廣韶高速公路網絡視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案

     廣韶高速公路是國家“五縱七橫” 規(guī)劃項目中京珠高速主干線的重要組成部分，其北起韶關甘塘，接京珠北  高速公路，經曲江、翁源、英德、佛岡、從化、花都，南止于廣州白云區(qū)太和鎮(zhèn)，與廣州北二環(huán)高速公路及華南快速干道北延線相連，全長199公里，建設投資近100億元。項目主要由廣東省路橋建設發(fā)展有限公司屬下的廣東廣韶高速公路有限公司經營管理。

      一、系統(tǒng)背景與需求

      廣韶高速公路自開通之初，全線已建立模擬視頻圖像集中監(jiān)控系統(tǒng)，即在各收費站及道路沿線重要位置安裝監(jiān)控攝像機，并通過光端機、專線光纜等設備將模擬圖像信號傳送到廣韶高速公路有限公司監(jiān)控中心。

      但是，上述監(jiān)控模式在使用上存在諸多不便，一方面，公司相關管理人員必須親臨監(jiān)控中心才能實時觀看相關監(jiān)控圖像；另一方面，一旦有突發(fā)事件而相關管理人員外出時，將無法及時利用監(jiān)控系統(tǒng)了解實況并進行有效指揮調度。

      針對以上情況，公司決定采用第三代全數字化網絡視頻監(jiān)控產品—網絡視頻服務器為核心，對現有模擬監(jiān)控系統(tǒng)功能進行擴展改造，在保留模擬監(jiān)控系統(tǒng)及功能的基礎上，最終實現隨時隨地實時監(jiān)控的目的。

      網絡視頻服務器是最近幾年才面世的第三代全數字化遠程視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)的核心設備，屬于最新一類的網絡數字化監(jiān)控產品，利用它可以將傳統(tǒng)攝像機捕捉的圖像進行數字化編碼壓縮處理后，通過局域網、廣域網、無線網絡、INTERNET或其它網絡方式傳送到網絡所延伸到的任何地方，千里之外的網絡終端用戶通過普通電腦就可以對遠程圖像進行實時的監(jiān)控、錄像、管理。網絡視頻服務器基于網絡實現動態(tài)圖像實時傳輸的特點，使得以往必須局限在區(qū)域范圍的圖像監(jiān)控系統(tǒng)，變成可以不受時間與地域的限制。

      對于擬建設的廣韶高速公路網絡視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)，公司相關人員認為應該具備以下功能與特點：

      1、網絡視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠和原有的模擬視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)并行使用，互為補充。
      2、網絡視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建設要本著經濟性的原則，盡量共用原有模擬系統(tǒng)的攝像機等設備。
      3、由于廣韶高速公路沿線的模擬視頻監(jiān)控點多達數百個，為謹慎起見，本系統(tǒng)準備分階段逐步將所有模擬視頻圖像納入網絡監(jiān)控范圍，因此要求系統(tǒng)要具備良好的可擴展性。
      4、數字化之后的站點視頻圖像數據通過廣韶高速內部通信網絡傳送到管理中心，不僅可以讓公司內部OA辦公網上的各部門任意電腦在授權范圍內在線監(jiān)控各相關實時圖像，而且相關管理人員在公司以外的任何地點和時間也可以方便地通過身邊的電腦接入互聯(lián)網，在線監(jiān)控各實況圖像，從而使相關職能管理人員的監(jiān)管工作更加方便、快捷、準確，對突發(fā)事件能做出迅速及時的反應，進一步提高了高速公路監(jiān)管工作的力度和效率。
      5、系統(tǒng)要具備一定的兼容開放性，系統(tǒng)圖像信息資源應該可以開放給諸如路政信息管理系統(tǒng)等，甚而遠程轉發(fā)給地方電視臺道路交通實況轉播等多渠道應用目的。

      二、系統(tǒng)規(guī)劃與實施

      根據以上確定的系統(tǒng)總體需求，公司機電部門安排專人，經過多方長時間對市場上國內及國外生產的多種品牌網絡視頻服務器進行技術性能和性價比的分析比較，并考察了各種品牌產品的實際應用項目，于2004年9月最終選定廣州德特信息技術有限公司生產的“翔視” 網絡視頻服務器作為本系統(tǒng)建設的核心設備。

      該品牌網絡視頻服務器產品除了在技術性能上能夠充分滿足本系統(tǒng)需求外，其獨特的視頻數據流轉發(fā)功能還可以大大降低系統(tǒng)的網絡帶寬資源占用，而且產品具備一定的資質條件（公安部檢驗證書編號：公滬檢031367；廣東省公安廳生產登記證書編號：粵1001027；系統(tǒng)后臺的 “翔視網絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)” 管理軟件獲廣東省信息產業(yè)廳軟件產品登記證書編號：粵DGY-2002-0578以及國家版權局頒發(fā)的著作權登記證書：軟著登字第025831號）。

      納入系統(tǒng)一期的監(jiān)控網點包括廣韶高速沿線的韶關南、沙溪、翁城、大鎮(zhèn)、魚灣、高崗、佛岡、湯塘、棋桿、北興、鐘落潭、太和等十二個收費站，每個收費站選取四路視頻圖像（收費站內外廣場兩路圖像以及隨機的收費崗亭兩路圖像）并配備一臺四路“翔視”網絡視頻服務器，原視頻圖像通過視頻分配器接入網絡視頻服務器，經網絡視頻服務器數字化壓縮處理后的IP數據通過內部OA網絡上傳到管理中心。

