高速公路視頻傳輸?shù)陌l(fā)展與應(yīng)用

摘 要：高速公路是現(xiàn)今重要的區(qū)域及城際陸上交通途徑，每天通過高速公路上的車輛眾多，發(fā)生交通堵塞和交通事故的幾率極高，做好高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用對于確保高速公路正常運行、提高高速公路的管理與調(diào)度能力有著十分重要的意義。我國的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)從發(fā)展到現(xiàn)在經(jīng)歷了模擬視頻矩陣、光傳輸交換平臺、數(shù)字壓縮編碼傳輸?shù)榷鄠€階段，現(xiàn)今高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路上的應(yīng)用日趨完善，已經(jīng)成為了確保高速公路正常運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。文章在分析高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上對高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用歷程進行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：高速公路；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；發(fā)展；應(yīng)用

前言

高速公路上的車流量大、距離長，單一的依靠人的巡邏來做好對于高速公路運行狀況的運行及監(jiān)控速度慢、效率低，因此，需要依靠高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)來對高速公路的運行狀況有一個具體的、宏觀的把控，通過使用高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ω咚俟返耐ㄐ袪顩r有一個具體的了解，從而實現(xiàn)對于高速公路通行的調(diào)度與疏導(dǎo)，確保高速公路的通行。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的歷程，從傳統(tǒng)的模擬攝像機發(fā)展到現(xiàn)在的高清數(shù)字攝像機，其數(shù)據(jù)傳輸方式也經(jīng)歷了由視頻控制矩陣到光平臺再到IP網(wǎng)路傳輸?shù)囊幌盗凶兓?，高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控能力得到了極大的提高，從而能夠更好的做好對于高速公路的監(jiān)控與管理。

1 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

高速公路是重要的陸上交通干道，由于其自身的特點使得高速公路需要在各種惡劣的氣候或是交通條件下能夠保證正常通行，這就要求高速公路能夠做好實時監(jiān)控，尤其是對于一些車流量較大的區(qū)域或是事故率高發(fā)的路段做好對于其的視頻監(jiān)控，方便在事故或是堵塞發(fā)生時能夠?qū)ο鄳?yīng)路段進行調(diào)度與疏散，并對故障發(fā)生路段進行及時的維護、維修，使得高速公路能夠安全、高速的運行。

2 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)用及視頻傳輸?shù)陌l(fā)展

高速公路路段長、車流量大，為了更好的做好對于高速公路的視頻監(jiān)控，高速公路上的視頻監(jiān)控點將會變得越來越多、越來越密，從而實現(xiàn)對于高速公路的全區(qū)段、全行程的全程監(jiān)控，這意味著高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將會變得的越來越龐大。在我國的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程上經(jīng)歷了三代高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式的變革，從最早的全模擬矩陣到之后的光傳輸交換平臺再到現(xiàn)今所使用的全數(shù)字高清IP組網(wǎng)系統(tǒng)。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在變得越來越成熟，其覆蓋的范圍也越來越大，不論是在性能上還是穩(wěn)定性上都有了長足的進步和發(fā)展。

2.1 高速公路模擬視頻矩陣監(jiān)控方案

在過去的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中多采用的是視頻光端機+模擬視頻矩陣+DVR三者相結(jié)合的方式來實現(xiàn)的。這一高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案最大的特點是僅僅采用單純的一條線路來完成對于高速公路的視頻監(jiān)控，在使用的過程中此種視頻監(jiān)控組網(wǎng)方式能夠滿足對于高速公路的運營與管理的需求，但是不足之處是，此種高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案在擴展性方面的性能較差，滿足大網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的能力不強，需要進一步做好對于高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)，提高高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能與信息的傳遞能力。在此種情況下，性能更好的光平臺逐漸得以廣泛的應(yīng)用。

2.2 光傳輸交換平臺

高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的光傳輸交換平臺也被稱為光矩陣，其相較于模擬矩陣有著較為明顯的優(yōu)勢，相較于模擬矩陣，光傳輸交換平臺既包含有傳統(tǒng)的（視頻、數(shù)據(jù)）光端機，還包含模擬矩陣、視頻編碼、解碼器、視頻綜合管理軟件、光端機網(wǎng)管軟件等與一體的高速公路視頻監(jiān)控解決方案，光傳輸交換平臺拋棄了模擬信號傳輸方式，全部采用數(shù)字光纖的信息交換手段，在視頻信號傳輸?shù)木嚯x、清晰度以及信息量方面都有著巨大的提升，同時通過采用光傳輸交換平臺技術(shù)使得高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成度和監(jiān)控的性能指標都得到了巨大的提升，同時整個高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可維護性都得到了很大的加強。

