淺析高速公路視頻上云建設方案

尹蔚峰

摘要：改變傳統視頻監控管理模式，以互聯網和云計算技術為支撐，創新采用云、管、端架構，將高速公路視頻推送上云，在云上建設視頻管理統一平臺，為各級管理者和社會公眾提供優質視頻服務。

關鍵詞：高速公路；視頻上云；上云網關；云平臺

引言

近年來，視頻監控技術已經在社會各領域中得到了廣泛應用，監控視頻作為道路信息采集的一種手段，因其實時性、直觀性，對道路管理者掌握道路通行實景具有不可替代的作用。一是交通誘導，通過遠程視頻監控，可以實時采集路況信息和氣象信息，為交通誘導提供依據；二是事后取證，對道路、收費站車道、收費亭等日常工作、出入車輛的視頻圖像資料進行存儲，以備交通事故、車輛闖關等突發事件取證時查詢；三是應急指揮，在突發交通事故等事件時，可以實時監控，為遠程應急指揮提供幫助；四是工作監督，對收費人員形成一種無形監督，以便嚴格要求自己，提供更好的服務。

1 轉變建設模式

傳統的視頻組網模式是通過骨干網層層匯聚，在匯聚點調看視頻。受骨干網帶寬和最小顆粒度的限制，可以同時調看的視頻路數非常有限，并且在高并發情形下難以保障用戶調看體驗，不能滿足各級高速公路管理者以及為社會公眾提供服務的需求。

為了改善高速公路運營管理效率，提升高速公路信息服務能力，江蘇交通控股有限公司以“互聯網+交通”為思路，創新采用“云、管、端”的總體架構，將分散在各個路段管理的監控視頻推送上云，建立云上統一的“可視”、“可控”的視頻平臺。通過視頻云平臺為高速公路各級管理者提供實時、高清、便捷的視頻調看服務，同時向出行公眾提供低碼流、大并發、可管控的安全視頻服務。

2 視頻上云步驟

2.1現場調研信息

現場調研上云路段的管理單位基礎信息，明確每個管理單位管轄里程和起止樁號；現場調研網絡現狀，了解道路沿線及管理單位內部的組網方式，掌握機房設備的布設情況；現場調研路段現有視頻管理平臺的現狀，收集本地視頻平臺廠家及相關硬件信息，整理SDK進行對接測試，收集全線視頻的基本信息。

2.2制定接入方案

結合以上完成的各項調研信息，根據上云路段管理單位的實際情況，制定該管理單位各路段的接入方案，一路段一方案，在每個路段匯聚點將視頻數據推送上云。

2.3采集制作樁號

包括前端數據采集和后端數據處理。在管理單位配合下安排專業人員對路段樁號經緯度等基礎信息進行采集，每完成一段道路信息采集就立刻對采集的數據進行清洗加工，對數據進行糾偏并加密，完成百米樁精準定位，形成標準的坐標體系，確定每路攝像機的位置，并能夠在GIS地圖平臺上對道路基礎信息和道路沿線設備進行展示。

2.4開通上云通道

開通通信運營商的互聯網專線作為視頻數據上云通道，專用路由器上聯互聯網專線，使用專屬VPN隧道與云服務平臺對接。對于不足100路攝像機的視頻匯聚點，可采用50M帶寬的互聯網專線；對于超過100路攝像機的匯聚點，建議采用100M及以上帶寬的互聯網專線。

2.5部署上云網關

高速公路各路段均有自建的視頻監控系統，但建成時間不同、使用技術與產品不同、施工單位不同，存在各式各樣品牌和型號的監控平臺及設備，無法直接和云服務平臺對接。需要通過視頻上云網關進行轉換，才能將道路視頻接入到云平臺。

視頻上云網關設備部署在路段匯聚點，配置標準機柜及配套的UPS電源、以太網路由器、三層萬兆交換機等相關附屬設備。網絡接入后，要在云平臺上注冊，成為平臺中的合法設備，從而接受視頻云平臺的管控。上云網關與路段視頻平臺對接，獲取原始視頻數據，為節省上云通道帶寬，對所有視頻進行降碼處理，碼率降為32kbps，保持所有視頻與云平臺長連接。

2.6云上平臺配置

云平臺利用支持NAT功能的私有專屬網絡VPC，在云端構建出一個專屬的網絡環境，保障了云間鏈路和網絡安全。為防止出現非法的攻擊以及視頻資源被別人盜用，視頻云平臺提供了一套鑒權機制，每個被信任的用戶訪問攝像機視頻時，都需要在播放地址中帶上鑒權信息，依據此鑒權信息判斷是否為合法訪問，如不合法則斷開訪問的TCP連接。

3 視頻云平臺架構

視頻云平臺底層使用IaaS基礎設施相關技術，利用云上服務器、存儲及網絡設施，形成可伸縮、高安全性、低維護量的存儲資源池和計算資源池；中間層采用PaaS基礎平臺相關應用，使用MySQL開源數據庫、負載均衡器、消息中間件等平臺應用來構建信息系統；上層結合業務需求調用各項SaaS服務，實現更加靈活豐富的監控視頻聯網應用模式。

平臺對登錄用戶進行統一身份驗證和權限管理，通過互聯網終端和瀏覽器為用戶提供服務。該方式可很好的滿足監控管理、資源管理、服務管理、用戶管理的有效性，并最大程度的確保環境安全、數據安全和應用安全。

視頻云平臺包含管理平臺和直播平臺，管理平臺負責視頻流的調看、控制及管理，直播平臺負責視頻推流、分發及存儲，可滿足超高并發訪問需求，為高速公路各級管理者、各路段監控中心以及社會公眾提供實時、秒切的視頻服務。

4 平臺應用成效

江蘇交通控股視頻云服務平臺已經覆蓋江蘇全省，匯聚省內4000路高速監控視頻，用戶關注“江蘇高速”即可調看全省實時高速公路監控視頻。

圖2 視頻云平臺手機端調用界面

2018年國慶期間，在交通運輸部公路局、部路網中心的領導下，江蘇交通組織團隊，完成了G2京滬高速全線1396路道路監控視頻的上云工作，通過視頻云平臺為全國各級管理部門和社會公眾提供視頻服務，國慶期間視頻調看超過1億次，同時在線人數達21.6萬人，得到了人民群眾的廣泛好評。

（作者單位：江蘇交通控股有限公司）