高速公路數(shù)字視頻監(jiān)控傳輸與交換研究

曾運(yùn)籌

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司 貴州貴陽 550000）

高速公路數(shù)字視頻監(jiān)控傳輸與交換研究

曾運(yùn)籌

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司 貴州貴陽 550000）

高速公路的運(yùn)營對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用，同時(shí)對不同地點(diǎn)的交流也發(fā)揮著重要作用，高速公路的快速發(fā)展和車輛的提速，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了許多問題，部分地區(qū)采用的監(jiān)控系統(tǒng)因?yàn)樵O(shè)備和技術(shù)上的關(guān)系，難以捕捉到快速運(yùn)動(dòng)的車輛，在超速、違章查詢上，監(jiān)控系統(tǒng)未達(dá)到理想的應(yīng)用效果，為了解決這一問題，數(shù)字視頻監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)在了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，主要針對數(shù)字視頻傳輸與交換進(jìn)行研究。

高速公路；視頻監(jiān)控；監(jiān)控系統(tǒng)

在高速公路中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠直接提供現(xiàn)場視頻信息，從而為管理者提決策依據(jù)。目前，高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)正逐漸向數(shù)字化設(shè)備中推廣，在推廣過程中受到許多因素的影響，因此為了確保數(shù)字視頻監(jiān)控的作用能夠得到最大程度發(fā)揮，需要傳輸與交換進(jìn)行研究。

1 高速公路監(jiān)控中數(shù)字視頻監(jiān)控的應(yīng)用

1.1 矩陣聯(lián)網(wǎng)

高速公路監(jiān)控中一個(gè)最大的問題就是“聯(lián)網(wǎng)”。較發(fā)達(dá)地區(qū)的實(shí)現(xiàn)了矩陣聯(lián)網(wǎng)，但是一些貧窮和經(jīng)濟(jì)處于發(fā)展階段的地區(qū)目前還未實(shí)現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，也就導(dǎo)致了高速公路視頻監(jiān)控工作者在工作中會(huì)遇到較大的阻礙。因此，在推動(dòng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)推廣過程中要做好以下內(nèi)容：①該系必須要在真正意義實(shí)現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，應(yīng)用視頻控制信號傳輸完成相關(guān)的工作。一般來說，數(shù)字視頻信號的傳輸通過利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成，相鄰兩條高速公路的信息傳輸，能夠短時(shí)間內(nèi)完成，從而為相關(guān)工作人員的工作提供依據(jù)。②數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中也是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送。傳統(tǒng)視頻傳輸，通過視頻光端機(jī)完成，不僅耗時(shí)長，并且傳輸效果較差。③將數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到高速公路上，需要通過視頻監(jiān)控中心按成，在監(jiān)控中出利用解碼器對視頻信息進(jìn)行解碼，然后將信息直接傳給監(jiān)視器，簡化了數(shù)據(jù)的傳輸環(huán)節(jié)。然后，通過對網(wǎng)絡(luò)管理器，相關(guān)的工作人員利在視頻的前端選擇相應(yīng)視頻信息，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的高效管理。

1.2 數(shù)字視頻監(jiān)控方案

將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到高速公路，可以更好的完成相應(yīng)的監(jiān)控工作，一方面可以減少在監(jiān)控工作開展過程中遇到的阻礙；另一方面也可以使監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展處于良性循環(huán)。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控中的工作開展主要從以下幾方面進(jìn)行：①視頻信號和數(shù)字控制信號在信息的傳輸上都通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這樣一方面減少了光纖的二次投入，降低了成本；另一方面也很好的解決了在信號傳輸過程中需要利用光端機(jī)受距離限制的問題。②數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)在實(shí)現(xiàn)上是在視頻解碼器和IP技術(shù)基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)的并且為數(shù)字監(jiān)控技術(shù)在發(fā)展過程中，矩陣聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了扎實(shí)了理論依據(jù)。③對數(shù)值視頻技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)上不需要對已經(jīng)建成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改動(dòng)，避免了重復(fù)建設(shè)，降低了投資成本。就目前我國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的情況來看，應(yīng)對對數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行推廣。