2.3 視頻信號純數(shù)字壓縮編碼傳輸方式

相對于數(shù)字壓縮編碼來說，純數(shù)字壓縮編碼主要是經(jīng)由編碼器進行接入，對高速公路視頻監(jiān)控中的視頻進行合理的數(shù)字采樣及編碼后，采用相應(yīng)的高速公路視頻壓縮算法完成對于其的壓縮，H264壓縮技術(shù)是一種現(xiàn)今的視頻壓縮算法，相較于其之前的壓縮算法，其在網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性、視頻編碼的解碼能力以及高速公路視頻圖像本身質(zhì)量的還原及錯碼容錯能力上都有著不小的優(yōu)勢，經(jīng)過對比，采用H264技術(shù)對高速公路監(jiān)控視頻圖像進行壓縮所得到的數(shù)據(jù)量僅僅只占到同類視頻壓技術(shù)的1/3乃至1/4左右，從而使得在同等的網(wǎng)絡(luò)條件下能夠傳輸更多的信息量。通過技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字壓縮編碼技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，使得高速公路監(jiān)控視頻的視頻數(shù)據(jù)碼流在不斷的降低，同時在高速公路監(jiān)控視頻的清晰度及實時性方面都有著不小的發(fā)展。

3 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)光平臺監(jiān)控方案的應(yīng)用

通過對于高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案的對比分析，使用光平臺系統(tǒng)可以更好的滿足高速公路領(lǐng)域內(nèi)對于視頻聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控需求，同時采用光平臺的監(jiān)控方案在系統(tǒng)的擴展性、信息的傳遞方面都有著不小的優(yōu)勢。在外場-收費站/隧道-路段分中心的視頻監(jiān)控應(yīng)用方案中，還可以采用數(shù)字非壓縮光平臺的高速公路視頻監(jiān)控方案或是采用數(shù)字全壓縮的光平臺解決方案，有時還可以采用數(shù)字非壓縮與壓縮混傳光平臺的方案，確保高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、可靠性與穩(wěn)定性。

在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案中采用數(shù)字非壓縮光平臺解決方案時其主要采用的核心是數(shù)字非壓縮光盤平臺，在此方案中，收費站、隧道能實時控制、調(diào)度以及存儲高速公路視頻監(jiān)控的視頻音頻信號，同時還可以根據(jù)需要將視頻音頻信號傳輸?shù)缴霞壜范伪O(jiān)控站中，并由上級路段分中心對各個監(jiān)控點進行嚴格的控制與管理。在監(jiān)控路段分中心的上級部分主要采用數(shù)字壓縮編碼的形式與手段，將視頻信息經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)矫總€省的高速公路視頻監(jiān)控中心，實現(xiàn)對于高速公路的全限程、全路段的監(jiān)控。此種監(jiān)控方案的信息實時傳遞能力較強，便于實時監(jiān)控，通過對已有的模擬進行簡單升級就能夠?qū)εf有線路進行利用，便于改造升級。同時使用非壓縮接入的方式能夠更為便捷的兼容傳統(tǒng)模擬/數(shù)字矩陣的模式，便于實時協(xié)調(diào)控制。此種方案不足之處是需要占據(jù)較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

同時在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建上還可以采用數(shù)字全壓縮光平臺以及數(shù)字非壓縮與壓縮混傳光平臺的解決方案，應(yīng)用數(shù)字全壓縮光平臺解決方案需要將前端的視頻信號都經(jīng)由前端綜合接入編碼器中，通過環(huán)形組網(wǎng)的接入方式對視頻信號進行存儲及控制，同時，視頻及音頻信號還能夠根據(jù)需要被傳輸?shù)缴弦患壍穆范伪O(jiān)控中心中，而后由路段分中心根據(jù)自身權(quán)限合理的對其進行管控，確保對于高速公路的監(jiān)控與管理的安全性與可靠性。

4 結(jié)束語

高速公路視頻監(jiān)控經(jīng)過多年的演變與發(fā)展，從原先的最早的模擬攝像機到高清數(shù)字攝像機，傳輸設(shè)備由視頻控制矩陣到光平臺再到IP網(wǎng)路傳輸?shù)冉?jīng)歷了快速的發(fā)展與應(yīng)用，技術(shù)不斷更新，不論是在監(jiān)控能力上還是在安全可靠性方面都有著不小的進步，對于確保高速公路安全運行有著重要的意義。

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