高速公路數字視頻監控傳輸與交換研究

曾運籌

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550000）

高速公路數字視頻監控傳輸與交換研究

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濟發展起到了一定的促進作用，同時對不同地點的交流也發揮著重要作用，高速公路的快速發展和車輛的提速，使視頻監控系統出現了許多問題，部分地區采用的監控系統因為設備和技術上的關系，難以捕捉到快速運動的車輛，在超速、違章查詢上，監控系統未達到理想的應用效果，為了解決這一問題，數字視頻監控設備出現在了高速公路監控系統中，主要針對數字視頻傳輸與交換進行研究。

高速公路；視頻監控；監控系統

在高速公路中，視頻監控系統能夠直接提供現場視頻信息，從而為管理者提決策依據。目前，高速公路中的監控系統正逐漸向數字化設備中推廣，在推廣過程中受到許多因素的影響，因此為了確保數字視頻監控的作用能夠得到最大程度發揮，需要傳輸與交換進行研究。

1 高速公路監控中數字視頻監控的應用

1.1 矩陣聯網

高速公路監控中一個最大的問題就是“聯網”。較發達地區的實現了矩陣聯網，但是一些貧窮和經濟處于發展階段的地區目前還未實現矩陣聯網，也就導致了高速公路視頻監控工作者在工作中會遇到較大的阻礙。因此，在推動數字監控系統推廣過程中要做好以下內容：①該系必須要在真正意義實現矩陣聯網，應用視頻控制信號傳輸完成相關的工作。一般來說，數字視頻信號的傳輸通過利用計算機網絡完成，相鄰兩條高速公路的信息傳輸，能夠短時間內完成，從而為相關工作人員的工作提供依據。②數字視頻監控系統在運行過程中也是通過計算機網絡傳送。傳統視頻傳輸，通過視頻光端機完成，不僅耗時長，并且傳輸效果較差。③將數字視頻監控系統應用到高速公路上，需要通過視頻監控中心按成，在監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視器，簡化了數據的傳輸環節。然后，通過對網絡管理器，相關的工作人員利在視頻的前端選擇相應視頻信息，實現監控的高效管理。

1.2 數字視頻監控方案

將視頻監控系統應用到高速公路，可以更好的完成相應的監控工作，一方面可以減少在監控工作開展過程中遇到的阻礙；另一方面也可以使監控系統的發展處于良性循環。數字視頻監控系統在監控中的工作開展主要從以下幾方面進行：①視頻信號和數字控制信號在信息的傳輸上都通過網絡進行，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數字視頻監控技術在實現上是在視頻解碼器和IP技術基礎下實現的并且為數字監控技術在發展過程中，矩陣聯網的實現提供了扎實了理論依據。③對數值視頻技術進行應用，實現矩陣聯網，在實現上不需要對已經建成的網絡進行改動，避免了重復建設，降低了投資成本。就目前我國高速公路監控系統的情況來看，應對對數字視頻監控系統進行推廣。

2 虛擬模擬矩陣

數字化視頻模式在高速公路機電系統中應用，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，可以通過組播技術實現，并不需要占用太多寬帶，并且在調用過程可以同時實現對多條寬帶的調用；利用DVR等設備完成圖像的存儲及轉換操作，在數字化監控系統中的設備應當支持遠程管理，便于對系統進行維護，并且數字化的視頻圖像更適合業務拓展，完成對外部信息的發布。

近幾年，隨著IP網路傳輸和視頻壓縮技術的快速發展，網在監控系統中引入了大量的網絡數字化技術，針對模擬矩陣系統運行過程中所出現的種種問題，提出了網絡虛擬矩陣全數字化矩陣概念。也就是將IP網作為數字創數的媒質，基于TCP/IP協議，壓縮視頻，對網路視頻服務器完成對視頻的合理調度，數字圖像解碼流能夠降低通信系統對帶寬的占用。在數字監控系統中，采用雙碼流傳輸模式，可以實現是對對高碼流圖像的動態監控，對低碼流圖形的動態存儲，從而構成一套適合高速公路視頻監控系統應用的收費圖像解決方式。