      管理中心配備一臺流媒體管理服務器，流媒體管理服務器采用雙網卡，其中一網卡接入內部OA網絡，另一網卡直接接入INTERNET網絡。

      一方面，流媒體管理服務器通過OA網絡接收各收費站網絡視頻服務器上傳的數字壓縮圖像數據；另一方面，流媒體管理服務器接收內部OA網絡以及外網的客戶端電腦的監(jiān)控需求指令（須輸入授權的用戶名、密碼），執(zhí)行相關操作包括：指定圖像的實時觀看、畫面切換、云鏡控制、多模式錄像選擇（實時錄像、定時錄像、運動檢測預觸發(fā)錄像、報警預觸發(fā)錄像等模式）、錄像智能化檢索回放（按時間、地點、攝像機等要素）等等。

      由于系統(tǒng)中心通過流媒體管理服務器以及“翔視網絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)” 管理軟件獨特的視頻數據流轉發(fā)功能，在多用戶同時存在監(jiān)控需求的情況下，較常規(guī)監(jiān)控模式可以大大降低內部網絡的帶寬資源占用。

      例如：當網絡中有N個監(jiān)控客戶端需要同時觀看遠程某一個收費站點圖像時（一路圖像帶寬占用為250K），常規(guī)模式下網絡帶寬占用為（N*250）K；而采用視頻數據流轉發(fā)監(jiān)控模式，視頻采集點只需向 “視頻流媒體管理服務器”傳送圖像，監(jiān)控客戶端也只需向“視頻流媒體管理服務器”發(fā)出觀看請求，因此“視頻流媒體管理服務器”與某個視頻采集點之間的網絡帶寬占用始終僅為250K。

      而且，監(jiān)控客戶端無須安裝任何專門軟件，通過網絡連接流媒體管理服務器（首次接入時會自動下載相關控件），根據流媒體管理服務器的配置信息界面上列出的所有監(jiān)控網點名稱，客戶端操控人員可以點擊選擇任意一個監(jiān)控點進行實時監(jiān)控、錄像等操作，非常簡便易行，尤其適合于電腦操作能力有限的領導及管理人員使用（訪問界面如圖四所示）。

      三、系統(tǒng)特點

      目前，基于翔視網絡視頻服務器的“廣韶高速公路網絡視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)” 一期工程已完成計劃中的12個收費站共48路視頻圖像的聯(lián)網監(jiān)控的安裝調試工作，并進入運行階段。從系統(tǒng)的選型、結構與功能的搭建、運行效果的觀察等實際參與的體會，我們認為本系統(tǒng)具有以下幾方面的特點：

      1、系統(tǒng)建設的經濟性：原有的模擬視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)正常使用不受影響，同時新建網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)共用原有系統(tǒng)的攝像機等設備，充分保障歷史投入并保證新建系統(tǒng)的投入經濟性。
      2、系統(tǒng)功能強大：用戶利用普通桌面電腦，通過網絡就可以實現遠程監(jiān)看（全屏顯示、畫面分割顯示、輪巡顯示）、控制、錄像、回放、圖片抓拍、管理等功能，充分實現了預定的建設目標。
      3、系統(tǒng)操作的簡便性：無須安裝專門的監(jiān)控軟件，任何密碼授權的用戶通過身邊的電腦聯(lián)網接入監(jiān)控中心的“視頻流媒體管理服務器”，選擇監(jiān)控點中文配置列表上的名稱，就可以看到任意監(jiān)控網點的即時圖像并可以根據需要錄像，避免了地理位置間隔原因造成監(jiān)督管理的不便和缺位。
      4、系統(tǒng)的可擴展性強，在網絡監(jiān)控系統(tǒng)中增加新的監(jiān)控網點時，只須將該站點網絡視頻服務器接入網絡并在中心做簡單配置即可，系統(tǒng)各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響。
      5、系統(tǒng)的兼容開放性強：采用標準的MPEG-4視頻數字化標準技術，并提供OCX控件開發(fā)包，可以簡單定制就可以將圖像監(jiān)控功能模塊嵌入到其它應用系統(tǒng)如路政信息管理系統(tǒng)等。
      6、獨有的視頻流轉發(fā)服務功能：各監(jiān)控客戶端通過中心流媒體管理服務器間接訪問前端站點監(jiān)控圖像，可有效避免多用戶同時監(jiān)看同一站點圖像引發(fā)的網絡堵塞問題。
      7、基于目前最先進的MPEG-4視頻編碼標準，并采用自適應P幀及B幀壓縮技術，壓縮率高而圖像顯示清晰流暢，每路視頻圖像平均帶寬占用僅250Kb/S，遠程視頻傳送延時保持在一秒以內。
      8、核心設備網絡視頻服務器采用嵌入式LINUX作為操作系統(tǒng)，可有效防止網絡病毒入侵；同時針對不同身份用戶，通過權限設定來增強監(jiān)控系統(tǒng)保密性和安全性。

      四、結束語

      廣韶高速公路網絡視頻遠程監(jiān)控系統(tǒng)一期工程自2004年10月開通使用以來，系統(tǒng)運行良好，系統(tǒng)的啟用使相關職能管理人員的監(jiān)管工作更加方便、快捷、準確，對突發(fā)事件能做出迅速及時的反應，進一步提高了廣韶高速公路監(jiān)管工作的力度和效率。

      在2004年10月舉行的廣東省高速公路管理會議上，本系統(tǒng)作為科技創(chuàng)新應用在大會上做了專題介紹與演示，得到了與會領導及系統(tǒng)內其它路段運營公司管理人員的一致好評。同時，廣韶高速公路有限公司決定在2005年春運期間正式啟用該系統(tǒng)，并在2005年上半年對該系統(tǒng)進行全面擴容從而將廣韶高速沿線所有監(jiān)控站點納入網絡監(jiān)控范圍。