【安防知識網(wǎng)】高速公路視頻監(jiān)控經(jīng)過多年的發(fā)展與技術(shù)積累，已經(jīng)取得了很大的成績。目前，針對新建項目以及對老系統(tǒng)的改造，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控被提上議事日程，并且在各地都得到一定的應(yīng)用。在工程實踐過程中，采用了大量新技術(shù)和創(chuàng)新成果，取得了不少寶貴的經(jīng)驗。不過，無論從應(yīng)用需求還是從產(chǎn)品來看，都有不少問題值得探討和研究。

　　在以往的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一般以視頻光端機+矩陣交換的模式為主，這種技術(shù)在各路段監(jiān)控系統(tǒng)中被大量采用。隨著視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的提出，國內(nèi)幾個主流視頻傳輸設(shè)備生產(chǎn)廠家又推出了集傳輸和交換于一體的監(jiān)控平臺產(chǎn)品。本文從應(yīng)用實際出發(fā)，對有關(guān)光端機及視頻監(jiān)控平臺產(chǎn)品的一些問題進(jìn)行討論。

　　視頻光端機的選擇

　　收費監(jiān)控光端機的選擇

　　收費監(jiān)控系統(tǒng)主要是對收費站的車道、收費廣場、收費亭的收費情況，它的圖像需傳到收費管理處，距離近圖像多，業(yè)務(wù)豐富是它的顯著特點，因此一般選擇點對點傳輸?shù)亩嗦窋?shù)字視頻光端機。

　　外場道路監(jiān)控光端機的選擇

　　外場道路監(jiān)控環(huán)境比收費站更復(fù)雜，需要互通以及對重點路段設(shè)置監(jiān)控點，在高速公路路段上每隔2千米左右設(shè)置一個監(jiān)控點，有隧道的高速公路還需在隧道內(nèi)每個方向每隔150米左右設(shè)置一個監(jiān)控點。攝像機控制信號，外場需要通信的信號更是甚多，圖像信號、云臺控制、有蓄電池監(jiān)視儀、可變情報標(biāo)志或情報板、信息誘導(dǎo)屏或信息發(fā)布屏、車輛檢測器、能見度檢測器、氣象檢測器、監(jiān)控點設(shè)備機箱防盜門磁開關(guān)等豐富的信號需要傳輸。在一條幾十公里到上百公里的高速公路上需要傳輸上百路圖像和云臺控制信號，還需要大量的其它信號需要傳輸，點對點傳輸?shù)姆绞皆谶@里將受到距離遠(yuǎn)和監(jiān)控點分散等條件的限制，所以可以選擇將圖像通過點對點的圖像光端機傳到就近的收費站，再在收費站通過大路數(shù)點對點光端機傳到高速公路管理中心。另外，還可以通過更先進(jìn)技術(shù)的級聯(lián)型(或稱節(jié)點式)光端機，將路段上各點圖像分別集中，然后按照匯聚點的先后順序依次將所有視頻串行傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。這樣，每條串行通道僅需占用1芯光纖，而每條光纖鏈路分別可設(shè)置10~16個匯聚節(jié)點，每兩個匯聚節(jié)點之間的距離可達(dá)幾十公里，也可解決因點對點大路數(shù)視頻光端機不能傳輸上百公里甚至幾百公里的傳輸，因為每條光纖鏈路上可接入10~16個圖像和若干數(shù)據(jù)的接入，一條上百路圖像的高速公路也只需幾芯光纖即可把所有圖像都傳回管理中心了，大大節(jié)省了光纖的資源。

　　視頻監(jiān)控平臺應(yīng)用的幾個問題

　　傳輸和交換系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

　　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)一是傳輸，二是交換。視頻監(jiān)控傳輸傳統(tǒng)上的做法無非兩種手段，采用非壓縮數(shù)字視頻光端機裸光纖傳輸或采用壓縮編解碼器壓縮后借助通信信道(E1或IP)傳輸，視頻交換采用傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣來實現(xiàn)。這是一種典型的通過外部集成方式來實現(xiàn)傳輸與交換功能的應(yīng)用模式，傳輸與交換界面清晰，接口標(biāo)準(zhǔn)都是基于模擬視頻標(biāo)準(zhǔn)。對于一個收費站來說，這樣的傳輸和交換模式不但易于實現(xiàn)，也是夠用的。但是，若站在一條路、幾條路、全省乃至區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的角度來看，要想實現(xiàn)全新的聯(lián)網(wǎng)功能和應(yīng)用模式以滿足全新的管理要求，無論是從設(shè)備集成的復(fù)雜程度、傳輸交換容量、視頻質(zhì)量，還是從聯(lián)網(wǎng)調(diào)度方式、可維護(hù)性等諸多方面都帶來難以逾越的障癨-.

