劉 偉

(山西省交通科學(xué)研究院)

1 淺談高速公路高清標(biāo)清混合聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1.1 現(xiàn)階段我國(guó)高速公路監(jiān)控的狀況

隨著道路交通的不斷發(fā)展，人們對(duì)道路監(jiān)控的要求不斷提高。而傳統(tǒng)的非聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控模式不能滿(mǎn)足人們的要求。例如:一旦出現(xiàn)道路事故，第一時(shí)間得到信息的往往是道路調(diào)度中心，這時(shí)道路調(diào)度人員需要向區(qū)域調(diào)度部門(mén)反饋，區(qū)域調(diào)度部門(mén)需要向監(jiān)控中心反饋，而監(jiān)控中心還需要進(jìn)一步的獲取情報(bào)。這種層層反饋的調(diào)度模式效率十分低下。而采用聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控模式則可以有效的改變這一情況。

聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控方案在實(shí)施的過(guò)程中最大的問(wèn)題就是視頻的清晰度的問(wèn)題，標(biāo)清視頻清晰度太低，不能滿(mǎn)足人們的要求。高清視頻帶寬占用太多，會(huì)造成數(shù)據(jù)擁擠。為了解決這一問(wèn)題，人們研究出了高速公路高清標(biāo)清混合聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)。

1.2 什么是高速公路高清標(biāo)清混合聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

所謂高清標(biāo)清混合聯(lián)網(wǎng)方案，是指在高速公路上視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高清視頻與標(biāo)清視頻相結(jié)合的監(jiān)控模式，在一些重點(diǎn)區(qū)域如:收費(fèi)站廣場(chǎng)、特長(zhǎng)特大橋梁、隧道口等監(jiān)視范圍較廣的地方采用高清監(jiān)控模式;在重要性稍低的地方，如隧道內(nèi)、收費(fèi)亭內(nèi)采用標(biāo)清監(jiān)控模式。在實(shí)際的使用中，根據(jù)傳輸方式的不同可分為監(jiān)控前端采用非壓縮編碼攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案(SDI)和監(jiān)控前端采用數(shù)字壓縮編碼攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案(IP)。

1.3 高速公路高清標(biāo)清混合聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

(1)圖像的顯示和存儲(chǔ)質(zhì)量高:高清攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為全數(shù)字系統(tǒng)，沒(méi)有多次轉(zhuǎn)換造成的圖像質(zhì)量下降。而且使用高清標(biāo)清的混合監(jiān)控方案可以使圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一臺(tái)服務(wù)器中，用戶(hù)可以根據(jù)需要選擇不同清晰度的視頻，節(jié)約了大量的儲(chǔ)存空間。

(2)多級(jí)聯(lián)網(wǎng)，提高調(diào)度效率:高清標(biāo)清混合聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控模式可以利用多級(jí)聯(lián)網(wǎng)來(lái)提高調(diào)度的效率，從而實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站、路段監(jiān)控中心、區(qū)域監(jiān)控中心能夠進(jìn)行聯(lián)合管理，支持跨級(jí)的調(diào)度管理，改變了以往的逐級(jí)調(diào)度管理模式，大大提高了管理的效率，符合現(xiàn)代化的要求。

2 高、標(biāo)清相結(jié)合的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)方案

2.1 監(jiān)控前端采用非壓縮編碼攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案(SDI)

(1)監(jiān)控技術(shù):非壓縮編碼攝像機(jī)的最大特點(diǎn)就是“未經(jīng)處理”，即視頻數(shù)據(jù)本身是數(shù)字信號(hào)，視頻信號(hào)的數(shù)字量大，需要較高性能的傳輸介質(zhì)(如光纖)方能進(jìn)行順暢的信息傳輸。該方案具體如下:在各收費(fèi)站、隧道管理所與分中心設(shè)置能同時(shí)接入高清和標(biāo)清圖像的數(shù)字視頻矩陣，各站點(diǎn)矩陣與分中心矩陣采用星形光纖級(jí)聯(lián)方式。視頻圖像通過(guò)SDI 光端機(jī)傳輸至站點(diǎn)與收費(fèi)站矩陣相接實(shí)現(xiàn)視頻的接入，采用這種監(jiān)控技術(shù)可以使原始監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)的傳送到各個(gè)監(jiān)控中心，方便監(jiān)控中心的工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析。由此可見(jiàn)，SDI 監(jiān)控方案比較適合高速公路這種注重實(shí)時(shí)性的監(jiān)控系統(tǒng)。

