产品综述
一、项目背景
近几年来，我国公路、铁路建设事业蓬勃发展，国家“十二五”规划中曾明确指出，5年建成铁路3万公里，高速公路3.5万公里，其中绝大部分属于中西部地区开发，因地理位置等因素，其中桥隧的施工占据了很大的份额。对于施工中的安全问题，尤其是隧道是施工的安全问题更是重中之重。 目前，我国隧道安全管理技术不够完善，对安全的重视刚起步没多久，对危险的识别和处理的方法、措施、管理手段相对陈旧，科学的安全管理缺乏严重，事故的多发性依旧令人侧目。除了会同业主、设计以及监测单位等多方制定常态化的应急预案外，如何通过更高效更科学的手段去预防或是降低事故发生的危害，就是我们所面临需要解决的关键问题。
二、需求分析
隧道行业属于多事故频繁的行业因其是施工的特殊性和复杂性，而且隧道事故的发生往往具有突发性和不可预见性，一旦发生事故，造成的后果也通常是比较严重的，结合市场以及用户的反馈，我推出了采用物理网领域内先进的RFID远距离射频识别技术，并整合传感技术、视频技术、多媒体显示技术等多领域内的高新技术的智慧隧道-隧道安全管理系统：
1、 实现人员进出自动登记/定位管理---替代原有进隧道翻牌的制度；（包括人员信息日常管理、进出记录，定位信息、数据分析，存储、报表打印等）
2、 实现车辆进出自动管理，包括进出登记，进出计数等；
3、 隧道危险气体监测，记录，超阀值报警等；
4、 隧道内外部语音实时通讯，通讯更快捷方便；
5、 24小时视频监控，可以实现1个月历史记录存储，随时查看；
6、 LED屏显示或是电视墙显示，显示更形象更专业化； 远程访问管理，实时随地，只要有网络的地方，均可以查看当前隧道是施工的各安全信息
总体设计
1.1 网络拓扑图
图1：联网监控系统网络硬件架构图
1.2 系统结构图
本系统总体规划按照省监控中心—路段管理处—站/隧道所的三级管理模式系统架构。
图1：系统结构图
系统采用路段管理处—〉站/隧道所的管理模式。路段管理处负责所辖区域所有高速的(包括隧道)监控管理，兼备隧道管理所系统所有功能，完成对外场设备采集的数据进行分析、异常情况处理、图像监视、下发控制指令合理诱导交通流以及系统日常运行维护等工作，同时对全线的交通数据等信息进行汇总、统计、打印。站/隧道所负责所管理隧道监控，完成隧道交通监控、通风、照明、消防、火灾、环境监测等管理功能。
1.3数据链路图
图2：联网监控系统数据链路结构图
本系统采用统一协议的数据交换平台实现各级监控系统监控信息交换和数据共享同步。各级数据交换平台之间：上下级、平级数据交换平台采用松散的连接方式，连接定义在模块链接表中定义。只要定义了两个数据交换平台之间的连接，此两个数据交换平台即可进行数据交换。省中心数据交换平台与所有监控分局数据交换平台连接;监控分局数据交换平台与本区域内所有站数据交换平台连接。数据交换采用最短线路的原则通过数据交换平台达到相应目的模块。
1.4 功能结构图
本系统主要功能是采集高速公路外场设备的交通数据以及实时路面数据，将采集的数据以模拟地图形式友好形象的展示;并可通过分析处理实时数据对其车辆进行交通诱导。同时系统提供后台管理功能，可对系统外场设备、系统基本信息以及系统用户进行配置与管理。
联网监控系统功能结构图
系统功能
2.1 数据采集服务
2.1.1功能概述
数据采集服务负责采集路网主线外场监控设备(包括交通、环境、气象等)及隧道控制设备的数据参数和设备工作状态。
采集服务由多个设备采集服务模块组成，各个模块独立运行互不干扰。每个采集服务主要包括3大通用模块：通信模块、设备协议通信模块、日志记录模块。 通信模块：负责与客户端程序进行数据交互。接受用户操作指令并通过设备。
协议通信模块对外场设备下发协议指令;同时外场设备应答后将处理完成的数据通过该模块回复给客户端程序进行展示。
设备协议通信模块：负责将用户操作指令与设备协议指令相互转换工作，并处理对外场设备的发送和接受指令订阅事件。
日志记录模块：负责记录发送和接受的设备协议指令以及系统异常消息，并以文本的形式保存至本地硬盘。
VD类：车辆检测器(VD)、视频车辆检测器(VVD)、微波车辆检测器(MTD)
CMS类：大型情报板(CMS)、限速标志(CSLS)、双基色信息屏(XP)、琥珀色信息屏(XXP)、小型情报板(SCMS)
CoVi类：一氧化碳能见度检测器(COVI)
LiLo类：光强检测器(LILO)
Wd类：气象检测器(WD)
Wsd类：风速风向检测器(WSD)
设备状态类：上述各类设备的状态
2.2视频管理子系统
2.2.1功能概述
视频监控子系统可实现编码器、硬盘录像、流媒体三种视频浏览方式的集成，并能互为冗余备份，在其中某种方式失效的情况下，另外的浏览方式可及时补救。监控系统可实现局域网及无线3G网两种视频数据上传方式的集成，并能互有冗余备份，在局域网方式失效的情况下，无线3G网方式能及时补救。
无线视频监控是利用3G无线网络传输视频的一种方式。所谓无线可分两个方面解释：前端摄像机采用无线监控采集终端(车载监控终端);后台进行网络的监控数据分发，完全兼容现有的监控系统视频源;而监控终端则支持PDA(手持式终端)及普通的INTERNET网络计算机终端。它不受制传统的有线监控系统线缆困绕，也无地域的限制。更无须漫长的施工周期及高昂的建设投资，不影响现有监控系统的正常运行。
2.3无线视频监控
2.3.1构成体系
无线视频监控系统的构成从大方向讲可以分为三个部分：
无线视频监控系统的前端：车载机
车载机可以接不同数量的CDMA模块，可以是1到4不同等级，不同数量的模块采集的图像质量也不尽相同。模块越多，则图像质量越高，当然也需要越高的主机进行视频压缩。利用它来把非固定外场的图像传回到监控管理中心。
无线视频监控系统的管理后台：分发服务器
接收外场无线视频监控采集终端发送过来的图像，同时把现有的监控图像进行数字化，并在网络上分发到不同的监控客户端。
无线视频监控的监控终端：PDA
装有视频功能软件的PDA终端设备。
2.3.2监控终端功能
监控终端的功能主要包括： 1、图像监控功能 2、监控频道切换功能 3、监控外场切换功能 4、用户认证管理功能 5、无地域浏览监控图像
方案模式
数字化监控系统
可称之为部分无线视频监控系统解决方案，以对现有的监控系统进行数字化、网络化。在于丰富监控系统的监控终端，并提供了监控的高安全性。
在现有的监控中心再加上一个分发服务器，从矩阵的输出口把视频源接入到服务器，此时只要服务器有固定的IP地址，就可以实现对现有监控图像的网络分发。
移动式无线视频监控系统
利用可移动的视频采集终端，对不同的临时监控需求点作出监控。可移动的视频采集终端由于监控点不固定，因此，它必须利用无线公网作为监控数据的传输网络，例如CDMA、3G网络。也正是因为它的监控点不固定，故称为移动式无线视频监控系统。
完整的无线视频监控系统
系统可以兼容现有监控系统，同时配备车载监控采集终端，监控中心管理系统，PDA监控终端等等各种设备。
