視頻監(jiān)控已 經(jīng)成為公路日常運(yùn)營管理的一個重要手段，發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著視頻技術(shù)的高速發(fā)展，高清化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是今后的主流趨勢，但 目前機(jī)電行業(yè)內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分還處于標(biāo)清和高清混合使用的階段，本文通過德州監(jiān)控系統(tǒng)改造工程項(xiàng)目，對系統(tǒng)中個人覺得幾個關(guān)鍵技術(shù)問題做分析和探討。

　　項(xiàng)目概況及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　G205國道改造示范工程德州段，德州段(K454+733-K475+101)全長20.368公里，全線為一級公路。

　　采用公路交通流的監(jiān)視和誘導(dǎo)作為主要的監(jiān)控策略。根據(jù)本路段的交通流量分析和路網(wǎng)分析，結(jié)合國內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢等方面的綜合考慮，制定本路的 監(jiān)控策略如下：通過事故救援電話、路政巡邏等手段發(fā)現(xiàn)路段內(nèi)的各類偶發(fā)**通事件，利用攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視重點(diǎn)路段的交通情況，通過可變信息標(biāo)志發(fā)布交通誘導(dǎo) 信息，調(diào)節(jié)交通流。本系統(tǒng)為后期增加外場設(shè)備預(yù)留必要的接口、容量和傳輸通道。

　　監(jiān)控分中心設(shè)備布設(shè)方案

　　本項(xiàng)目在德州市慶云縣設(shè)置監(jiān)控分中心，直接管理和控制布設(shè)在所轄路段的外場設(shè)備，收集路段的各種數(shù)據(jù)、圖像信息。對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，制定控制方案，并通過外場信息發(fā)布設(shè)備發(fā)布信息。

　　在監(jiān)控分中心，監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)一起組成局域網(wǎng)，主要設(shè)備包括監(jiān)控服務(wù)器、三層以太網(wǎng)交換機(jī)、IPSAN存儲陣列、視頻控制計(jì)算機(jī)、LED拼接屏監(jiān)視墻等。

　　外場設(shè)備布設(shè)方案

　　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)用于對重點(diǎn)交通狀況進(jìn)行監(jiān)視，為公路的運(yùn)行管理提供實(shí)時(shí)、動態(tài)的圖像監(jiān)視功能。在G205國道德州段沿線共布設(shè)6臺外場監(jiān)控?cái)z像機(jī)，監(jiān)控分中心設(shè)置1臺室內(nèi)監(jiān)控?cái)z像機(jī)。

　　·5臺槍型云臺攝像機(jī)(1/3" 200萬像素;高清)

　　·1臺為一體化球形攝像機(jī)(1/3" 130萬像素;高清)

　　·1臺室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)(1/3"500線;標(biāo)清)

　　其他部門監(jiān)控設(shè)備

　　根據(jù)建設(shè)需求，本工程項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)可從其他部門(如：公安或高速管理處)提取到外場監(jiān)控信號;采取在其他相關(guān)部門的監(jiān)控中心設(shè)置視頻分配器，對 所提供的外場監(jiān)控信號進(jìn)行視頻分配，之后進(jìn)入新設(shè)置的視頻編碼器，將編碼之后的信息流通過二層以太網(wǎng)交換機(jī)，租用運(yùn)營商VPN通道傳送至本項(xiàng)目監(jiān)控中心。

　　即：本項(xiàng)目將其他部門視頻接入慶云公路站監(jiān)控室，需在其他部門監(jiān)控中心設(shè)置部分設(shè)備，如：視頻分配器、視頻編碼器、二層以太網(wǎng)交換機(jī)等。(采集的監(jiān)控?cái)z像機(jī)信號為標(biāo)清)

　　數(shù)據(jù)、圖像傳輸系統(tǒng)

　　監(jiān)控系統(tǒng)需要將布設(shè)在G205德州段道路沿線的外場設(shè)備數(shù)據(jù)、圖像傳輸至慶云縣監(jiān)控分中心，將監(jiān)控分中心的控制指令傳輸至外場設(shè)備，并將慶云縣 監(jiān)控分中心的部分?jǐn)?shù)據(jù)、圖像上傳至德州市局監(jiān)控中心。本項(xiàng)目中除將自建監(jiān)控外設(shè)信號引入監(jiān)控中心外，還需將其他部門監(jiān)控外設(shè)信號引入本監(jiān)控中心。

