淺析高速公路視頻上云建設(shè)方案

尹蔚峰

摘要：改變傳統(tǒng)視頻監(jiān)控管理模式，以互聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)為支撐，創(chuàng)新采用云、管、端架構(gòu)，將高速公路視頻推送上云，在云上建設(shè)視頻管理統(tǒng)一平臺，為各級管理者和社會公眾提供優(yōu)質(zhì)視頻服務(wù)。

關(guān)鍵詞：高速公路；視頻上云；上云網(wǎng)關(guān)；云平臺

引言

近年來，視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在社會各領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，監(jiān)控視頻作為道路信息采集的一種手段，因其實時性、直觀性，對道路管理者掌握道路通行實景具有不可替代的作用。一是交通誘導(dǎo)，通過遠程視頻監(jiān)控，可以實時采集路況信息和氣象信息，為交通誘導(dǎo)提供依據(jù)；二是事后取證，對道路、收費站車道、收費亭等日常工作、出入車輛的視頻圖像資料進行存儲，以備交通事故、車輛闖關(guān)等突發(fā)事件取證時查詢；三是應(yīng)急指揮，在突發(fā)交通事故等事件時，可以實時監(jiān)控，為遠程應(yīng)急指揮提供幫助；四是工作監(jiān)督，對收費人員形成一種無形監(jiān)督，以便嚴格要求自己，提供更好的服務(wù)。

1 轉(zhuǎn)變建設(shè)模式

傳統(tǒng)的視頻組網(wǎng)模式是通過骨干網(wǎng)層層匯聚，在匯聚點調(diào)看視頻。受骨干網(wǎng)帶寬和最小顆粒度的限制，可以同時調(diào)看的視頻路數(shù)非常有限，并且在高并發(fā)情形下難以保障用戶調(diào)看體驗，不能滿足各級高速公路管理者以及為社會公眾提供服務(wù)的需求。

為了改善高速公路運營管理效率，提升高速公路信息服務(wù)能力，江蘇交通控股有限公司以“互聯(lián)網(wǎng)+交通”為思路，創(chuàng)新采用“云、管、端”的總體架構(gòu)，將分散在各個路段管理的監(jiān)控視頻推送上云，建立云上統(tǒng)一的“可視”、“可控”的視頻平臺。通過視頻云平臺為高速公路各級管理者提供實時、高清、便捷的視頻調(diào)看服務(wù)，同時向出行公眾提供低碼流、大并發(fā)、可管控的安全視頻服務(wù)。

2 視頻上云步驟

2.1現(xiàn)場調(diào)研信息

現(xiàn)場調(diào)研上云路段的管理單位基礎(chǔ)信息，明確每個管理單位管轄里程和起止樁號；現(xiàn)場調(diào)研網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，了解道路沿線及管理單位內(nèi)部的組網(wǎng)方式，掌握機房設(shè)備的布設(shè)情況；現(xiàn)場調(diào)研路段現(xiàn)有視頻管理平臺的現(xiàn)狀，收集本地視頻平臺廠家及相關(guān)硬件信息，整理SDK進行對接測試，收集全線視頻的基本信息。

2.2制定接入方案

結(jié)合以上完成的各項調(diào)研信息，根據(jù)上云路段管理單位的實際情況，制定該管理單位各路段的接入方案，一路段一方案，在每個路段匯聚點將視頻數(shù)據(jù)推送上云。

2.3采集制作樁號

包括前端數(shù)據(jù)采集和后端數(shù)據(jù)處理。在管理單位配合下安排專業(yè)人員對路段樁號經(jīng)緯度等基礎(chǔ)信息進行采集，每完成一段道路信息采集就立刻對采集的數(shù)據(jù)進行清洗加工，對數(shù)據(jù)進行糾偏并加密，完成百米樁精準定位，形成標準的坐標體系，確定每路攝像機的位置，并能夠在GIS地圖平臺上對道路基礎(chǔ)信息和道路沿線設(shè)備進行展示。

