高速公路視頻傳輸的發展與應用

摘 要：高速公路是現今重要的區域及城際陸上交通途徑，每天通過高速公路上的車輛眾多，發生交通堵塞和交通事故的幾率極高，做好高速公路視頻監控系統的發展與應用對于確保高速公路正常運行、提高高速公路的管理與調度能力有著十分重要的意義。我國的高速公路視頻監控系統從發展到現在經歷了模擬視頻矩陣、光傳輸交換平臺、數字壓縮編碼傳輸等多個階段，現今高速公路視頻監控系統在高速公路上的應用日趨完善，已經成為了確保高速公路正常運行的關鍵環節之一。文章在分析高速公路視頻監控系統特點的基礎上對高速公路視頻監控系統的發展及應用歷程進行了分析闡述。

關鍵詞：高速公路；視頻監控系統；發展；應用

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控速度慢、效率低，因此，需要依靠高速公路視頻監控系統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控系統能夠對高速公路的通行狀況有一個具體的了解，從而實現對于高速公路通行的調度與疏導，確保高速公路的通行。隨著經濟的快速發展，高速公路視頻監控系統經歷了一個快速發展的歷程，從傳統的模擬攝像機發展到現在的高清數字攝像機，其數據傳輸方式也經歷了由視頻控制矩陣到光平臺再到IP網路傳輸的一系列變化，高速公路視頻監控系統的監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控與管理。

1 高速公路視頻監控系統的重要性

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控，尤其是對于一些車流量較大的區域或是事故率高發的路段做好對于其的視頻監控，方便在事故或是堵塞發生時能夠對相應路段進行調度與疏散，并對故障發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 高速公路視頻監控系統發展應用及視頻傳輸的發展

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控，高速公路上的視頻監控點將會變得越來越多、越來越密，從而實現對于高速公路的全區段、全行程的全程監控，這意味著高速公路視頻監控系統的監控網絡將會變得的越來越龐大。在我國的高速公路視頻監控系統的發展歷程上經歷了三代高速公路視頻監控系統的傳輸方式的變革，從最早的全模擬矩陣到之后的光傳輸交換平臺再到現今所使用的全數字高清IP組網系統。高速公路視頻監控系統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定性上都有了長足的進步和發展。

2.1 高速公路模擬視頻矩陣監控方案

在過去的高速公路視頻監控系統中多采用的是視頻光端機+模擬視頻矩陣+DVR三者相結合的方式來實現的。這一高速公路視頻監控系統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控，在使用的過程中此種視頻監控組網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控系統組網方案在擴展性方面的性能較差，滿足大網絡監控的能力不強，需要進一步做好對于高速公路視頻監控系統的研究與開發，提高高速公路視頻監控系統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用。

2.2 光傳輸交換平臺

高速公路視頻監控系統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勢，相較于模擬矩陣，光傳輸交換平臺既包含有傳統的（視頻、數據）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、光端機網管軟件等與一體的高速公路視頻監控解決方案，光傳輸交換平臺拋棄了模擬信號傳輸方式，全部采用數字光纖的信息交換手段，在視頻信號傳輸的距離、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使得高速公路視頻監控系統的集成度和監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控系統的可維護性都得到了很大的加強。

2.3 視頻信號純數字壓縮編碼傳輸方式

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

3 高速公路視頻監控系統光平臺監控方案的應用

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

在高速公路視頻監控系統的解決方案中采用數字非壓縮光平臺解決方案時其主要采用的核心是數字非壓縮光盤平臺，在此方案中，收費站、隧道能實時控制、調度以及存儲高速公路視頻監控的視頻音頻信號，同時還可以根據需要將視頻音頻信號傳輸到上級路段監控站中，并由上級路段分中心對各個監控點進行嚴格的控制與管理。在監控路段分中心的上級部分主要采用數字壓縮編碼的形式與手段，將視頻信息經由通信網絡傳輸到每個省的高速公路視頻監控中心，實現對于高速公路的全限程、全路段的監控。此種監控方案的信息實時傳遞能力較強，便于實時監控，通過對已有的模擬進行簡單升級就能夠對舊有線路進行利用，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模擬/數字矩陣的模式，便于實時協調控制。此種方案不足之處是需要占據較大的網絡帶寬。

同時在高速公路視頻監控系統的構建上還可以采用數字全壓縮光平臺以及數字非壓縮與壓縮混傳光平臺的解決方案，應用數字全壓縮光平臺解決方案需要將前端的視頻信號都經由前端綜合接入編碼器中，通過環形組網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需要被傳輸到上一級的路段監控中心中，而后由路段分中心根據自身權限合理的對其進行管控，確保對于高速公路的監控與管理的安全性與可靠性。

4 結束語

高速公路視頻監控經過多年的演變與發展，從原先的最早的模擬攝像機到高清數字攝像機，傳輸設備由視頻控制矩陣到光平臺再到IP網路傳輸等經歷了快速的發展與應用，技術不斷更新，不論是在監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。

參考文獻

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