高速公路监控系统
课程设计
题目名称
指导教师提交日期
高速公路隧道视频监控系统课程设计
一、说明
1、高速公路与一般公路相比，具有线型好，交通流量大，车行速度快等特点，高速公路隧道又是高速公路路网的咽喉路段，如不采用先进的监控管理措施，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。视频监控系统的建立可实施高速公路咽喉地段交通流量和交通运行监视，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，以确保高速公路安全、快速、舒适、经济地运营。
2、本次设计某公路隧道为单向双车道双洞隧道，上下行线长均为5km行车道每隔150m左右设置一台摄像机，双洞大约共要64台摄像机。两洞之间由4 个车行横洞相连，每1km设计一个车行横洞。隧道的主要技术条件为：隧道单洞净宽10.5m，净高5m 行车道宽7.5m,设计车速80km/h。
3、根据隧道特点，视频监控系统设计应充分考虑到本隧道具有距离长、照度低、通风条件差、湿度高及有害气体浓度大、以及具有较强腐蚀性等特点。系统要求在隧道正常运行时，能够循环显示监视图像，并还能将所有监视画面集中显示。在右报警时，能自动切换进行监视，并能启动录像机进行录像存档。系统还要求摄像机有自动检测功能。
4、对于高速公路隧道的视频监控方案主要考虑隧道的入口、中间段、出口处的实时图像状况。
视频监控系统的功能主要体现在以下几方面：通过网络实现远程视频图像实时浏览；通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作；通过图像监控报警联动功能，对
突发事件及时预警和及时处理；配合其它系统的工作。
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5、视频监控系统由视频摄像子系统、图像传输子系统、输出子系统、控制子系统
组成。
1 )视频摄像子系统，包含摄像机、摄像机镜头、摄像机支架、防护罩、云台等。
主要任务是全天候拍摄隧道中监视范围内的车辆及环境场景，完成信息采集。
2)图像传输子系统，主要指视频发射机、中继器、接收机、线缆、视频分配器等。
完成采集图像信号的传输工作。
3 )输出子系统，包括监视器、硬盘录像机、延时录像机。将接收到的图像一一显示出
来。
4)控制子系统，包括云镜控制器或控制键盘、副控键盘、矩阵切换器、画面分割器
等。控制系统是实现整个系统功能的指挥中心。
摄像系统将现场的视频信号采集拾取到监视系统中，由传输系统完成视频信号的传递，视频信号在监控室连接到监视器、录像机等输出设备，系统用户通过控制键盘、
解码器等控制子系统的设备完成变焦、旋转等功能，其基本原理图如
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图1所示。
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二、设备平面布设图
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三、系统构成
本视频监控系统主要由前端设备、 传输设备和终端设备三部分组成。 前端设 备主要由摄像机、 镜头、护罩、云台、 解码器等组成。 传输设备主要由视频电缆、 控制电缆、音频电缆、光缆和电源线组成。终端设备主要由多媒体控制主机、矩 阵切换系统、画面分割器、录
像机、电源系统组成。
1、视频摄像子系统 该部分主要由彩色高清晰度摄像机自动光圈光学镜头、 防护罩、 云台、支架 及解码器等设备组成。隧道上、下行线共设 64 个监视点。在距上、下行隧道每 隔150m 左右安装一台摄像机。万向电动云台和变焦镜头的安装可增大摄像机监 控的范围
和距离，前
端解码器可接收控制室矩阵切换控制系统发来的云台镜头控 制信号，将其译成各种云台、 镜头的动作， 直接驱动活动云台的自扫 左、右等动作和变焦镜头的光圈大小、 变焦和聚焦等其中离控制室距离较远的解 码器其控制信号也需经光缆传输。 因隧道内湿度大、 含腐蚀性气体， 隧道内的每 个摄象机加装防护等级为工的全天候防护罩。
2、 图像传输子系统
由于隧道距离较长， 环境恶劣， 为了得到高质量的视频图像， 对于视频信号 的传输采用点对点的光纤传输方式。 同时，在设备选型时， 充分考虑了隧道内湿 度大、污染重、 腐蚀性强等特点， 保证所有设备在这种恶劣环境下能长时间安全 可靠地运行。本系统由摄像机摄取视频信号，经电缆（ 75 同轴电缆）接入图像 监控光端机以单路视频传输， 光端机将电信号转为光信号， 再经光纤传输至接收 光端机，接收光端机将光信号转为电信号，由电信号传至主监控台。
3、 输出子系统 显示部分一般由多台监视器组成，在由多台摄像机组成的电视监控系统中 一般将几台摄像机的图像信号用一台监视器轮流切换显示。 也可以应用画面分割 器将几台摄像机送来的图像信号同时显示在一台监视器上。
视频分配放大器将信号送到监视器中， 同时还将该信号送到录像机中保存下 来。分配器就是将一路视频信号分成多路信号。 监控室的工作人员通过监视器获 得摄像机的现场数据。 硬盘录像机将视频输入信号送入计算机中， 通过计算机内 的视频采集卡，完成 A/D 转换，并按一定格式存储。
4、控制子系统 控制部分是整个系统的核心，总控制台对摄像机及其辅助设备的控制一采 用总线方式，把控制信号送到各摄像机附近的“终端解码箱” ，在终端解码箱上 将总控制台送来的编码控制信号解出， 成为控制动作的命令信号， 再去控制摄像 机及其辅助设备的各种动作。 视频切换器可以选择任何一路视频信号输出。 控制 键盘能够预先对云台编程， 使其对应于多个报警点的位置当有报警信号时能够快 速旋转，使摄像机对准报警点进行摄像。
云台、 云台、 、上 、下、