2 虛擬模擬矩陣

數(shù)字化視頻模式在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中應(yīng)用，可以有效的避免模擬傳輸模式的多級傳輸，以及圖像在傳輸過程中需要擴(kuò)過多個(gè)矩陣，從而導(dǎo)致視頻中的圖像失真情況的發(fā)生；視頻傳輸過程中，并不需要通過點(diǎn)對點(diǎn)的方式完成，一次圖像編碼，可以通過組播技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并不需要占用太多寬帶，并且在調(diào)用過程可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對多條寬帶的調(diào)用；利用DVR等設(shè)備完成圖像的存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)換操作，在數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備應(yīng)當(dāng)支持遠(yuǎn)程管理，便于對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，并且數(shù)字化的視頻圖像更適合業(yè)務(wù)拓展，完成對外部信息的發(fā)布。

近幾年，隨著IP網(wǎng)路傳輸和視頻壓縮技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)在監(jiān)控系統(tǒng)中引入了大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化技術(shù)，針對模擬矩陣系統(tǒng)運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的種種問題，提出了網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣全數(shù)字化矩陣概念。也就是將IP網(wǎng)作為數(shù)字創(chuàng)數(shù)的媒質(zhì)，基于TCP/IP協(xié)議，壓縮視頻，對網(wǎng)路視頻服務(wù)器完成對視頻的合理調(diào)度，數(shù)字圖像解碼流能夠降低通信系統(tǒng)對帶寬的占用。在數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中，采用雙碼流傳輸模式，可以實(shí)現(xiàn)是對對高碼流圖像的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對低碼流圖形的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，從而構(gòu)成一套適合高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的收費(fèi)圖像解決方式。

構(gòu)建虛擬數(shù)字矩陣技術(shù)壓縮視頻模式，存在的不足之處主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①成本問題，該方式的性價(jià)比并不高。網(wǎng)絡(luò)+RPR的帶框總成本將會(huì)成本的增加，此外每路視頻信息的傳輸都需要使用CPU+壓縮芯片的組織，購置成本將會(huì)成本增高。②網(wǎng)絡(luò)帶寬：需要更高的帶寬，大流量數(shù)字解碼器將會(huì)占用大量的帶寬，由于我國4G網(wǎng)絡(luò)還未普及，因此在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸將會(huì)受到因一定程度的影響。

3 非壓縮視頻與數(shù)字壓縮視頻的集合

光纖是數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。數(shù)字非壓縮視頻具有低延遲、高壓縮、安全性高等優(yōu)良品質(zhì)。數(shù)字視頻光傳輸交換平臺(tái)需要以數(shù)字非壓縮視頻光纖傳輸為基礎(chǔ)，并且在應(yīng)用過程中，需要將光纖技術(shù)作為整個(gè)傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)，同時(shí)要與視頻矩陣交換技術(shù)相結(jié)合，在與光纖進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對視頻資源的整合、分享以及統(tǒng)一管理與調(diào)度，同時(shí)在監(jiān)控系統(tǒng)中，將音頻、視頻、數(shù)據(jù)等諸多信號全部都統(tǒng)一在同一平臺(tái)上進(jìn)行管理，從而取代傳統(tǒng)的眾多設(shè)備的的管理模式，使監(jiān)控系統(tǒng)變得簡單化，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和性能指標(biāo)，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的光傳輸設(shè)備相比，最突出的一點(diǎn)就是，系統(tǒng)的的組網(wǎng)能力和數(shù)字視頻交換能力得到了加強(qiáng)。因?yàn)?，視頻的交換與傳輸都集中在引起，因此，部分廠家也將其稱作光矩陣，但是從其實(shí)際的運(yùn)行情況來看，并不是光交換，在交換過程中采用的是數(shù)字非壓縮視頻。