構建虛擬數字矩陣技術壓縮視頻模式，存在的不足之處主要體現在以下兩個方面：①成本問題，該方式的性價比并不高。網絡+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網絡帶寬：需要更高的帶寬，大流量數字解碼器將會占用大量的帶寬，由于我國4G網絡還未普及，因此在高速公路視頻監控系統中的數據傳輸將會受到因一定程度的影響。

3 非壓縮視頻與數字壓縮視頻的集合

光纖是數字化視頻監控系統得以實現的關鍵。數字非壓縮視頻具有低延遲、高壓縮、安全性高等優良品質。數字視頻光傳輸交換平臺需要以數字非壓縮視頻光纖傳輸為基礎，并且在應用過程中，需要將光纖技術作為整個傳輸技術的基礎，同時要與視頻矩陣交換技術相結合，在與光纖進行結合，實現對視頻資源的整合、分享以及統一管理與調度，同時在監控系統中，將音頻、視頻、數據等諸多信號全部都統一在同一平臺上進行管理，從而取代傳統的眾多設備的的管理模式，使監控系統變得簡單化，提高了系統的可維護性和性能指標，保證系統的安全穩定運行。數字視頻監控系統與傳統的光傳輸設備相比，最突出的一點就是，系統的的組網能力和數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字非壓縮視頻。

數字視頻光傳輸交換平臺為高速公路上相關行業提供了數字視頻信號，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路功能，并且具有較為強大的數字視頻背板交換能力。

系統在運行過程中，除了要對實現對壓縮視頻的傳輸，同時也要完成不同速率的數據、語音信號的傳輸。此外，該系統還具有較為強大的交換能力和組網能力，并且在應用過程中可以實現網狀、樹形等結構的自由組網。系統運行過程中，對現代光纖通信系統進行了充分的利用，為每一路的聲音、圖像、數據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據流，利用光纖，完成對數據的傳輸，同時也可以利用系統背板交換實現對圖像的自由控制與切割。

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

目前，非壓縮視頻與數字壓縮視頻的集合的應用時間并不長，系統的可靠性和功能都有待進一步完善，在系統應用中，要對系統的應用場合進行分析，并不是所有的高速公路機電系統對該系統進行應用都能夠實現最優化。因此，在高速公路監控系統中，對多頁數字光傳輸交換平臺中對數、系統的建設與應用公式一個思考的問題。可見，高速公路機電系統中，數字系統不僅體現出了強大的功能以及優越性，而且從其應用情況和優點分析可以發現，不論在當今還是日后，數字化視頻監控系統在高速公路監控系統中都會占有主導地位。

4 結束語

數字視頻監控系統在現代高速公路中得到了廣泛的應用，就目前的應用情況來看，利用數字監控系統可以幫助高速公路更好的完成監控工作。同時，利用數字監控系統、在收集數據、處理數據、分析數據、存儲數據的等多個方面都已經達到了較高水平。近幾年，通過對數字監控系統的應用，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生幾率，車輛的通行的穩定性得到了進一步提高，“闖卡”現象基本不再出現，高速公路的盈利也在穩定提升中，相信隨著人們對高速公路數字視頻監控傳輸與交換研究的深入，數字監控系統勢必會為我國高速公路的發展提供強有力的支持。

[1]王麗，趙艷輝.高速公路監控系統視頻傳輸設計與實現[J].交通標準化，2014，07：135～140.

[2]周洲，周林英.高速公路視頻監控系統傳輸方式的選擇[J].交通企業管理，2014，09：6～8.

[3]李直.淺談高速公路光纖數字視頻傳輸管理平臺技術的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2012，09：90～93.

[4]戚奇衛.論網絡數字化視頻傳輸系統在高速公路監控中的應用[J].中國新技術新產品，2015，13：23～24.

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1004-7344（2016）05-0156-02

2016-2-2