　　1、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　本數(shù)據(jù)、圖像傳輸系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控外設(shè)的物理位置，采用自建和租用運(yùn)營商承載平臺相結(jié)合，建設(shè)有線視頻監(jiān)控傳送系統(tǒng)。對于距離監(jiān)控中心較近的監(jiān)控外 設(shè)，采用自建傳送系統(tǒng);對于距離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)的站點(diǎn)，采用租用公網(wǎng)承載平臺進(jìn)行解決;且縣監(jiān)控中心到市監(jiān)控中心的傳送，及本監(jiān)控中心至其他部門監(jiān)控中心的 傳輸也采用租用公網(wǎng)承載平臺進(jìn)行解決。

　　(1)自建方式

　　自建光纜，通過建設(shè)端到端的以太網(wǎng)光端機(jī)將信號傳送至監(jiān)控中心。

　　(2)租用公網(wǎng)承載平臺

　　部分監(jiān)控外設(shè)至監(jiān)控中心之間，縣監(jiān)控中心到市監(jiān)控中心之間，及本監(jiān)控中心至其他部門監(jiān)控中心之間的信息傳送皆需采用租用公網(wǎng)承載平臺進(jìn)行解決。

　　2、承載平臺

　　本項(xiàng)目中租用運(yùn)營商的MSTP專線，使用運(yùn)營商的傳輸網(wǎng)絡(luò)，采用傳輸透傳的方式進(jìn)行傳送。在傳輸網(wǎng)中通過劃分VLAN的方式與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔 離,采用EVPL(虛擬用戶專線業(yè)務(wù))點(diǎn)到點(diǎn)專線類業(yè)務(wù)，通過VLAN  ID區(qū)分不同的接入點(diǎn)，對每個接入點(diǎn)設(shè)置一個VLAN ID。端到端的電路皆通過VC通道進(jìn)行配置，業(yè)務(wù)路由明晰。

　　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)

　　在監(jiān)控分中心實(shí)現(xiàn)所轄路段的視頻數(shù)據(jù)匯聚、視頻圖像的顯示控制等功能，從外場監(jiān)控圖像傳至監(jiān)控分中心三層以太網(wǎng)交換機(jī)，自交換機(jī)輸出監(jiān)控圖像至 監(jiān)視屏墻上顯示，可通過安裝在視頻控制計(jì)算機(jī)內(nèi)的視頻圖像控制軟件對所轄范圍內(nèi)的任意攝像機(jī)圖像進(jìn)行調(diào)看。所有視頻圖像進(jìn)入IPSan網(wǎng)絡(luò)存儲器進(jìn)行存 儲。本系統(tǒng)高清攝像機(jī)輸出口采用RJ-45  10 /100M以太網(wǎng)接口，高清解碼器輸出口采用DVI接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)字高清視頻信號通過拼接控制器直接上液晶拼接大屏(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)詳見圖1)。

　　關(guān)鍵技術(shù)問題分析

　　高清前端接入和兼容性問題

　　高清體現(xiàn)的是整體解決方案，從前端到中心管理和存儲，再到后端顯示，每一個環(huán)節(jié)的產(chǎn)品都要是高清的。這些產(chǎn)品要組成一個系統(tǒng)，必然涉及互聯(lián)互通 問題。本項(xiàng)目前端高清攝像機(jī)和拼接控制器、解碼器均不是同廠家設(shè)備，實(shí)際使用并不能相互兼容，因此存在必須統(tǒng)一品牌的問題，帶用戶及承包商均帶來相當(dāng)?shù)拇? 的不方便。同時(shí)本項(xiàng)目所建的監(jiān)控分中心的監(jiān)控系統(tǒng)還需考慮與市局監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)、其他部門的監(jiān)控系統(tǒng)之間，軟件系統(tǒng)需彼此兼容、硬件系統(tǒng)接口需相互匹配 問題。

　　目前高清監(jiān)控以網(wǎng)絡(luò)化為主，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在當(dāng)前還缺乏成熟的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就帶來了不同廠商的攝像機(jī)與平臺、NVR之間的兼容問題。這一難題給以 前的安防產(chǎn)業(yè)分工模式帶來了很大的挑戰(zhàn)，一個廠商僅僅做好一個環(huán)節(jié)的產(chǎn)品是不夠的，他需要同時(shí)做多個環(huán)節(jié)的產(chǎn)品。用戶最終還是關(guān)心高清產(chǎn)品是否能和傳統(tǒng)模 擬監(jiān)控系統(tǒng)一樣，能夠無廠家無具體指定型號、無需配置很多復(fù)雜的參數(shù)，做到即插即用，使用戶有更多的選擇和操作空間。

