高速公路數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用探討

楊智

（北方工業(yè)大學(xué) 北京 102300）

數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)主要引入了無源光纖基礎(chǔ)原理，并借助點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸形式提供相應(yīng)業(yè)務(wù)。在應(yīng)用EPON技術(shù)的基礎(chǔ)上，使通信更加便捷，為視頻監(jiān)控提供了必要的基礎(chǔ)前提。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，EPON技術(shù)無需技術(shù)流程與協(xié)議，即可對(duì)高速公路的車況進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取。但由于高速公路的車流量大且行車速度快，所以運(yùn)用視頻監(jiān)控十分有必要，以確保通車的安全性。由此可見，深入研究并分析數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用十分有必要。

1 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)原理闡釋

自EPON技術(shù)被成功研發(fā)以來，在各系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)用愈加廣泛。根據(jù)技術(shù)原理發(fā)現(xiàn)，EPON技術(shù)的基礎(chǔ)是PON技術(shù)，能夠有效規(guī)避網(wǎng)絡(luò)受到雷電與電磁干擾，成本支出降低，且系統(tǒng)故障的發(fā)生率隨之降低[1]。在可靠性得到保障的同時(shí)，EPON技術(shù)的實(shí)用性也更加明顯。其中，EPON技術(shù)是光纖接入網(wǎng)的核心技術(shù)，無需使用協(xié)議，即可保證用戶中心對(duì)光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)性接收。

信號(hào)在傳輸方面，EPON技術(shù)能夠借助單芯光纖對(duì)信息進(jìn)行傳輸，以保證上、下行信號(hào)波速有效結(jié)合。在視頻監(jiān)控中，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)也要對(duì)上、下行不同信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確辨別。而在傳輸方面，廣播式傳輸模式可采用下行信號(hào)，且各數(shù)據(jù)幀要與相應(yīng)邏輯標(biāo)識(shí)相對(duì)應(yīng)。對(duì)信號(hào)流量劃分的時(shí)候，系統(tǒng)利用分光器加以處理，并對(duì)信號(hào)組別做出劃分[2]。而上行傳輸，系統(tǒng)則要引進(jìn)時(shí)分多址流量傳輸技術(shù)，參考系統(tǒng)配置對(duì)寬帶進(jìn)行分配。如需對(duì)帶寬進(jìn)行更改，需利用OLT實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性調(diào)整帶寬的方式。

2 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

較之于傳統(tǒng)的技術(shù)模式，EPON主要是對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行了運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的靈活性傳輸目標(biāo)。在系統(tǒng)與視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入的情況下，即可利用光纖接入方法達(dá)到目標(biāo)。其中，基于EPON技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常含括三個(gè)子系統(tǒng)，即OLT系統(tǒng)、ONU系統(tǒng)以及POS系統(tǒng)。且在系統(tǒng)內(nèi)，ONU系統(tǒng)和OLT系統(tǒng)的距離應(yīng)在20km。

在注冊(cè)以后，OLT能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)寬帶的配置，并且科學(xué)調(diào)整、分配帶寬。參考動(dòng)態(tài)模式，OLT系統(tǒng)能夠保證所有ONU系統(tǒng)所獲取的帶寬合理[3]。另外，對(duì)時(shí)延補(bǔ)償模式的運(yùn)用，能夠增強(qiáng)時(shí)隙分配更加精準(zhǔn)，使系統(tǒng)光纖對(duì)耦合信號(hào)有效接收，以免信號(hào)影響到上行包。對(duì)視頻圖像的傳輸，需確保監(jiān)控系統(tǒng)和圖像質(zhì)量聯(lián)系的緊密性。而在壓縮以后，視頻信號(hào)總量偏大。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸視角分析，若視頻監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)對(duì)多路的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行傳輸，就會(huì)導(dǎo)致傳輸網(wǎng)絡(luò)被大量信號(hào)所擠占。此時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)容易丟失亦或是出現(xiàn)延遲。所以說，網(wǎng)絡(luò)傳輸需根據(jù)既定通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸目標(biāo)。

3 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的具體應(yīng)用

根據(jù)實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，高速公路設(shè)計(jì)使用的視頻監(jiān)控，通常是對(duì)EPON加以利用，進(jìn)而保證信息與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性傳輸。基于單芯光纖支持，使光纖能夠?qū)ι闲胁ā⑾滦胁ㄟM(jìn)行同步傳輸，而且系統(tǒng)針對(duì)以上波形進(jìn)行了波長(zhǎng)的設(shè)置[4]。通常，系統(tǒng)可支持超過1310nm上行波和超過1490nm下行波。另外，系統(tǒng)通過波長(zhǎng)疊加形式，即可對(duì)其他類型信號(hào)進(jìn)行傳輸。以下將重點(diǎn)探討EPON應(yīng)用于高速公路視頻監(jiān)控中的具體路徑，主要通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和節(jié)省視頻監(jiān)控成本兩個(gè)方面展開探究，希望進(jìn)一步完善數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能，為高速公路行駛路況的安全性監(jiān)控提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

