广东飞达交通工程有限公司 510663
摘要：本文结合实际施工，对高速公路数字化视频传输系统的构成、特点、功能等进行了分析与阐述。
关键词：高速公路；数字化；视频传输
前言
随着我省高速公路路网的规模化形成，与之相关的配套系统也日渐完善。机电系统作为高速公路不可或缺的一部分，正以其独特的方式、引领时代前沿的高新技术服务于高速公路。
我省高速公路机电系统按功能可大体分为五部分：通信系统、收费系统、监控系统、供配电系统及照明系统。XX高速监控系统在原有闭路电视监视系统技术规范的基础上，采用全数字化视频监控系统方案进行实施，确保全数字化技术方案所组建系统的先进性与最佳性价比。
1.系统功能
全数字化视频解决系统适用于该高速公路监控系统，采用数字编码技术和以太网组播协议进行编码和传输，整个系统为数字化视频监控系统。可实现设备统一配置、维护和管理，实现用户分级管理、视频码流调用、低码率视频存储、网络视频发布和数字软矩阵等功能，其主要完成以下几方面的功能：
1.1IP组播
支持网络上多个终端同时监视同一视频流，即网络上许多用户或终端（解码板、工作站、视频储存终端和OA计算机网络用户）同时监视或接受来自同一编码器的图像，共享同一视频数据流，远端综合接入设备只需发送一路视音频数据流，无需向每个终端都发送，不增加网络上的数据流量。
1.2软件矩阵视频控制
（1）手动视频切换，允许用户调度系统内任意的视频源，到任意一个显示终端（硬件解码设备/软件解码设备）。
（2）组切操作，管理员可任意设置视频切换操作的组合和顺序，方便用户对于某些组操作的处理，一次操作就可以同时切换一组指定的，相关的视频到指定的显示终端上。
1.3报警信息联动及处理
通过软件设置，可以实现在发生异常事件时，自动控制摄像机调整到预置位，或自动切换报警端摄像机图像到指定监视器显示，同时实现自动录像，写入系统日志，发出声光报警等操作。在用户界面上，以醒目的方式显示设备故障、报警信息，并配有故障（或报警）声音提示。
1.4信息存储配置及存储服务器的管理
手动存储：用户对于正在软解浏览的视频图像，通过在软解窗口上的菜单操作，可以根据需求实时记录，并可以随时停止录像。
报警联动存储：可以指定任意报警信息触发录像指定的视频源的，并指定灵活的录像长度。
1.5视频浏览
系统提供软件解码的功能，作为电视墙监控的辅助手段和工程施工时的调试手段。在硬件资源充足的情况下，可提供16路视频同时浏览。同时在播放过程中提供视频抓拍，手动录像等辅助功能。
1.6系统用户管理
系统维护管理模块在系统启动后，提供操作员交接班、系统锁屏、系统解锁、退出系统的功能操作，以及参数维护等系统维护功能。操作员在启动软件后，必须进行登录操作，系统会验证操作员的身份并确定操作权限，只有检验为合法的用户才可以登录系统。操作员对各功能的使用都会记录到系统日志中，以供系统的维护查询。
2.系统介绍
该高速包含6个收费站，各收费站图像通过视频光端机将图像传输至A收费站监控室（执行路段中心功能），在A收费站监控室视频矩阵输出32路视频图像，经过SIVX设备进行H.264编码后，通过通信系统传输到甲片区中心，在大同片区中心由SIVX设备进行32路解码，同时片区中心上传4路图像至省中心。在A收费站和甲片区中心进行图像保存查询。
2.1系统实施如下
图像传输系统：A收费站视频图像传输系统：该高速包含6个收费站，各收费站图像通过视频光端机将图像传输至A收费站监控室（执行路段中心功能），外场图像、收费图像经过原光端机系统传送到A收费站后，在A收费站采用远端综合接入设备SIVX对各站点上传的收费站广场、车道图像、收费亭图像、进行数字压缩。在A收费站机房内设置8台远端综合接入设备SIVX对矩阵选择后的图像进行接入，接入后编码处理成H.264的数据流，经过A收费站设置的三层交换级设备汇集后接入到通信系统的ONU以太网端口上，经过接入网和干线网络传送到A甲片区中心进行解码输出。每台SIVX 设备可支持4路视频编码，4路语音监听和2路开关量报警接入。收费亭、收费车道图像、监听音频接入到接入设备端后以高、低速双码流进行压缩后传至甲片区中心三层视频交换机，高码流格式压缩的图像用于甲片区中心的解码输出监视，低码流格式压缩的图像在片区中心用于存储或者网络发布。
