境温度范围：-20 +50。5工作环境湿度范围：30% 80%（设备无雾化）。4233室外防护罩（国产天津亚安YA4718室外防护罩） 1对雨、雪、雾和灰尘等提供整套防护。2加热器功率：50W。3风扇功率：20W。4自动温度调节：温度低于0开始加热，高于20停止；温度高于+40开始降温，低于+20停止降温。5电源：AC220V，50/60HZ。6工作环境温度范围：-40 +49。7工作环境湿度范围：10% 90%（设备无雾化）。8立杆上安装爬梯，提供便于日常维护的通路。424收费站监视室摄像机收费站监视室摄像机由彩色CCD摄像机、自动光圈定焦镜头、铝合金室内防护罩、室内支架组成，安装在收费站监视室内。主要技术指标如下：4241彩色CCD摄像机（韩国三星SDC-450摄像机） 11/3”彩色摄像机。 2解像度480线，410,000像素。 3最低照度：1.47Lu*（F1.2），0.65Lu*（F0.8）。 4视频输出：1.0Vp-p PAL复合，75/BNC接头。 5适应昼夜亮度变化，自动亮度调节。 6信号制式：PAL制式。 7信噪比：50dB。 8白平衡：自动/手动。 9电子快门：1/601/10,000秒（自动/手动）。10电源：AC24V / DC12V / AC230V。11工作环境温度范围：-10 +50。12工作环境湿度范围：30% 80%。13内置数字运动监测功能。14超级背光补偿。15宽动态范围功能。4242自动光圈镜头（韩国三星SLA-084C镜头） 1固定焦距、自动光圈。2标准“C”镜头支座。3焦距长度：8mm。4243室内防护罩（国产天津亚安Y4603室内防护罩） 1铝合金材质/ABS。2外形尺寸：360*90*105mm。3工作环境温度范围：-10 +50。 4工作环境湿度范围：10% 90%。425动态字符叠加器其功能主要是在出口收费车道的监视图像上叠加收费站名称、收费员代号、出口收费车道代号、收费金额、日期、时间等动态相关信息。采用天津天大天财股份有限公司生产的TC9101高速公路专用动态字符叠加器。主要技术指标如下：1信号制式：PAL制。2叠加图像：512*512点阵3信噪比：50dB。4显示项目、叠加字符的位置和亮度均随时可选，叠加数据不会对图像的 其它部分产生干扰。5叠加点阵存储器32KB。6叠加字体：任意。7叠加位置：任意。8电源：AC220V10%，50HZ3HZ。9工作环境温度范围：-