廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)分析

李世鋒

(廣西交通運(yùn)輸信息管理中心，廣西 南寧 530012)

0 引言

現(xiàn)階段廣西交通運(yùn)輸視頻監(jiān)控體系存在一系列問題，主要表現(xiàn)在平臺(tái)建設(shè)不統(tǒng)一、新舊平臺(tái)兼容性差、網(wǎng)絡(luò)匯聚環(huán)境復(fù)雜、視頻無法實(shí)時(shí)流暢預(yù)覽等方面，這些問題嚴(yán)重制約了視頻在應(yīng)急調(diào)度的有效利用和視頻信息數(shù)據(jù)的充分發(fā)掘。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)的發(fā)展，需要重新對(duì)視頻監(jiān)控體系進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃[1]。筆者認(rèn)為廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)能從根本上推進(jìn)“可視、可測(cè)、可控、可服務(wù)”的綜合交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，不斷提升服務(wù)能力和監(jiān)管水平，更好地滿足人民群眾高品質(zhì)出行需求。

1 平臺(tái)架構(gòu)

1.1 總體架構(gòu)

廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)依托原有視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)，以“互聯(lián)網(wǎng)+交通”為思路，采用“云、管、端”的總體架構(gòu)，將視頻信息匯聚到云端，并由大數(shù)據(jù)應(yīng)用云中心提供視頻的推流和分發(fā)，同時(shí)在不改變?cè)幸曨l監(jiān)控管理系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)在云端實(shí)現(xiàn)自治區(qū)域內(nèi)高速公路、普通公路、水路、鐵路、民航、城市交通運(yùn)輸及郵政等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域視頻流的共享、控制及管理，同時(shí)為部級(jí)視頻云平臺(tái)提供視頻調(diào)看、云臺(tái)控制、交通事件上報(bào)、視頻監(jiān)控資源數(shù)據(jù)同步等服務(wù)。平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)總體架構(gòu)圖

1.2 邏輯架構(gòu)

廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)邏輯架構(gòu)如圖2所示，在設(shè)計(jì)的視頻匯聚點(diǎn)部署視頻上云服務(wù)，完成該匯聚點(diǎn)所轄視頻資源的接入、轉(zhuǎn)碼、推流。云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)接收匯聚上云的視頻流實(shí)現(xiàn)廣西交通體系視頻資源100%匯聚和分發(fā)。通過CDN分發(fā)技術(shù)，云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可支持10萬路并發(fā)；通過GOP技術(shù)，云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可為部級(jí)視頻云平臺(tái)提供調(diào)取自治區(qū)

圖2 廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)邏輯架構(gòu)圖

范圍內(nèi)任意一路視頻秒級(jí)準(zhǔn)實(shí)時(shí)播放能力(視頻秒開)。云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向部級(jí)云平臺(tái)提供視頻資源播放地址，支持部級(jí)視頻云平臺(tái)以HTTP-FLV、HLS協(xié)議調(diào)看視頻流，視頻流采用標(biāo)準(zhǔn)的H.264和H.265編碼。同時(shí)云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)自動(dòng)同步更新自治區(qū)范圍內(nèi)所有視頻監(jiān)控設(shè)備信息、點(diǎn)位信息、狀態(tài)信息至部級(jí)視頻云平臺(tái)[2]。

1.3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采用視頻匯聚點(diǎn)-自治區(qū)視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)-部級(jí)云平臺(tái)模式建設(shè)。前端視頻流、監(jiān)控點(diǎn)位信息、視頻結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、監(jiān)控相機(jī)狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)要在視頻專網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)跨層級(jí)傳輸和交互。通過部署在匯聚層的視頻上云網(wǎng)關(guān)將視頻資源轉(zhuǎn)換為32 Kbps的低碼流和1 Mbps的高碼流兩種符合H.264和H.265的標(biāo)準(zhǔn)碼流。32 Kbps低碼流以TRMP方式推送到自治區(qū)視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以HTTP-FLV和HLS協(xié)議按需調(diào)取1 Mbps高碼流視頻，同時(shí)云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可采用H.264和H.265標(biāo)準(zhǔn)碼流以HTTP-FLV和HLS協(xié)議向部級(jí)云平臺(tái)傳輸1 Mbps高碼流視頻，視頻流數(shù)據(jù)傳輸過程中要用SSL加密。廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向部級(jí)視頻云平臺(tái)自動(dòng)同步更新自治區(qū)域內(nèi)全部攝像機(jī)的設(shè)備信息、點(diǎn)位信息、在線狀態(tài)等信息，如下頁(yè)圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)架構(gòu)圖

