摘要；針對(duì)IP技術(shù)在信號(hào)傳扮領(lǐng)城的發(fā)展趨勢(shì)，分析了基于IP的信號(hào)傳輸技術(shù)應(yīng)用于高速公路視頻監(jiān)拉系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，并介紹了該技術(shù)下視頻監(jiān)拉系統(tǒng)的構(gòu)架原則和特點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控，TCP/IP，以太網(wǎng)，高速公路
　　目前，高速公路監(jiān)控分中心和收費(fèi)站的SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)和接人系統(tǒng)已基本建成，這使遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控成為可能，另外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)的應(yīng)用得到廣泛普及，這促進(jìn)了基于IP技術(shù)的各種視頻通信應(yīng)用。
　　1基于IP的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　(1)在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸中，大都采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式，這樣的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在適應(yīng)性、開放性、復(fù)雜性和價(jià)格成本方面的局限性日益受到挑戰(zhàn)，而以太網(wǎng)具有的高速、大容量、開放性和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)與視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展要求相適應(yīng)。
　　(2)基于IP的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)很成熟，有完善的協(xié)議體系和豐富的應(yīng)用層開發(fā)工具，易于終端控制軟件的開發(fā)應(yīng)用。
　　(3)視頻信號(hào)在以太網(wǎng)上是以數(shù)據(jù)流的方式傳輸，易于各級(jí)監(jiān)控中心處理視頻信號(hào)，便于多級(jí)聯(lián)網(wǎng)，這在很大程度上解決各種視頻采集設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備通過異種或同種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問題，為構(gòu)造開放式視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供有力支持，大大增加系統(tǒng)通信的靈活性。
　　(4)基于IP技術(shù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻解碼器可以少于視頻編碼器的數(shù)量。通過后臺(tái)軟件控制，視頻編碼器可以解壓以太網(wǎng)上任意一個(gè)IP地址編碼器的圖像，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)。
　　2基于IP技術(shù)的視頗監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建原則
　　高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的目的是為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、智能化的監(jiān)控目標(biāo)，并應(yīng)在此前提下確定系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的硬件基礎(chǔ)。
　　(1)系統(tǒng)裝置內(nèi)部應(yīng)嵌人以太網(wǎng)通信接口和驅(qū)動(dòng)程序，便于網(wǎng)絡(luò)的直接接人，監(jiān)控終端可以在任何可連接網(wǎng)絡(luò)的地方訪間被控設(shè)備。
　　(2)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循模塊化的思想。在結(jié)構(gòu)上
　　采用模塊化思想，不僅便于開發(fā)調(diào)試，而且增加了系統(tǒng)靈活性，為進(jìn)一步的功能改變和系統(tǒng)擴(kuò)充提供條件。
　　(3)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有比較經(jīng)濟(jì)的使用和維護(hù)成本。成本經(jīng)濟(jì)易于在用戶中快速普及，有機(jī)會(huì)被各種類型的用戶使用，在性能上得到不斷改進(jìn)從而最終被用戶接受。
　　(4)系統(tǒng)的安裝、配置和操作應(yīng)做到簡(jiǎn)單明了。簡(jiǎn)明的特性能夠保證非專業(yè)操作人員使用起來也沒有較大困難，監(jiān)控裝置在設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后應(yīng)能即插即用，終端操作和監(jiān)視界面也應(yīng)直觀、簡(jiǎn)明、友好。
　　3高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
　　目前福建省高速公路監(jiān)控項(xiàng)目中對(duì)視頻信號(hào)的監(jiān)控和管理自下而上可分為以下三層；