數(shù)字視頻光傳輸交換平臺(tái)為高速公路上相關(guān)行業(yè)提供了數(shù)字視頻信號，以及相應(yīng)的解決方案應(yīng)用于低成本、高性能的數(shù)字化視頻傳輸中，在應(yīng)用過程中具有較為強(qiáng)大的傳輸功能和網(wǎng)路功能，并且具有較為強(qiáng)大的數(shù)字視頻背板交換能力。

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，除了要對實(shí)現(xiàn)對壓縮視頻的傳輸，同時(shí)也要完成不同速率的數(shù)據(jù)、語音信號的傳輸。此外，該系統(tǒng)還具有較為強(qiáng)大的交換能力和組網(wǎng)能力，并且在應(yīng)用過程中可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀、樹形等結(jié)構(gòu)的自由組網(wǎng)。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行了充分的利用，為每一路的聲音、圖像、數(shù)據(jù)提供了差異性的時(shí)隙，再將差異性的時(shí)隙復(fù)用成高速公路中的數(shù)據(jù)流，利用光纖，完成對數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)也可以利用系統(tǒng)背板交換實(shí)現(xiàn)對圖像的自由控制與切割。

該系統(tǒng)還具有以一個(gè)比較具有代表型的特點(diǎn)：系統(tǒng)同時(shí)具備了數(shù)字壓縮視頻和非壓縮視頻的優(yōu)點(diǎn)。在動(dòng)態(tài)監(jiān)控、電視墻顯示等需要無延時(shí)、高清晰視頻圖像時(shí)應(yīng)用數(shù)字非壓縮視頻，在存儲(chǔ)上要通過壓縮視頻存儲(chǔ)。

目前，非壓縮視頻與數(shù)字壓縮視頻的集合的應(yīng)用時(shí)間并不長，系統(tǒng)的可靠性和功能都有待進(jìn)一步完善，在系統(tǒng)應(yīng)用中，要對系統(tǒng)的應(yīng)用場合進(jìn)行分析，并不是所有的高速公路機(jī)電系統(tǒng)對該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用都能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化。因此，在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，對多頁數(shù)字光傳輸交換平臺(tái)中對數(shù)、系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用公式一個(gè)思考的問題?？梢?，高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，數(shù)字系統(tǒng)不僅體現(xiàn)出了強(qiáng)大的功能以及優(yōu)越性，而且從其應(yīng)用情況和優(yōu)點(diǎn)分析可以發(fā)現(xiàn)，不論在當(dāng)今還是日后，數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中都會(huì)占有主導(dǎo)地位。

4 結(jié)束語

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代高速公路中得到了廣泛的應(yīng)用，就目前的應(yīng)用情況來看，利用數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助高速公路更好的完成監(jiān)控工作。同時(shí)，利用數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、在收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的等多個(gè)方面都已經(jīng)達(dá)到了較高水平。近幾年，通過對數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，對高速公路中違章和危險(xiǎn)駕駛情況的起到了一定的威懾作用，降低高速公路交通事故的發(fā)生幾率，車輛的通行的穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步提高，“闖卡”現(xiàn)象基本不再出現(xiàn)，高速公路的盈利也在穩(wěn)定提升中，相信隨著人們對高速公路數(shù)字視頻監(jiān)控傳輸與交換研究的深入，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)勢必會(huì)為我國高速公路的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

[1]王麗，趙艷輝.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)視頻傳輸設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，07：135～140.

[2]周洲，周林英.高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸方式的選擇[J].交通企業(yè)管理，2014，09：6～8.

[3]李直.淺談高速公路光纖數(shù)字視頻傳輸管理平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，09：90～93.

[4]戚奇衛(wèi).論網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻傳輸系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，13：23～24.

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1004-7344（2016）05-0156-02

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