淺析高速公路基于IP高清監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案

【摘要】高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是保障行車安全暢通、行車舒適的重要關(guān)鍵系統(tǒng)。在今后高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)過程中，IP高清監(jiān)控系統(tǒng)成為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢。

【關(guān)鍵詞】高速公路；高清；全程監(jiān)控；IP網(wǎng)絡(luò)

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r

近幾年高速公路建設(shè)速度加快，各省高速管理中心下轄的路段不斷增多，這就對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。主要表現(xiàn)在如下方面【1】：各地高速公路在完成聯(lián)網(wǎng)的同時，監(jiān)控系統(tǒng)也需要聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控系統(tǒng)可進行聯(lián)網(wǎng)的重中之重就是各路段視頻圖像的聯(lián)網(wǎng)。各路段監(jiān)控點采集的視頻圖像，不僅需要在路段管理中心進行實時瀏覽，更需要上傳至上級管理部門，由上級管理部門統(tǒng)一管理。從整體來看，實現(xiàn)各省視頻圖像大聯(lián)網(wǎng)，遇到重大性、突發(fā)性事件，可實現(xiàn)省級高速公路應(yīng)急措施的實施。如2008年我國南方出現(xiàn)的重大雪災(zāi)，高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在抗險救災(zāi)過程中起到了重要作用。

隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)更好地解決大規(guī)模、長距離、高度分散系統(tǒng)的視頻監(jiān)控問題。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)徹底打破了傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從根本上改變了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)信息采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲及系統(tǒng)控制等過程的方式及架構(gòu)【2】。

目前，高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)正處于傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)混合應(yīng)用向全數(shù)字IP化系統(tǒng)過渡的重要階段。今后的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展，是IP數(shù)字化、高清化、智能化、全局化的時代，是“大監(jiān)控”的時代。

數(shù)字高清在高速行業(yè)中的應(yīng)用

高清視頻的優(yōu)勢

高速公路交警以及管理部門經(jīng)常會有這樣的抱怨：圖像不清楚，無法看清車牌和駕駛室里的情況；在交通事故后去查看錄像，卻看不清詳實具體的事故情況，等等。這主要是因為當(dāng)前的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)受制于原先的電視制式，圖像清晰度最高只能達到D1的標(biāo)準(zhǔn)（720×576），而無法提供更高清晰度的視頻。

高清攝像機監(jiān)控具有監(jiān)控覆蓋面更廣更寬，圖像分辨率更高、信息量更加豐富、圖像細(xì)節(jié)更加清晰、細(xì)膩、能夠進行車牌和人臉識別、事件檢測等智能分析，真正做到智慧交通的優(yōu)點。另外還有具有激光夜視、透霧、電子防抖、強光抑制，實現(xiàn)在夜間監(jiān)控以及在霧天等特殊天氣、時段進行有效監(jiān)控，解決了以前攝像機只能白天起作用的問題。還可對高速行駛的運動物體進行監(jiān)控，可用其作為區(qū)間測速的組成部分。

高清視頻數(shù)字編碼

高清視頻數(shù)字編碼可分為數(shù)字非壓縮編碼及數(shù)字壓縮編碼（IP網(wǎng)絡(luò)高清）兩種方案。數(shù)字非壓縮編碼方案優(yōu)點是視頻質(zhì)量高，實時性好、延時低。但其視頻碼流非常大，且無法以TCP/IP的方案進行傳輸，對光纖的需求非常大，存儲時需要采用壓縮技術(shù)。

數(shù)字壓縮編碼高清視頻（IP網(wǎng)絡(luò)高清視頻）是經(jīng)過了壓縮處理的，碼流大幅度降低，且通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，后期的存儲及發(fā)布也較非壓縮方式更為方便。針對高清視頻H.264的帶寬要求一般為8Mbps～16Mbps，是目前高清視頻監(jiān)控采用最多的一種壓縮編碼方式。

針對全程監(jiān)控的解決方案

前端多種數(shù)據(jù)接入，滿足多業(yè)務(wù)傳輸需求

高速公路沿線不僅有視頻監(jiān)控設(shè)備，而且具有很多其他業(yè)務(wù)設(shè)備，比如情報板、氣象檢測設(shè)備、應(yīng)急電話設(shè)備、視頻檢測設(shè)備等。這就要求前端傳輸設(shè)備在傳輸視頻數(shù)據(jù)的同時，必須具備傳輸其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的能力。在解決視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，采用波分復(fù)用技術(shù)，同時傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)、電話信號。這就為用戶解決了各業(yè)務(wù)接入需求，各類業(yè)務(wù)都可以和視頻信號同時傳輸，或者單獨傳輸，大大簡化了前端結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備種類，為后期設(shè)備維護提供便利。

