浅析IP视频信号传输设计关键技术在高速公路监控系统

　　摘要；针对IP技术在信号传扮领城的发展趋势，分析了基于IP的信号传输技术应用于高速公路视频监拉系统的实现方法，并介绍了该技术下视频监拉系统的构架原则和特点。
　　关键词：视频监控，TCP/IP，以太网，高速公路
　　目前，高速公路监控分中心和收费站的SDH传输网络和接人系统已基本建成，这使远程视频监控成为可能，另外，随着网络技术和计算机技术的发展，基于TCP/IP协议的以太网的应用得到广泛普及，这促进了基于IP技术的各种视频通信应用。
　　1基于IP的视频监控系统的特点
　　(1)在传统的网络传输中，大都采用点对点的传输方式，这样的网络传输技术在适应性、开放性、复杂性和价格成本方面的局限性日益受到挑战，而以太网具有的高速、大容量、开放性和适应性强的优点与视频监控领域的发展要求相适应。
　　(2)基于IP的网络技术已经很成熟，有完善的协议体系和丰富的应用层开发工具，易于终端控制软件的开发应用。
　　(3)视频信号在以太网上是以数据流的方式传输，易于各级监控中心处理视频信号，便于多级联网，这在很大程度上解决各种视频采集设备和计算机设备通过异种或同种网络互联的问题，为构造开放式视频监控系统提供有力支持，大大增加系统通信的灵活性。
　　(4)基于IP技术视频监控系统中的视频解码器可以少于视频编码器的数量。通过后台软件控制，视频编码器可以解压以太网上任意一个IP地址编码器的图像，实现一点对多点。
　　2基于IP技术的视颇监控系统构建原则
　　高速公路视频监控系统构建的目的是为了实现远程化、智能化的监控目标，并应在此前提下确定系统的工作原理和系统实现的硬件基础。
　　(1)系统装置内部应嵌人以太网通信接口和驱动程序，便于网络的直接接人，监控终端可以在任何可连接网络的地方访间被控设备。
　　(2)系统的设计遵循模块化的思想。在结构上
　　采用模块化思想，不仅便于开发调试，而且增加了系统灵活性，为进一步的功能改变和系统扩充提供条件。
　　(3)视频监控系统应具有比较经济的使用和维护成本。成本经济易于在用户中快速普及，有机会被各种类型的用户使用，在性能上得到不断改进从而最终被用户接受。
　　(4)系统的安装、配置和操作应做到简单明了。简明的特性能够保证非专业操作人员使用起来也没有较大困难，监控装置在设置好相关参数后应能即插即用，终端操作和监视界面也应直观、简明、友好。
　　3高速公路视频监控系统的实现方法
　　目前福建省高速公路监控项目中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下三层；
　　(1)收费站
　　各收费站需要对本地的视频信号进行管理。各收费站所辖的摄像机信号全部引人本地视频监控系统，收费站对本地所有图像进行管理。
　　(2)监控分中心
　　一条高速公路通常设置几个监控分中心，对某一路段进行监控和管理。各收费站图像根据监控分中心要求上传本地的视频信号，监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理。
　　(3)省监控中心
　　高速公路管理部门需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各监控分中心将自己所辖区域内的视频信号选择上传到省中心，由省中心统一监控和管理。
　　省监控中心、监控分中心、收费站之间采用联网分级控制，省监控中心的优先级最高。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。
　　下面以莆秀高速公路的实际应用方案为例进行说明，其系统结构如图1。
　　
　　莆秀高速公路共有2个收费站，2个收费站的视频采取集中监控模式，湄州主线站的所有视频都上传到莆田西收费站，2个收费站的视频在莆田西收费站监控室集中显示。
　　收费站的视频监控设备包括外场摄像机、视频切换矩阵、视频光端机、编码器、交换机等。外场摄像机通过点对点光端机、视频切换矩阵与编码器相连。视频生切换矩阵可以实现简单的本地视频切换功能。编码器将视频信号转换为数据码流输出到以太网交换机。以太网交换机与编码器相连的端口划分成不同的VIAN口，每个编码器分配一个IP地址，交换机提供一个TRUNK口(允许所有VLAN通过)与SDH传输设备的以太网板的一个以太网口相连。数据码流通过收费站SDH传输设备送至分中心SDH传输设备的以太网口。
　　监控分中心的视频监控设备包括交换机、解码器、编码器、视频切换矩阵、图像管理计算机、监视器等。数据码流经过分中心SDH传输设备送至交换机的TRUNK口。交换机与解码器相连的端口同样划分成不同VlAN口，每个解码器分配一个IP地址，并将解码器的接收地址设置为对应编码器的IP地址。解码器将数据码流转换成视频信号输出视频切换矩阵，最终送至监视器。矩阵通过级联对收费站的视频信号进行监视和控制。同时，连接到交换机上的图像管理计算机能够通过软件方式解码出网络上所有IP地址的视频图像。另外，作为视频信号传输的中间过程，监控分中心还需要根据省监控中心的要求上传几路图像，分中心上传的方式与收费站的上传方式相同，这里不再赘述。
　　4结束语
　　基于IP技术的视频监控系统在莆秀高速公路(大石桥段)的工程实践中得到了验证。整个监控系统的实施方案考虑到了收费站所有图像上传分中心，真正实现收费站机房的无人值守，同时保证了分中心可对所有收费站的情况实施全面监控。基于护技术的视频监控方案方便了监控人员对视频图像的统一管理和维护，减少了维护人员的工作量，节约了传输系统的光纤资源，为高速公路管理部门提高综合经济效益提供了一个很好的平台。