高速公路如何解决图像数据的远距离传输、视频监控的集中管理以及收费、通信、监控系统的集成成为用户首先要考虑的问题。
由于城市高速公路监控系统的规模、监控范围、监控数量、系统功能跟普通的大楼监控系统相比有很大的区别。高速公路如何解决图像数据的远距离传输、视频监控的集中管理以及收费、通信、监控系统的集成成为用户首先要考虑的问题。
系统结构
广州西二环高速公路监控系统根据系统功能要求并结合实际情况，采用了两种结构和模式：高速公路外场监控采用联网矩阵的模拟监控系统；收费站内监控全部采用视频编码器的数字监控方式，监控中心位于整条高速公路线路的中部，配备管理监控工作站及电视墙，支持模拟图像和软解码图像显示。中心配置了解码器21台，可以将数字化视频图像以轮巡、保持、报警等各种方式解码上电视墙，所有设备和图像（矩阵及编解码设备）的管理控制都可以由集成控制软件来完成。
由于高速公路收费系统大都采用联网的多级管理模式，因此收费监控系统采用编解码器的数字方式实现视频监控，既可以利用SDH数字多业务同步传输平台，也可以利用原有的光纤线路资源，共享传输载体，避免了对传输设备的重复投资，同时实现图像、收费、通信的多级传输和管理。数字监控的主要设备包括网络型视频编解码器、通信传输系统和相关集控软件三大部分。前端的收费亭、广场的摄像机信号通过光端机或同轴电缆方式接入网络视频编码器，编码器安装在收费站的设备间，将视频信号压缩编码后以IP包方式通过SDH网络传输平台传输到监控中心。在监控中心，采用网络视频解码器还原收费站的视频信号上电视墙，也可以用图像监控工作站利用软解码方式实现监控，编解码设备和图像的管理控制均可由中心管理软件来完成。
高速公路外场监控主要是分布于高速公路沿线及重要路段，由于监控点呈线性分布，属于室外环境，因此采用室外型高速一体化摄像机。为保证对突发事件的快速反应能力及清晰的画质，外场公路监控采用模拟视频+数字存储的数模结合的系统结构，主要采用支持网管功能的节点光端机、联网矩阵、数字硬盘录像机及后台管理软件。既可以保证控制的实时、连贯性和清晰的画面质量，又能体现出数字存储和网络管理的优势。
网络结构及VLAN划分
整个监控系统的网络核心采用三层交换机，支持虚拟局域网（VLAN）技术，可实现对子网的隔离，高速分组转发，减小网络冲突，防止网络风暴，并有效的支持组播、多播等技术。
考虑到整个网络数据带宽的大部分将会被收费站的数字监控系统所占用（外场监控以模拟为主），同时根据各收费站的使用权限相互独立的原则和对网络带宽的考虑，网络的VLAN划分按照地理位置（1个中心＋4个收费站），每个收费站分为2个VLAN，共分为9个VLAN。
平均每个收费站的视频数量按30路计算，每路视频流按2-4Mbps计算，最大并发数据流量为30×4M =120Mbps。由于分为2个VLAN,因此每个VLAN的最大并发数据流量为120Mbps/2 = 60Mbps,因此通过适当的VLAN划分。不但降低了中心三层交换机对骨干带宽的要求，从而也降低了对下级收费站二层交换机的使用带宽的要求，因此在收费站上就不需要使用价格昂贵的高端千兆交换机。
监控中心及外场监控系统使用同一个VLAN，外场监控系统主要采用联网矩阵和数字硬盘录像机，联网矩阵的控制数据包只有几十字节，硬盘录像机的录像和画面无须实时上传，因此数据流量和带宽占用很小。
IP地址由网络管理员统一规划，并开放交换机的组播功能，减小了后台客户端视频点播和下载对前端视频服务器的负载，因此在视频点播流量不大的情况下，无须增加视频服务器来提供视频服务，减少了在中心服务器上的投资。监控中心LAN1和收费站LAN2——LAN9之间可以互访，LAN2——LAN9之间不可互访，保证各收费站图像及控制权限上的相互独立。
各收费站处的摄像机通过光端机或同轴电缆接入收费站后，经视频分配器后连接硬盘录像机（DVR）、视频编码器（Encoder）。通过视频编码器进行MPEG-2压缩编码，通过IP over SDH向监控中心发送组播流，同时接收监控中心的反向控制命令。视频编码器具有唯一固定的IP地址并与摄像头对应，供监控中心寻址访问。同时硬盘录像机也具有唯一的IP地址，实时录像，并接入网络，供监控中心调看和下载录像。
管理员可根据不同设备和用户群（编解码器、硬盘录像机、视频监视工作站、硬盘录像管理计算机等），控制用户访问权限，提高网络的整体性能和安全性。
监控中心的硬件管理是通过安装在管理计算机上的软件对硬件设备进行配置、维护等工作，如检查编解码器的工作状态、硬盘录像机的工作状态等，进行不同摄像机的图像切换，实现软件矩阵功能。图像传输调用以手动控制、定时轮巡和现场事件触发等方式实现，在保证基本21路图像的条件下，按不同的权限划分，实现中心对各收费站监控图像的远程调看。为达到较好的图像效果和最佳网络负荷，每路MPEG-2标准的视频码流带宽为3M—4M。
监控中心可以通过5台计算机通过软解压显示各自收费站编码器的实时视频。也可以通过管理工作站控制21台解码器，软解压并上电视墙显示各路视频。并且监控和管理软件可以通过视频编码器或硬盘录像机（DVR）的透明RS485口对远端云台进行控制。
该数字视频监控系统软件具有丰富的网络管理功能，针对高速公路监控系统要求，可实现以下功能：
•人员管理：管理每个用户，设置修改用户名和密码，权限分配，并可以分组管理；
•区域管理：可以把整个监控系统划分为不同的区域场所，以便管理；
•电子地图功能：在服务器端设置电子地图，GIS联动；
•摄像头管理：管理系统所有摄像头的位置、IP、别名、所在的区域、场所等信息；
•摄像头权限分配：可以为每个用户对每个摄像头的权限（是否可以实时监控、历史点播、云台控制）。
该系统存储主要采用本地DVR存储，不会因为网络的原因造成数据信息的丢失，也避免了采用大量的后台管理服务器的系统方式，并可灵活支持B+S和C+S的结构模式，采用WEB方式直接访问，适合各部门领导在桌面随时调看现场图像。
整个系统合理利用线路资源，确保紧急事件情况下各职能部门对现场图像的实时监控，实现监控系统与收费CCTV的统一平台和资源共享，最大程度地合理利用线路及设备资源，系统的核心数字化压缩编码设备和系统软件具备多个厂家和数据的兼容能力，保护了用户投资。