高速公路高清標清混合聯網監控技術探討

劉 偉

(山西省交通科學研究院)

1 淺談高速公路高清標清混合聯網技術

1.1 現階段我國高速公路監控的狀況

隨著道路交通的不斷發展，人們對道路監控的要求不斷提高。而傳統的非聯網的監控模式不能滿足人們的要求。例如:一旦出現道路事故，第一時間得到信息的往往是道路調度中心，這時道路調度人員需要向區域調度部門反饋，區域調度部門需要向監控中心反饋，而監控中心還需要進一步的獲取情報。這種層層反饋的調度模式效率十分低下。而采用聯網的監控模式則可以有效的改變這一情況。

聯網的監控方案在實施的過程中最大的問題就是視頻的清晰度的問題，標清視頻清晰度太低，不能滿足人們的要求。高清視頻帶寬占用太多，會造成數據擁擠。為了解決這一問題，人們研究出了高速公路高清標清混合聯網監控技術。

1.2 什么是高速公路高清標清混合聯網技術

所謂高清標清混合聯網方案，是指在高速公路上視頻監控系統采用高清視頻與標清視頻相結合的監控模式，在一些重點區域如:收費站廣場、特長特大橋梁、隧道口等監視范圍較廣的地方采用高清監控模式;在重要性稍低的地方，如隧道內、收費亭內采用標清監控模式。在實際的使用中，根據傳輸方式的不同可分為監控前端采用非壓縮編碼攝像機的聯網監控方案(SDI)和監控前端采用數字壓縮編碼攝像機的聯網監控方案(IP)。

1.3 高速公路高清標清混合聯網技術的優點

(1)圖像的顯示和存儲質量高:高清攝像機監控系統為全數字系統，沒有多次轉換造成的圖像質量下降。而且使用高清標清的混合監控方案可以使圖像數據存儲在同一臺服務器中，用戶可以根據需要選擇不同清晰度的視頻，節約了大量的儲存空間。

(2)多級聯網，提高調度效率:高清標清混合聯網的監控模式可以利用多級聯網來提高調度的效率，從而實現收費站、路段監控中心、區域監控中心能夠進行聯合管理，支持跨級的調度管理，改變了以往的逐級調度管理模式，大大提高了管理的效率，符合現代化的要求。

2 高、標清相結合的聯網監控技術方案

2.1 監控前端采用非壓縮編碼攝像機的聯網監控方案(SDI)

(1)監控技術:非壓縮編碼攝像機的最大特點就是“未經處理”，即視頻數據本身是數字信號，視頻信號的數字量大，需要較高性能的傳輸介質(如光纖)方能進行順暢的信息傳輸。該方案具體如下:在各收費站、隧道管理所與分中心設置能同時接入高清和標清圖像的數字視頻矩陣，各站點矩陣與分中心矩陣采用星形光纖級聯方式。視頻圖像通過SDI 光端機傳輸至站點與收費站矩陣相接實現視頻的接入，采用這種監控技術可以使原始監控數據能夠實時的傳送到各個監控中心，方便監控中心的工作人員對數據進行及時的分析。由此可見，SDI 監控方案比較適合高速公路這種注重實時性的監控系統。

(2)存儲與調用:視頻存儲采用高標清混存的方式，在各站點及分中心設置高標清混合數字硬盤錄像機，高、標清圖像都可以在同一臺數字硬盤錄像機上存儲，在進行數據的調用時，用戶根據對圖像清晰度要求進行選擇，有1080P、D1、DCIF 等。監控人員可以選擇合適的清晰度進行實時的監控，十分方便。

利用SDI 監控方案可以保證視頻清晰度，而且具有及時性、高速性的優點，在一些大型工程中常常得到應用。但是，由于非壓縮編碼攝像機所記錄的數據是未經處理的，它的視頻文件較大，需要鋪設高性能的傳輸介質方能滿足要求，所以應用SDI 監控方案的成本很高。因此，設計人員需要結合實際情況，來選擇適當的監控方案。

2.2 監控前端采用數字壓縮編碼攝像機的聯網監控方案(IP)

(1)監控技術:數字壓縮編碼攝像機的特點是其可以對圖像數據進行一級壓縮，由于IP 網絡攝像機前端已經壓縮編碼，使得每路視頻占用的帶寬較小，在公路監控工程中可以節約大量的資金。這種監控方案通過構件視頻網絡，采用IP 方式進行遠距離視頻傳輸。具體方案如下:各收費站、隧道管理所與分中心設置能同時接入高清和標清圖像的OLT設備，各站點OLT 設備與分中心OLT 設備采用星形光纖級聯方式，各視頻圖像通過ONU 設備傳輸至站點與OLT 設備相接實現視頻的接入。

(2)存儲與調用:在各站點及分中心設置網絡視頻服務器(NVR)，高、標清圖像都可以在同一臺網絡視頻服務器上存儲，存儲格式用戶可根據對圖像清晰度要求進行選擇，有1080P、DCIF 等。監控中心的人員可通過視頻網絡調看硬盤錄像機里存儲的歷史圖像。

雖然采用數字壓縮編碼攝像機的聯網監控方案有著眾多的優點，但是在實際的使用過程中還是存在一些問題。如基于IP 協議的標準不統一、各廠商設備不兼容。另外，由于使用數字壓縮編碼攝像機來進行高清標清混合監控的技術難度較高，一旦出現技術故障，搶修任務的工作量會很大，這并不適合高速公路監控這種大型工程。除此之外，由于網絡傳輸延遲帶來的非實時性，又由于有損編碼壓縮使顯示和記錄的圖像失去及時性，在需要緊急調用高速公路監控數據的時候無法滿足要求，從而影響了其應用效果。除此之外，數字壓縮編碼攝像機的聯網監控方案對傳輸的帶寬的有著超高要求，這對設備的檢測調試及維護的不便，而且鋪設IP 線路需要在建設的前期投入大量的資金，這都為大型監控項目帶來了很多障礙。因此，在進行監控線路的設計時要進行綜合考慮。

3 結 語

目前主流的監控模式有兩種，即SDI 和IP，這兩者各有優缺點。SDI 監控能保證視頻能實時傳輸，且無論標清還是高清，畫面的清晰度都較好，但是監控線路建設成本較高，不太適合大型工程;而采用IP 監控可以有效的減少帶寬的占用，節約資金，但是由于技術協議標準不統一，給線路的安全埋下了隱患，因此，設計人員根據監控地點的實際情況進行綜合考慮，選擇合適的監控方案。

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