　　帶寬問題

　　由于目前網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，高清視頻帶來的高碼率成為其最大的推廣瓶頸。如何用盡可能低的碼率傳輸盡可能高質(zhì)量的視頻是高清監(jiān)控需要解決的首要問題。

　　本項(xiàng)目中租用運(yùn)營商的MSTP專線，根據(jù)鏈路傳送需求，需確定幾個2M捆綁上行，首先前端要達(dá)到真正的高清，720P每路帶寬至少為 4M，1080P每路帶寬至少為6M，要是網(wǎng)絡(luò)帶寬提供不足2M，那么只能實(shí)現(xiàn)D1格式了，可見視頻圖像要保證高清效果，首先帶寬需求是非常大的問題，直 接決定后端是配置標(biāo)清還是高清的傳輸、解碼、終端顯示設(shè)備，直接影響實(shí)際使用到底能否達(dá)到希望的高清效果，而且影響投資成本不容忽視。

　　同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，不同的網(wǎng)絡(luò)具有不同的信道特性，不同的用戶享受到的網(wǎng)絡(luò)帶寬也不相同，甚至同一用戶的帶寬也可能是隨時(shí)變化的。隨著監(jiān)控 領(lǐng)域的發(fā)展，各種用戶終端都有連接監(jiān)控視頻的需要，如局域網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)帶寬較為理想，用戶希望瀏覽高質(zhì)量的視頻;而**控領(lǐng)域由于帶寬有限，用戶更看重的是 低碼率下的視頻流暢性。如何適應(yīng)這些不同的帶寬環(huán)境也是高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備需要解決的問題。

　　后端關(guān)注問題

　　影響高清規(guī)?；瘧?yīng)用的瓶頸有技術(shù)方面的弱點(diǎn)，高清的推廣在技術(shù)上還存在障礙。真正的高清從前端開始，每一路圖像都要達(dá)到高清分辨率，才能保證視 頻采集、編碼、傳輸、瀏覽、錄像、回放等全面高清。高清監(jiān)控涉及到視頻監(jiān)控的諸多環(huán)節(jié)，如前端的攝像機(jī)信號采集，傳輸，再到記錄存儲以及顯示。也就是說， 高清在工程中的應(yīng)用，要包括高清攝像機(jī)、高清球機(jī)、高清云臺、高清視頻編碼設(shè)備或管理平臺、存數(shù)系統(tǒng)、瀏覽、顯示等等。

　　要實(shí)現(xiàn)真正高清應(yīng)用，需要有完整的高清解決方案。高清監(jiān)控技術(shù)自身也在不斷進(jìn)步，從前端攝像機(jī)分辨率來看，自130萬像素開始，目前市場上已經(jīng) 推出了200萬像素CCD高清攝像機(jī)，未來還會有500萬甚至更高像素的CCD網(wǎng)絡(luò)攝像出現(xiàn)，同時(shí)系統(tǒng)中其它環(huán)節(jié)也需要“與時(shí)俱進(jìn)”的升級配合。要不斷去 探索技術(shù)發(fā)展和更新的趨勢，并提供整體的解決方案，這是一個挑戰(zhàn)，需要廠商具備綜合的整體實(shí)力。

　　體會總結(jié)

　　高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使圖像清晰度有了質(zhì)的飛躍，但是也給高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來了一系列現(xiàn)實(shí)的問題，在追求高畫質(zhì)的同時(shí)，也要考慮解決以下問題：

　　·網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張：分辨率越大、清晰度超高，意味著在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候碼流也會增大，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力;

　　·存儲空間龐大：數(shù)據(jù)流量翻倍，增大了錄像容量，給網(wǎng)絡(luò)存儲帶來壓力;

　　·對中心控制、管理軟件和硬件性能的要求成倍增長;

　　·對于記錄視頻圖像的管理和事后分析的工作量也將成倍增長;

　　·投資成本高昂。

　　對于監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關(guān)鍵的。圖像越清晰，細(xì)節(jié)越明顯，觀看體驗(yàn)越好，智能等應(yīng)用業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永 恒的追求。通過產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的不斷努力和探索，相信越來越多的，滿足不同用戶需求的、經(jīng)濟(jì)適用的高清監(jiān)控產(chǎn)品和方案會被推出，高清普及指日可待。在各地平安城市、慧聰城市、及智能交通建設(shè)的推動下，智能高清在道路安防監(jiān)控應(yīng)用的將不斷擴(kuò)大，為我國城鄉(xiāng)地區(qū)的道路交通管理加把“安全鎖”，在極大程度上降低交通事故發(fā)生率，讓人們的出行多一份暢通與安全。