1.4 安全架構(gòu)

廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過安全設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的非法訪問、非法拷貝、非法勒索、非法刪除、非法篡改的管理，通過部署云數(shù)據(jù)庫(kù)審計(jì)與防護(hù)安全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、改、查等行為進(jìn)行實(shí)時(shí)審計(jì)的功能，阻斷對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的高危動(dòng)作，保障云平臺(tái)數(shù)據(jù)安全，禁止對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行非法操作，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)視頻監(jiān)控資產(chǎn)管理、安全、告警、可視化展示等功能，如下頁(yè)圖4所示。

圖4 安全架構(gòu)圖

視頻匯聚點(diǎn)：通過部署安全設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊界隔離、全網(wǎng)資產(chǎn)識(shí)別、前端設(shè)備準(zhǔn)入控制、平臺(tái)防攻擊、視頻終端準(zhǔn)入控制、視頻終端防泄密、屏幕防拍攝、網(wǎng)絡(luò)及視頻協(xié)議審計(jì)等功能，保障視頻平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)安全、視頻數(shù)據(jù)防泄密、視頻傳輸安全。

視頻監(jiān)測(cè)終端：通過部署安全設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備安全防護(hù)、防非法調(diào)閱、防私接、防替換等功能，保障重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)位視頻監(jiān)控終端視頻采集安全。

2 平臺(tái)功能

廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要包括上云服務(wù)子系統(tǒng)、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐子系統(tǒng)、智慧監(jiān)測(cè)應(yīng)用子系統(tǒng)、GIS子系統(tǒng)、接口子系統(tǒng)、綜合運(yùn)維管理平臺(tái)6個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)各層級(jí)權(quán)限分配、前端攝像機(jī)設(shè)備統(tǒng)一管理，并通過智能網(wǎng)關(guān)將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳輸至平臺(tái)，通過平臺(tái)大數(shù)據(jù)進(jìn)行交通容量分析、交通需求分析、交通狀態(tài)研判[3]。該平臺(tái)支持基于GB/T28181或GB/T28059協(xié)議的視頻源、視頻設(shè)備和視頻平臺(tái)的接入集成，提供視頻調(diào)閱服務(wù)，完成與部級(jí)視頻聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)網(wǎng)共享和控制信令交互。同時(shí)應(yīng)利用公有云CDN技術(shù)，提供至少十萬級(jí)低碼流視頻并發(fā)能力，保證部級(jí)視頻聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)能夠同時(shí)獲取廣西視頻聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)匯聚的全部攝像機(jī)的低碼流視頻流數(shù)據(jù)。應(yīng)完成用戶權(quán)限管理、攝像機(jī)設(shè)備管理、視頻上云管控、視頻云端分發(fā)、視頻調(diào)閱、截圖、云臺(tái)控制、視頻質(zhì)量診斷、視頻智能分析、用戶行為日志等功能，如圖5所示。

圖5 平臺(tái)功能示意圖

3 平臺(tái)技術(shù)工具

3.1 CDN的應(yīng)用

為滿足大量的人員訪問需求，平臺(tái)采用云端視頻CDN分發(fā)功能，通過云服務(wù)提供視頻直播業(yè)務(wù)支持。視頻分發(fā)主要負(fù)責(zé)接收視頻匯聚點(diǎn)視頻上云網(wǎng)關(guān)推上來的攝像機(jī)、NVR視頻流，并轉(zhuǎn)發(fā)到分布在全國(guó)各地運(yùn)營(yíng)商機(jī)房的分發(fā)節(jié)點(diǎn)。保證公眾在視頻點(diǎn)播時(shí)實(shí)現(xiàn)秒級(jí)準(zhǔn)實(shí)時(shí)播放能力，并能提供千萬級(jí)直播并發(fā)能力[4]。