　　為解決這一問題，近年來，各設(shè)備制造商紛紛推出了集傳輸與交換于一體的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺設(shè)備，既有完全基于非壓縮數(shù)字視頻技術(shù)的，也有基于以太網(wǎng)壓縮視頻架構(gòu)的。雖然各廠商都是希望找到一種集傳輸與交換、應(yīng)用與管理于一體的高效聯(lián)網(wǎng)解決方案，但是由于采用的技術(shù)體制不同，傳輸與交換的模式、接口標(biāo)準(zhǔn)等也就大不一致，直接導(dǎo)致了產(chǎn)品差異巨大。從表面上看，是不同廠商的方案之差;從結(jié)果上看，都異曲同工地實現(xiàn)了傳輸與交換，但實則存在技術(shù)體制上的標(biāo)準(zhǔn)化問題。從目前各平臺廠商提供的解決方案來看，基本上可以分為兩大類，一類是從非壓縮視頻光傳輸演變進(jìn)化而來，采用TDM數(shù)字交換為技術(shù)路線的光端機加數(shù)字矩陣平臺;另一類是采用壓縮視頻編解碼技術(shù)和以太網(wǎng)傳輸與交換架構(gòu)，硬件傳輸交換設(shè)備加軟件管理平臺實現(xiàn)的全數(shù)字平臺。

　　眾所周知，非壓縮視頻光端機目前只能在模擬的視頻接口技術(shù)指標(biāo)上做到標(biāo)準(zhǔn)化，還無法實現(xiàn)無論是電口還是光口在數(shù)字域上的標(biāo)準(zhǔn)化。也就是說，不同廠家的光端機是無法做到互聯(lián)互通的。這一類光端機產(chǎn)品嚴(yán)格地說，是一種模擬接口的數(shù)字傳輸產(chǎn)品，作為發(fā)展的一定時段和特定條件下的應(yīng)用，是毫無疑義的。但是以此技術(shù)路線而演變?yōu)榻粨Q平臺產(chǎn)品，其標(biāo)準(zhǔn)化問題就值得質(zhì)疑了?？梢韵胂?，只能是一個完全對外封閉的私有衆(zhòng)-議的產(chǎn)物，就像一臺戲，主角與配角難以互動，一張口，都聽不懂，別人無法配合你，只能找穃-譯，就是回到模擬接口，這樣一來，費盡周折得到的數(shù)字視頻還得變?yōu)槟M，一個大系統(tǒng)中這樣變來變?nèi)ィ粌H加劇了設(shè)備的復(fù)雜程度，而且其可靠性和技術(shù)指標(biāo)也會大幅下降。

　　若采用以太網(wǎng)架構(gòu)的傳輸和交換平臺則不同，幾乎一切都是在高度標(biāo)準(zhǔn)化框架下完成的。以太網(wǎng)技術(shù)作為當(dāng)前參與度最廣、支持率最高，仍在快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，其強大的生命力和超乎想象的發(fā)展空間早已是毫無懸念。當(dāng)前電信技術(shù)的演變以及互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展就是印證。以太網(wǎng)的寬帶特性是用來承載視頻的最大優(yōu)點之一，而其靈活的交換和組網(wǎng)特性也是當(dāng)前其他技術(shù)體制所望塵莫及的。因此，在當(dāng)前采用以太網(wǎng)架構(gòu)作為視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的承載平臺是一個最好的選擇。采用以太網(wǎng)傳輸與交換，就不得不提視頻的數(shù)字壓縮問題。這實際上又是一個標(biāo)準(zhǔn)化的問題。當(dāng)前使用較多的不外乎MPEG-2、MPEG-4和H.264三種。雖然這三種壓縮方式都是標(biāo)準(zhǔn)的，但實際上各廠家之間由于技術(shù)方案的差異，仍存在一定的通聯(lián)困難。但是，這是完全可以通過制定壓縮的標(biāo)準(zhǔn)來解決的(比如，電信全球眼規(guī)范)。也只有加快標(biāo)準(zhǔn)的制定，才能規(guī)范視頻聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體制，才能通過技術(shù)進(jìn)步獲得高速和健康的發(fā)展。

[nextpage]　　監(jiān)控平臺的開放性與可擴(kuò)展性

　　開放性就是多廠家的兼容性，就是市場的可參與度，也是提供給用戶最大的系統(tǒng)支配和調(diào)度權(quán)限。從這一點上說，采用以太網(wǎng)傳輸和交換架構(gòu)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺其本身就具備了這一得天獨厚的優(yōu)勢。以太網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，尤其是通過電信級的大規(guī)模穩(wěn)定應(yīng)用，其優(yōu)異的寬帶特性、開放的接口、靈活的應(yīng)用，早已給人留下深刻的印象，而采用以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為接口的應(yīng)用更是得到極大的普及與應(yīng)用。這正是以太網(wǎng)開放性的體現(xiàn)，也是與完全采用非壓縮體制的一類產(chǎn)品最根本的區(qū)別。由于采用PCM技術(shù)的非壓縮數(shù)字視頻技術(shù)體制目前并沒有相關(guān)的業(yè)界內(nèi)相互開放的傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)，而采用TDM為基礎(chǔ)實現(xiàn)的數(shù)字交換更是廠家自身的核心技術(shù)。因此在數(shù)字接口上，無論是光的還是電的，都無法實現(xiàn)開放，只能在模擬視頻接口做到標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著采用非壓縮體制的這一類平臺在應(yīng)用和功能擴(kuò)展性方面將受到極大制約。