對(duì)EPON基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，作為設(shè)計(jì)工作人員，一定要保證考慮的全面性，即高速公路收費(fèi)站、隧道和各線路全程性監(jiān)控。與此同時(shí)，還需要含括服務(wù)區(qū)監(jiān)控內(nèi)容。針對(duì)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)來講，在系統(tǒng)內(nèi)輸入模擬信號(hào)，并在壓縮處理以后，信號(hào)即可在系統(tǒng)內(nèi)保存。在信息的傳輸、保存和系統(tǒng)控制方面，數(shù)字視頻監(jiān)控所含括的內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

通過對(duì)數(shù)字視頻系統(tǒng)的使用，即可對(duì)視頻錄像進(jìn)行實(shí)時(shí)性采集，在對(duì)硬盤運(yùn)用的基礎(chǔ)上將視頻圖像保留下來。所以，數(shù)字視頻系統(tǒng)一定要含括數(shù)字視頻錄像機(jī)亦或是硬盤錄像機(jī)。這樣一來，計(jì)算機(jī)終端就能夠完成畫面與圖像傳輸?shù)哪康?，并利用服?wù)對(duì)信息進(jìn)行傳輸。數(shù)字視頻系統(tǒng)能夠使受控設(shè)備獲得特定傳輸指令，并對(duì)攝像機(jī)聚焦以及云臺(tái)距離等進(jìn)行改變。結(jié)合實(shí)際情況，數(shù)字視頻監(jiān)控要去含括傳輸視頻流、壓縮視頻以及控制視頻質(zhì)量、分析視頻等不同環(huán)節(jié)。

3.2 視頻監(jiān)控成本的有效節(jié)省

通過對(duì)EPON技術(shù)的運(yùn)用，形成基礎(chǔ)傳輸平臺(tái)，對(duì)視頻監(jiān)控進(jìn)行布置的時(shí)候，一定要確保設(shè)備之間的距離適度。在實(shí)踐過程中，為減少視頻監(jiān)控成本總量的支出，一般可選擇使用逐級(jí)分光視頻監(jiān)控的方法，并且對(duì)監(jiān)控點(diǎn)加以合理化設(shè)置。可以說，逐級(jí)分光EPON技術(shù)的運(yùn)用，能夠有效規(guī)避系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況發(fā)生，減少資源消耗量，保證資源的合理化運(yùn)用。對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，可采用樹形網(wǎng)絡(luò)連接的形式，以確保光源更加充足。

對(duì)于既有的系統(tǒng)而言，高速公路模擬監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)記錄的查找需消耗大量的時(shí)間。但是，數(shù)字視頻監(jiān)控則不同，通過實(shí)際的運(yùn)用，充分利用計(jì)算機(jī)的索引形式，就能夠?qū)?shù)字記錄加以查找，不僅能夠減少成本支出，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控實(shí)效性提升的目標(biāo)。另外，此系統(tǒng)內(nèi)的顯示器，分辨率很高，能夠?qū)?shí)時(shí)性清晰的圖像進(jìn)行觀看。而視頻監(jiān)控平臺(tái)屬于基礎(chǔ)平臺(tái)，在對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行布置的基礎(chǔ)上，使得視頻監(jiān)控設(shè)計(jì)也更加完善。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)具有去燥處理以及銳化處理的基本性能，能夠盡快對(duì)所需要的視頻監(jiān)控信息進(jìn)行查找。

4 結(jié)束語

綜上所述，所謂的數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)，以多點(diǎn)傳輸結(jié)構(gòu)模式為基礎(chǔ)，成分利用無源光纖，實(shí)現(xiàn)了傳輸信息的目的。目前階段，以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面普及，為高速公路視頻監(jiān)控EPON技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了必要幫助。若技術(shù)工作人員能夠有效融合EPON系統(tǒng)和視頻技術(shù)，即可對(duì)模擬傳輸中的視頻監(jiān)控問題加以解決，進(jìn)而增強(qiáng)視頻監(jiān)控的穩(wěn)定性。但是，高速公路對(duì)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用仍有待完善，尤其是關(guān)鍵性技術(shù)始終需要不斷改進(jìn)。為此，技術(shù)工作人員在后期實(shí)踐中，應(yīng)對(duì)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探索，為高速公路視頻監(jiān)控工作的開展提供所需服務(wù)，進(jìn)一步提高監(jiān)控的綜合質(zhì)量水平，推進(jìn)現(xiàn)代高速公路事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。