(2)存儲(chǔ)與調(diào)用:視頻存儲(chǔ)采用高標(biāo)清混存的方式，在各站點(diǎn)及分中心設(shè)置高標(biāo)清混合數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)，高、標(biāo)清圖像都可以在同一臺(tái)數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)上存儲(chǔ)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)用時(shí)，用戶(hù)根據(jù)對(duì)圖像清晰度要求進(jìn)行選擇，有1080P、D1、DCIF 等。監(jiān)控人員可以選擇合適的清晰度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，十分方便。

利用SDI 監(jiān)控方案可以保證視頻清晰度，而且具有及時(shí)性、高速性的優(yōu)點(diǎn)，在一些大型工程中常常得到應(yīng)用。但是，由于非壓縮編碼攝像機(jī)所記錄的數(shù)據(jù)是未經(jīng)處理的，它的視頻文件較大，需要鋪設(shè)高性能的傳輸介質(zhì)方能滿(mǎn)足要求，所以應(yīng)用SDI 監(jiān)控方案的成本很高。因此，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合實(shí)際情況，來(lái)選擇適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控方案。

2.2 監(jiān)控前端采用數(shù)字壓縮編碼攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案(IP)

(1)監(jiān)控技術(shù):數(shù)字壓縮編碼攝像機(jī)的特點(diǎn)是其可以對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一級(jí)壓縮，由于IP 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)前端已經(jīng)壓縮編碼，使得每路視頻占用的帶寬較小，在公路監(jiān)控工程中可以節(jié)約大量的資金。這種監(jiān)控方案通過(guò)構(gòu)件視頻網(wǎng)絡(luò)，采用IP 方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離視頻傳輸。具體方案如下:各收費(fèi)站、隧道管理所與分中心設(shè)置能同時(shí)接入高清和標(biāo)清圖像的OLT設(shè)備，各站點(diǎn)OLT 設(shè)備與分中心OLT 設(shè)備采用星形光纖級(jí)聯(lián)方式，各視頻圖像通過(guò)ONU 設(shè)備傳輸至站點(diǎn)與OLT 設(shè)備相接實(shí)現(xiàn)視頻的接入。

(2)存儲(chǔ)與調(diào)用:在各站點(diǎn)及分中心設(shè)置網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(NVR)，高、標(biāo)清圖像都可以在同一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上存儲(chǔ)，存儲(chǔ)格式用戶(hù)可根據(jù)對(duì)圖像清晰度要求進(jìn)行選擇，有1080P、DCIF 等。監(jiān)控中心的人員可通過(guò)視頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)看硬盤(pán)錄像機(jī)里存儲(chǔ)的歷史圖像。

雖然采用數(shù)字壓縮編碼攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際的使用過(guò)程中還是存在一些問(wèn)題。如基于IP 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、各廠(chǎng)商設(shè)備不兼容。另外，由于使用數(shù)字壓縮編碼攝像機(jī)來(lái)進(jìn)行高清標(biāo)清混合監(jiān)控的技術(shù)難度較高，一旦出現(xiàn)技術(shù)故障，搶修任務(wù)的工作量會(huì)很大，這并不適合高速公路監(jiān)控這種大型工程。除此之外，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲帶來(lái)的非實(shí)時(shí)性，又由于有損編碼壓縮使顯示和記錄的圖像失去及時(shí)性，在需要緊急調(diào)用高速公路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的時(shí)候無(wú)法滿(mǎn)足要求，從而影響了其應(yīng)用效果。除此之外，數(shù)字壓縮編碼攝像機(jī)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案對(duì)傳輸?shù)膸挼挠兄咭?，這對(duì)設(shè)備的檢測(cè)調(diào)試及維護(hù)的不便，而且鋪設(shè)IP 線(xiàn)路需要在建設(shè)的前期投入大量的資金，這都為大型監(jiān)控項(xiàng)目帶來(lái)了很多障礙。因此，在進(jìn)行監(jiān)控線(xiàn)路的設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行綜合考慮。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前主流的監(jiān)控模式有兩種，即SDI 和IP，這兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。SDI 監(jiān)控能保證視頻能實(shí)時(shí)傳輸，且無(wú)論標(biāo)清還是高清，畫(huà)面的清晰度都較好，但是監(jiān)控線(xiàn)路建設(shè)成本較高，不太適合大型工程;而采用IP 監(jiān)控可以有效的減少帶寬的占用，節(jié)約資金，但是由于技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，給線(xiàn)路的安全埋下了隱患，因此，設(shè)計(jì)人員根據(jù)監(jiān)控地點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，選擇合適的監(jiān)控方案。

［1］陳裕. 高速公路收費(fèi)站高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用［J］.中國(guó)交通信息化，2012，(6):98－100.

［2］蔚自斌. 高速公路高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案［J］.中國(guó)交通信息化，2012，(3):56－57.

［3］張志. 高速公路高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建［J］.中國(guó)交通信息化，2011，(10):121－122.