3.2 智能視頻檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

視頻檢測(cè)技術(shù)是一種基于視頻圖像分析、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和AI人工智能分析對(duì)路面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析的視頻處理技術(shù)，它能實(shí)時(shí)采集和分析輸入的交通圖像，通過判斷圖像中特定的一個(gè)或者多個(gè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，獲取所需的交通事件信息[5]，并轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至視頻云平臺(tái)。

3.3 云平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用

交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是基于云計(jì)算架構(gòu)，采用云分析、大數(shù)據(jù)、虛擬化等技術(shù)，集中統(tǒng)一建設(shè)的云服務(wù)中心。交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為用戶提供專業(yè)化的視頻類服務(wù)及統(tǒng)一資源管理服務(wù)，綜合運(yùn)用虛擬化、分布式、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建接入資源池、流媒體資源池、大數(shù)據(jù)資源池、存儲(chǔ)資源池，實(shí)現(xiàn)資源池化、彈性伸縮。同時(shí)基于多租戶技術(shù)，通過對(duì)物理或虛擬資源的分配，保證多個(gè)租戶以及他們的計(jì)算和數(shù)據(jù)彼此隔離和不可訪問，用戶可按需使用資源，能夠方便快捷地申請(qǐng)?jiān)瀑Y源或釋放云資源。

4 平臺(tái)特點(diǎn)

4.1 高精地圖全面呈現(xiàn)交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)

平臺(tái)可以通過路網(wǎng)高精地圖呈現(xiàn)全域高速公路、公路、水路及城市交通運(yùn)輸?shù)慕煌ㄟ\(yùn)行態(tài)勢(shì)，通過紅、黃、綠三種顏色分別對(duì)擁堵、緩行、暢通狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)注，以直觀可視化的方式為出行用戶提供交通流態(tài)勢(shì)、路網(wǎng)擁堵指數(shù)、路網(wǎng)擁堵排名等交通流數(shù)據(jù)信息，以便讓出行大眾及時(shí)了解路域沿線交通氣象信息，合理規(guī)劃出行安排。

4.2 交通事件的監(jiān)測(cè)分析

在視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)交通事件集中統(tǒng)一管理，以列表的方式呈現(xiàn)接入到云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的交通事件信息。在交通事件列表中按上報(bào)時(shí)間依次呈現(xiàn)交通事件信息，對(duì)列表中新增的交通事件信息進(jìn)行高亮顯示。用戶通過交通事件列表可查看交通事件詳情及調(diào)看交通事件圖片、視頻錄像，可對(duì)視頻上云網(wǎng)關(guān)上報(bào)的交通事件信息進(jìn)行核實(shí)并處理。

4.3 全方位視頻監(jiān)控樞紐服務(wù)

平臺(tái)將為全國(guó)交通部門提供全方位的視頻監(jiān)控樞紐服務(wù)，避免下設(shè)各部門投入經(jīng)費(fèi)和歷任重復(fù)建設(shè)類似系統(tǒng)，減少了工作成本，節(jié)省了經(jīng)費(fèi)，對(duì)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民群眾將產(chǎn)生不可估量的效益。

5 平臺(tái)效益

(1)平臺(tái)建設(shè)將明顯提高管理單位對(duì)交通監(jiān)控系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，較大程度地提升管理單位的調(diào)度指揮和應(yīng)急救災(zāi)能力與效率。

(2)平臺(tái)建設(shè)將提升道路暢通程度，顯著減少道路交通事故，降低道路安全事故的危害。

(3)平臺(tái)建設(shè)將提高公眾出行速度，減少交通擁堵次數(shù)和停車時(shí)間。

(4)平臺(tái)建設(shè)將打破現(xiàn)有交通監(jiān)控系統(tǒng)投入大效益小的問題，為信息的共享互通提供數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)信息的跨區(qū)域、跨行業(yè)的交互，提高監(jiān)控系統(tǒng)信息資源的利用率。

(5)平臺(tái)建設(shè)服務(wù)大眾，樹立良好的交通管理部門形象。

6 結(jié)語(yǔ)

廣西交通運(yùn)輸視頻云聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建成有利于推進(jìn)智慧城市、交通強(qiáng)國(guó)應(yīng)用體系建設(shè)，提升廣西交通運(yùn)輸信息化、智能化水平，提高出行服務(wù)保障能力，切實(shí)增強(qiáng)人民群眾的獲得感、幸福感和安全感。