　　從另一個角度來看的話，開放性和擴(kuò)展性是從應(yīng)用的角度來評價系統(tǒng)。高速公路的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的目的并非就是為了傳輸和交換，而是通過全網(wǎng)無阻塞地靈活傳輸與調(diào)度，為各種信息化、智能化的應(yīng)用提供保障，為高速公路運營管理和風(fēng)險控制提供有力的支撐。采用以太網(wǎng)傳輸和交換架構(gòu)的開放平臺可以方便地與其他應(yīng)用子系統(tǒng)無縫對接，例如，視頻存儲子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)、告警管理子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、事件監(jiān)測子系統(tǒng)等等，這樣就可以最大限度減少采用集成方式實現(xiàn)的風(fēng)險，同時也可節(jié)約大量投資。

　　目前，150~500萬像素的所謂高清攝像機開始應(yīng)用，這一類設(shè)備的接口無一例外都采用了以太網(wǎng)，這也從另一個應(yīng)用要求說明了以太網(wǎng)平臺的重要性。采用以太網(wǎng)架構(gòu)的平臺只要帶寬允許，理論上都可以支持這一類高清攝像機的應(yīng)用，并可有效利用靈活的后臺軟件應(yīng)用和管理平臺，集各種視頻碼流的應(yīng)用于一體，充分發(fā)揮高清視頻的優(yōu)勢。

　　系統(tǒng)開放性往往是和標(biāo)準(zhǔn)化分不開的，實際上標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，參與者越多，產(chǎn)品生命力也就越旺盛。以太網(wǎng)自身的發(fā)展歷程不正好就是一個最好的例證嗎?

　　壓縮和非壓縮視頻的兼容

　　在同一系統(tǒng)中，經(jīng)常會不可避免地同時存在壓縮和非壓縮視頻。壓縮和非壓縮視頻的兼容就是要求做到在傳輸和交換平臺上可以實現(xiàn)混合調(diào)度和同時管理，甚至實現(xiàn)非壓縮視頻桌面調(diào)用。壓縮視頻具有占用帶寬小、傳輸效率高的優(yōu)點;非壓縮視頻實時性好、清晰度高，尤其適合大屏顯示等要求較高場合。因此，在同一個平臺上壓縮視頻與非壓縮視頻兼容是一個十分具有現(xiàn)實意義的問題。

　　采用以太網(wǎng)架構(gòu)的傳輸與交換平臺要想實現(xiàn)兼容，首先要解決非壓縮視頻以太網(wǎng)封裝的問題。非壓縮視頻光端機采用的PCM數(shù)字化方式是不能實現(xiàn)以太網(wǎng)封裝的。從標(biāo)準(zhǔn)化和客戶端非壓縮視頻軟解來考慮，只能采用符合國際電聯(lián)(ITU-R)BT.601、BT.656標(biāo)準(zhǔn)的非壓縮分量數(shù)字視頻碼流來封裝。BT.656數(shù)字視頻碼流其實并不陌生，不但是廣播電視行業(yè)廣泛使用的一種接口規(guī)范，也是幾乎所有的視頻壓縮編碼器的內(nèi)部接口標(biāo)準(zhǔn)。引進(jìn)BT.656標(biāo)準(zhǔn)的非壓縮分量數(shù)字視頻碼流實際上是一舉兩得，既兼容了非壓縮視頻，又作為視頻壓縮的基礎(chǔ)碼流為下一步視頻處理和多種應(yīng)用奠定了所需標(biāo)準(zhǔn)碼流的基礎(chǔ)。

　　這樣，壓縮和非壓縮視頻的兼容就絕不是一個簡單的集成，而是包含在一個系統(tǒng)平臺內(nèi)的完整功能，與傳輸、交換、存儲、調(diào)度等是完全無縫對接的。

　　應(yīng)用要求的個性化定制服務(wù)

　　一個好的系統(tǒng)平臺，不單只是支持公式化的操作和應(yīng)用，還應(yīng)具有優(yōu)良的二次開發(fā)支持能力，要能夠基本保持硬件架構(gòu)不便的情況下，方便的通過增加應(yīng)用子系統(tǒng)或在軟件管理平臺上增加與硬件架構(gòu)相結(jié)合的新的軟件模塊，從而完成一些新功能。這實際上就是能夠及時響應(yīng)工作中提出的作業(yè)流程需要或工作效率提升的創(chuàng)新而按客戶應(yīng)用要求所做的個性化定制服務(wù)。例如，收費工作中的熱線電話與視頻切換聯(lián)動、告警與視頻切換聯(lián)動、顯示屏的各種切換模式、方便記憶與操作的視頻編碼與切換等等。顯然，采用硬件軟件應(yīng)用平臺，客戶端功能軟件模塊化設(shè)計的方式是最方便實現(xiàn)這一重要要求的。