　　(1)收費(fèi)站
　　各收費(fèi)站需要對(duì)本地的視頻信號(hào)進(jìn)行管理。各收費(fèi)站所轄的攝像機(jī)信號(hào)全部引人本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)，收費(fèi)站對(duì)本地所有圖像進(jìn)行管理。
　　(2)監(jiān)控分中心
　　一條高速公路通常設(shè)置幾個(gè)監(jiān)控分中心，對(duì)某一路段進(jìn)行監(jiān)控和管理。各收費(fèi)站圖像根據(jù)監(jiān)控分中心要求上傳本地的視頻信號(hào)，監(jiān)控分中心對(duì)路段中各收費(fèi)站上傳的圖像進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
　　(3)省監(jiān)控中心
　　高速公路管理部門需要對(duì)省內(nèi)所有的高速公路進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和調(diào)度。各監(jiān)控分中心將自己所轄區(qū)域內(nèi)的視頻信號(hào)選擇上傳到省中心，由省中心統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
　　省監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心、收費(fèi)站之間采用聯(lián)網(wǎng)分級(jí)控制，省監(jiān)控中心的優(yōu)先級(jí)最高。控制信號(hào)采用逐級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)的形式轉(zhuǎn)發(fā)到需要控制的設(shè)備。
　　下面以莆秀高速公路的實(shí)際應(yīng)用方案為例進(jìn)行說明，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。
　　
　　莆秀高速公路共有2個(gè)收費(fèi)站，2個(gè)收費(fèi)站的視頻采取集中監(jiān)控模式，湄州主線站的所有視頻都上傳到莆田西收費(fèi)站，2個(gè)收費(fèi)站的視頻在莆田西收費(fèi)站監(jiān)控室集中顯示。
　　收費(fèi)站的視頻監(jiān)控設(shè)備包括外場(chǎng)攝像機(jī)、視頻切換矩陣、視頻光端機(jī)、編碼器、交換機(jī)等。外場(chǎng)攝像機(jī)通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)、視頻切換矩陣與編碼器相連。視頻生切換矩陣可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的本地視頻切換功能。編碼器將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)碼流輸出到以太網(wǎng)交換機(jī)。以太網(wǎng)交換機(jī)與編碼器相連的端口劃分成不同的VIAN口，每個(gè)編碼器分配一個(gè)IP地址，交換機(jī)提供一個(gè)TRUNK口(允許所有VLAN通過)與SDH傳輸設(shè)備的以太網(wǎng)板的一個(gè)以太網(wǎng)口相連。數(shù)據(jù)碼流通過收費(fèi)站SDH傳輸設(shè)備送至分中心SDH傳輸設(shè)備的以太網(wǎng)口。
　　監(jiān)控分中心的視頻監(jiān)控設(shè)備包括交換機(jī)、解碼器、編碼器、視頻切換矩陣、圖像管理計(jì)算機(jī)、監(jiān)視器等。數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過分中心SDH傳輸設(shè)備送至交換機(jī)的TRUNK口。交換機(jī)與解碼器相連的端口同樣劃分成不同VlAN口，每個(gè)解碼器分配一個(gè)IP地址，并將解碼器的接收地址設(shè)置為對(duì)應(yīng)編碼器的IP地址。解碼器將數(shù)據(jù)碼流轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)輸出視頻切換矩陣，最終送至監(jiān)視器。矩陣通過級(jí)聯(lián)對(duì)收費(fèi)站的視頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和控制。同時(shí)，連接到交換機(jī)上的圖像管理計(jì)算機(jī)能夠通過軟件方式解碼出網(wǎng)絡(luò)上所有IP地址的視頻圖像。另外，作為視頻信號(hào)傳輸?shù)闹虚g過程，監(jiān)控分中心還需要根據(jù)省監(jiān)控中心的要求上傳幾路圖像，分中心上傳的方式與收費(fèi)站的上傳方式相同，這里不再贅述。
　　4結(jié)束語
　　基于IP技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在莆秀高速公路(大石橋段)的工程實(shí)踐中得到了驗(yàn)證。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施方案考慮到了收費(fèi)站所有圖像上傳分中心，真正實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站機(jī)房的無人值守，同時(shí)保證了分中心可對(duì)所有收費(fèi)站的情況實(shí)施全面監(jiān)控。基于護(hù)技術(shù)的視頻監(jiān)控方案方便了監(jiān)控人員對(duì)視頻圖像的統(tǒng)一管理和維護(hù)，減少了維護(hù)人員的工作量，節(jié)約了傳輸系統(tǒng)的光纖資源，為高速公路管理部門提高綜合經(jīng)濟(jì)效益提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。