N+M備份，大容量監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲保證

高速公路具有海量的監(jiān)控信息，需要24小時不間斷存儲，保證在遇到緊急事件后有據(jù)可查?；谌绱烁呖煽啃缘男枨螅捎肐P-SAN存儲陣列，RAID技術(shù)、N+M備份技術(shù)等技術(shù)手段，對高速公路海量監(jiān)控信息進行高質(zhì)量的可靠存儲。

高速公里監(jiān)控系統(tǒng)未來的功能發(fā)展

路段公共視頻圖像無線發(fā)布

基于高速公路實際使用者的需求，高速公路管理部門可以與公眾共享某些視頻監(jiān)控圖像，又由于車輛連續(xù)行駛的特殊性，視頻圖像無線發(fā)布成了視頻共享的不二手段。通過3G網(wǎng)絡(luò)，把可發(fā)布的視頻圖像，發(fā)布到行駛在此路段范圍內(nèi)需要瀏覽圖像的駕駛者的專用手持終端上。行駛者可根據(jù)需要，查看實時圖像，為行車道路選擇提供依據(jù)。無線圖像發(fā)布系統(tǒng)還可以解決管理者事故現(xiàn)場執(zhí)法的需求，可以通過手持終端，觀看事故現(xiàn)場周邊的車輛行駛情況，并可以把現(xiàn)場處理圖像上傳到管理中心，為管理中心領(lǐng)導(dǎo)指揮制定重大事故處理方案提供有力依據(jù)。

大屏改造

智能高清化也帶來了另外一個困擾，就是早些時巨資建設(shè)的大屏系統(tǒng)無法滿足現(xiàn)在高清前端的顯示要求，大屏系統(tǒng)需要改造（3種方法）。

方法1：為配合高清前端的改造，將解碼顯示系統(tǒng)和大屏系統(tǒng)重新配置，更換成高清解碼器和高清大屏，為以后新建監(jiān)控系統(tǒng)和高清改造監(jiān)控系統(tǒng)提供保障，解碼顯示系統(tǒng)和大屏系統(tǒng)不會成為日后的瓶頸。

方法2：資金不足情況，高清點位不很多，可以先把一部分大屏進行高清改造，用于顯示新增的高清視頻，其余的標(biāo)清大屏還是顯示原有的標(biāo)清視頻圖像，然后逐步淘汰標(biāo)清系統(tǒng)，最后完成高清顯示系統(tǒng)的改造。

方法3：只更新解碼顯示系統(tǒng)而不更新大屏，前端配置了高清攝像機，具備雙碼流功能，存儲和客戶端顯示均為高清圖像的主碼流，而通過解碼顯示系統(tǒng)的設(shè)置可以讓大屏系統(tǒng)只顯示副碼流的標(biāo)清信號，這樣就可以在原有大屏系統(tǒng)上顯示出圖像了。

系統(tǒng)接入

原有高速公路監(jiān)控系統(tǒng)已建成多年，雖然系統(tǒng)架構(gòu)落后和清晰度稍顯不足，但是系統(tǒng)仍能正常運行。新建系統(tǒng)要能接入原有系統(tǒng)，實現(xiàn)對原有系統(tǒng)內(nèi)前端點位的調(diào)看和錄像的查看。新建監(jiān)控系統(tǒng)解碼顯示部分也要能解碼原有系統(tǒng)的碼流，在大屏顯示，這就要求新建系統(tǒng)的高清攝像機和高清解碼器具有與原系統(tǒng)互編互解的功能，實現(xiàn)對原有系統(tǒng)的無縫對接。

結(jié)束語

本文對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展背景、建設(shè)對策及未來發(fā)展趨勢做了簡要闡述，在實際工作中，應(yīng)根據(jù)實際情況，在保證一定先進性的情況下，選擇最合適建設(shè)模式，保證高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的良性發(fā)展。

參考文獻

[1]王建新等.遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢.國外電子測量技術(shù)，2009：9-11

[2]石瑾.遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀.安防科技，2003：4-5