2.4開通上云通道

開通通信運營商的互聯(lián)網(wǎng)專線作為視頻數(shù)據(jù)上云通道，專用路由器上聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)專線，使用專屬VPN隧道與云服務(wù)平臺對接。對于不足100路攝像機的視頻匯聚點，可采用50M帶寬的互聯(lián)網(wǎng)專線；對于超過100路攝像機的匯聚點，建議采用100M及以上帶寬的互聯(lián)網(wǎng)專線。

2.5部署上云網(wǎng)關(guān)

高速公路各路段均有自建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但建成時間不同、使用技術(shù)與產(chǎn)品不同、施工單位不同，存在各式各樣品牌和型號的監(jiān)控平臺及設(shè)備，無法直接和云服務(wù)平臺對接。需要通過視頻上云網(wǎng)關(guān)進行轉(zhuǎn)換，才能將道路視頻接入到云平臺。

視頻上云網(wǎng)關(guān)設(shè)備部署在路段匯聚點，配置標準機柜及配套的UPS電源、以太網(wǎng)路由器、三層萬兆交換機等相關(guān)附屬設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)接入后，要在云平臺上注冊，成為平臺中的合法設(shè)備，從而接受視頻云平臺的管控。上云網(wǎng)關(guān)與路段視頻平臺對接，獲取原始視頻數(shù)據(jù)，為節(jié)省上云通道帶寬，對所有視頻進行降碼處理，碼率降為32kbps，保持所有視頻與云平臺長連接。

2.6云上平臺配置

云平臺利用支持NAT功能的私有專屬網(wǎng)絡(luò)VPC，在云端構(gòu)建出一個專屬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保障了云間鏈路和網(wǎng)絡(luò)安全。為防止出現(xiàn)非法的攻擊以及視頻資源被別人盜用，視頻云平臺提供了一套鑒權(quán)機制，每個被信任的用戶訪問攝像機視頻時，都需要在播放地址中帶上鑒權(quán)信息，依據(jù)此鑒權(quán)信息判斷是否為合法訪問，如不合法則斷開訪問的TCP連接。

3 視頻云平臺架構(gòu)

視頻云平臺底層使用IaaS基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)技術(shù)，利用云上服務(wù)器、存儲及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，形成可伸縮、高安全性、低維護量的存儲資源池和計算資源池；中間層采用PaaS基礎(chǔ)平臺相關(guān)應(yīng)用，使用MySQL開源數(shù)據(jù)庫、負載均衡器、消息中間件等平臺應(yīng)用來構(gòu)建信息系統(tǒng)；上層結(jié)合業(yè)務(wù)需求調(diào)用各項SaaS服務(wù)，實現(xiàn)更加靈活豐富的監(jiān)控視頻聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式。

平臺對登錄用戶進行統(tǒng)一身份驗證和權(quán)限管理，通過互聯(lián)網(wǎng)終端和瀏覽器為用戶提供服務(wù)。該方式可很好的滿足監(jiān)控管理、資源管理、服務(wù)管理、用戶管理的有效性，并最大程度的確保環(huán)境安全、數(shù)據(jù)安全和應(yīng)用安全。

視頻云平臺包含管理平臺和直播平臺，管理平臺負責(zé)視頻流的調(diào)看、控制及管理，直播平臺負責(zé)視頻推流、分發(fā)及存儲，可滿足超高并發(fā)訪問需求，為高速公路各級管理者、各路段監(jiān)控中心以及社會公眾提供實時、秒切的視頻服務(wù)。

4 平臺應(yīng)用成效

江蘇交通控股視頻云服務(wù)平臺已經(jīng)覆蓋江蘇全省，匯聚省內(nèi)4000路高速監(jiān)控視頻，用戶關(guān)注“江蘇高速”即可調(diào)看全省實時高速公路監(jiān)控視頻。

2018年國慶期間，在交通運輸部公路局、部路網(wǎng)中心的領(lǐng)導(dǎo)下，江蘇交通組織團隊，完成了G2京滬高速全線1396路道路監(jiān)控視頻的上云工作，通過視頻云平臺為全國各級管理部門和社會公眾提供視頻服務(wù)，國慶期間視頻調(diào)看超過1億次，同時在線人數(shù)達21.6萬人，得到了人民群眾的廣泛好評。

（作者單位：江蘇交通控股有限公司）