曾運籌

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550000）

高速公路數(shù)字視頻監(jiān)控傳輸與交換研究

曾運籌

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550000）

高速公路的運營對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了一定的促進作用，同時對不同地點的交流也發(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)因為設(shè)備和技術(shù)上的關(guān)系，難以捕捉到快速運動的車輛，在超速、違章查詢上，監(jiān)控系統(tǒng)未達到理想的應用效果，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，需要傳輸與交換進行研究。

1 高速公路監(jiān)控中數(shù)字視頻監(jiān)控的應用

1.1 矩陣聯(lián)網(wǎng)

高速公路監(jiān)控中一個最大的問題就是“聯(lián)網(wǎng)”。較發(fā)達地區(qū)的實現(xiàn)了矩陣聯(lián)網(wǎng)，但是一些貧窮和經(jīng)濟處于發(fā)展階段的地區(qū)目前還未實現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，也就導致了高速公路視頻監(jiān)控工作者在工作中會遇到較大的阻礙。因此，在推動數(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現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，應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算機網(wǎng)絡(luò)完成，相鄰兩條高速公路的信息傳輸，能夠短時間內(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)在運行過程中也是通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳送。傳統(tǒng)視頻傳輸，通過視頻光端機完成，不僅耗時長，并且傳輸效果較差。③將數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用到高速公路上，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視頻信息，實現(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)應用到高速公路，可以更好的完成相應的監(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受距離限制的問題。②數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)在實現(xiàn)上是在視頻解碼器和IP技術(shù)基礎(chǔ)下實現(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)的實現(xiàn)提供了扎實了理論依據(jù)。③對數(shù)值視頻技術(shù)進行應用，實現(xiàn)矩陣聯(lián)網(wǎng)，在實現(xiàn)上不需要對已經(jīng)建成的網(wǎng)絡(luò)進行改動，避免了重復建設(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，應對對數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行推廣。

2 虛擬模擬矩陣

數(shù)字化視頻模式在高速公路機電系統(tǒng)中應用，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過多個矩陣，從而導致視頻中的圖像失真情況的發(fā)生；視頻傳輸過程中，并不需要通過點對點的方式完成，一次圖像編碼，可以通過組播技術(shù)實現(xiàn)，并不需要占用太多寬帶，并且在調(diào)用過程可以同時實現(xiàn)對多條寬帶的調(diào)用；利用DVR等設(shè)備完成圖像的存儲及轉(zhuǎn)換操作，在數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備應當支持遠程管理，便于對系統(tǒng)進行維護，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，可以實現(xiàn)是對對高碼流圖像的動態(tài)監(jiān)控，對低碼流圖形的動態(tài)存儲，從而構(gòu)成一套適合高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用的收費圖像解決方式。

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)在以下兩個方面：①成本問題，該方式的性價比并不高。網(wǎng)絡(luò)+RPR的帶框總成本將會成本的增加，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需要以數(shù)字非壓縮視頻光纖傳輸為基礎(chǔ)，并且在應用過程中，需要將光纖技術(shù)作為整個傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)，同時要與視頻矩陣交換技術(shù)相結(jié)合，在與光纖進行結(jié)合，實現(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)一在同一平臺上進行管理，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)的可維護性和性能指標，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。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。因為，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，但是從其實際的運行情況來看，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，以及相應的解決方案應用于低成本、高性能的數(shù)字化視頻傳輸中，在應用過程中具有較為強大的傳輸功能和網(wǎng)路功能，并且具有較為強大的數(shù)字視頻背板交換能力。

系統(tǒng)在運行過程中，除了要對實現(xiàn)對壓縮視頻的傳輸，同時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)還具有較為強大的交換能力和組網(wǎng)能力，并且在應用過程中可以實現(xiàn)網(wǎng)狀、樹形等結(jié)構(gòu)的自由組網(wǎng)。系統(tǒng)運行過程中，對現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)進行了充分的利用，為每一路的聲音、圖像、數(shù)據(jù)提供了差異性的時隙，再將差異性的時隙復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，同時也可以利用系統(tǒng)背板交換實現(xiàn)對圖像的自由控制與切割。

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

目前，非壓縮視頻與數(shù)字壓縮視頻的集合的應用時間并不長，系統(tǒng)的可靠性和功能都有待進一步完善，在系統(tǒng)應用中，要對系統(tǒng)的應用場合進行分析，并不是所有的高速公路機電系統(tǒng)對該系統(tǒng)進行應用都能夠?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)字光傳輸交換平臺中對數(shù)、系統(tǒng)的建設(shè)與應用公式一個思考的問題?？梢姡咚俟窓C電系統(tǒng)中，數(shù)字系統(tǒng)不僅體現(xiàn)出了強大的功能以及優(yōu)越性，而且從其應用情況和優(yōu)點分析可以發(fā)現(xiàn)，不論在當今還是日后，數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中都會占有主導地位。

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用，就目前的應用情況來看，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，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)、存儲數(shù)據(jù)的等多個方面都已經(jīng)達到了較高水平。近幾年，通過對數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的應用，對高速公路中違章和危險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)勢必會為我國高速公路的發(fā)展提供強有力的支持。

[1]王麗，趙艷輝.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)視頻傳輸設(shè)計與實現(xiàn)[J].交通標準化，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技術(shù)的應用[J].計算機光盤軟件與應用，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)控中的應用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，13：23～24.

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