甲片区分中心视频图像传输系统：甲片区分中心数字视频系统主要由SIVX本地节点接入设备、视频三层交换机、电视墙、视频网管服务器等组成。片区中心负责整个数字图像的网管和信息发布，片区中心可以通过SIVX本地节点接入设备接收前端压缩传送的视频编码流，并通过内置的解码板输出模拟信号到电视墙显示，通过电视墙来观看前方收费点图像。同时甲片区中心上传4路图像至省中心。系统组网图如下图所示：
数字化项目视频传输组网图
2.2片区中心平台单元
甲片区中心是本高速公路区域内监控系统的管理中心，具有较高管理权限，可以管理区域内所有监控点，在云台控制时具有最高控制权限。在监控中心配置了PL（管理平台系统）、DT（视频数据管理系统）、IE视频客户端。
实现功能：管理所有网络上视频设备（远端综合接入设备、本地节点接入设备）。通过配置IMC网管软件对全网网络设备进行实时监控管理。实时监控所有前端监控点声音图像。可检索分局IPSAN存储图像。
可通过IE客户端软件控制本地节点接入设备，解码前端编码器图像，只要权限允许可以所有编码器图像。实现网络矩阵功能。可轮切换，序切换，不限制解码器数量。
2.3视频存储系统
根据用户实际情况可分别提供两种不同类型的视频存储方式：集中存储方案、本地存储方案。考虑到该高速公路的特性，监控图像采用集中式存储共用的方案。
采用多控制器的IP存储系统搭建开放的海量数据中心，满足数据读写的性能、容量等需求。
3.系统安全
网络视频监控平台采用的是嵌入式平台，具有防攻击、防非法侵入、防病毒等特点，此外系统还具有保证只有合法用户可以访问和使用视频监控系统提供的服务，保证用户只能管理被授权监控点的监控前端设备，查看有权限使用的监控点的视频监控图像；保证用户保存在存储系统中的视频文件的安全，不会被其它用户甚至是系统管理员私自查看。
3.1网络视频监控平台自身的安全性
系统安全从两个方面来考虑。（1）采用嵌入式的视频监控平台，采用专用的操作系统，避免采用WINDOWS操作系统，防止系统受到攻击，免除了病毒的侵害。（2）在系统内配置防火墙，并且通过专门的线路实时更新病毒定义代码，防止收到网络上病毒的入侵和攻击。
3.2网络安全系统
对于监控实时要求较高的应用，可以在承载网络上，采用传输层的机制，保证网络传输的安全性，通过有效的机制使得网络线路更具有稳定性、安全性。在网络连接上，每一个监控采集的出口网络连接可以考虑两个不同方向，以建立两条路由进行备份。
3.3视频数据存放的安全性
系统的设置参数和录像资料均可以导出用于长期安全保存。在需要时又可以重新将其恢复到系统中。对视频图像进行录像后，生成视频文件存放在存储系统中，通过权限管理可以保障只有具有一定权限的用户才可以访问和查看相应的文件，视频文件存放在具有冗余备份功能的服务器上，保证了数据存放的安全性。
4.结束语
综上，采用全数字化进行视频传输，确保了系统的技术先进性和资源高效性，为全省高速公路视频传输作出了表率作用。
高速公路监控系统数字化传输必将成为时代发展的主流，它所带来的系统的先进性、高效性、稳定性，将为高速公路提供优质的管理服务，同时它对高速公路的资源利用、资源共享起到了极大的促进作用，在相关专业领域，数字化系统必将有着广阔的发展前景。
参考文献：
[1]JTGB012003公路工程技术标准[S]
论文作者:唐金林
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/13
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