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[摘 要]为了实现高速公路全方面监控，图像传输系统发挥着重要作用。高速公路监控系统中图像传输方式经过多年的发展，形成多种图像传输方式，其中包括模拟视频图像传输方式、数字非压缩图像传输方式以及网络数字化编码视频传输方式等，本文对高速公路监控系统中各个图像传输方式进行探讨。
[关键词]高速公路；图像传输方式；监控系统；
中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0313-01
1、引言
监控系统是高速公路中最为重要的辅助系统之一，为确保车辆行驶安全发挥重要作用。往往是在收费站、公路沿线等处进行摄像机的设置，以此对高速公路交通状况进行实时监控，对监控的图像数据进行保存，为高速公路发生交通安全事故时能够及时进行处理提供技术支持。高速公路监控系统中监控图像传输，尤其是从视频服务器和监控中心进行图像数据的传输是整个监控系统的重中之重，选择什么样的传输介质和图像压缩技术从而实现图像数据的传输，对于监控系统的图像传输质量及稳定可靠性产生重要影响。本文对有关高速公路监控中不同图像传输方式进行分析和探讨，不足之处，敬请指正。
2、图像传输方式
2.1 模拟视频图像传输方式
（1）目前而言，高速公路应用模块中较为常见的是点对点的传输方式，也即是利用点对点光端机进行视频数据信号的转换。这个应用模块中视频信号转换过程是极其关键的，一般是将视频信号转变成光信号，对光纤传输模块进行控制，确保外场监控图像或者是收费图像进行控制。这个模拟视频图像传输方式的传输距离一般较短，而且这种方式存在一个比较大的缺点，也就是无法实现组网的灵活性，换言之就是无法进行多级联网工作同时开展，更加无法实现远距离传输模块的实时控制。除此之外，监控系统的构成相对来说比较复杂，光纤资源成为一种浪费。最重要就是不适应多联网，难以进行远距离传输。传输网上每一个节点都需配备一芯光纤，浪费光纤资源，系统结构相对来说比较复杂，需要矩阵及视频分配器等各类部件组网。
高速公路监控各组功能模块中点对点传输方式是比较常见，设备上要求进行信号转换从而浪费传输时间和光纤资源。除了以上两个缺点，这个常规的传输方式欠缺网管功能。换言之，系统设备后期难以进行维护，模拟视频光端机本身的设计缺陷。随着高速监控系统及收费系统等业务体系的完善，对于高速公路监控系统提出更高的要求，然而这个模拟视频图像传输方式的局限性无法满足业务需求。
2.2 数字非压缩传输方式
高速公路监控系统中数字非压缩传输方式也是较为常见的一种传输方式，这个模式对光纤粗波分复用和时分复用进行协调，在数字视频技术信号传输这一类别中是比较先进的。对视频图像进行有效转换，利用模数转换的应用，完成数字信号高效转换的过程，同时应用光端机对光纤中多路传输模块进行控制。这种技术应用时也需要进行局端机应用，利用视频图像对数字信号的转换，从而实现对图像信号进行实时监控，这种模式可以防止出现任何失真情况，避免了图像在传输途中出现失真。数字非压缩传输方式下的图像可以始终保持高质量，利用一心光纤对多路图像进行复用传送，从而大大提高光纤资源的利用效率，而且采用节点组网的方式可以完成全面无损传输。然而这个系统中视频矩阵与编码器等设备是不可或缺的，如此复杂的系统结构同样不利于后期系统维护、更新和升级，网络维护存在一定的难度。除此之外，还有个问题在于各个不同厂家的数字非压缩协议无法相互兼容连接，所以使得监控系统在功能的管理方面存在局限性。
2.3 网络数字化编码视频传输技术
按照高速公路的管理体制对于图像传输的具体要求，图像传输的层次包括现场图像、收费站、路段分中心以及省监控管理中心等。具体到操作层面，即是车道摄像机和厅内摄像机、硬盘录像机、车道机柜三层视频交换机、收费站三层视频交换机及视频解码器与监视墙、分中心三层视频交换机、分中心ETH盘、省中心ETH盘。
2.3.1 网络数字化编码图像传输技术特点
（1）视频图像处理IP业务化的特点，技术采用的是H.264算法，对图像进行高压缩比处理，使得视频图像可以以IP流的形式存在，能够在监控系统网内实时调用并及时面向公众发布。
（2）视频图像采用的是双码流形式，现场摄像机得到的模拟视频流经过H.264 编码设备对编码进行压缩，得到主码流和子码流。其中，主码流视频图像的作用是监控屏或者监视器便于进行实时查看；子码流将直接应用于存储设备上从而实现数字化存储。IP视频流通过IP OVER SDH技术完成在高速公路通信专用网络内部的传输。从而节省视频切换矩阵和视频分配器等各种模拟视频设备，能够利用相关的管理软件实现视频操作的网络化，比如组播及软矩阵之间的切换，能够利用流媒体服务器从而完成视频图像面向公众服务的功能。利用SNMP，也称之为网络管理协议，从而实现对监控系统网络内部各个视频节点信号和设备进行管理，包括策略的制定，现场及远端设备进行配置，运行状态进行查询和视频流相关操作。
（3）主流的SAN视频存储特点。SAN全称为Storage Area Network，也就是存储区域网络，分别有存储设备、光交换设备以及视频服务器等。服务器和存储设备利用光交换设备进行连接，利用光纤链路完成数据的传输工作。数据的读写全部是以数据块级别实现为标准，具有显著的性能优势。
（4）符合标准及高质量的H.264编码压缩技术，可以以较低的数字码流完成更高质量的视频图像传输，等图像分辨率格式的传输。其中，D1格式可以便于监视器和普通的电脑客户端进行观看，可以达到DVD的画面效果，而且可以为交通事件检测设备提供一定的视频图像事件检测，CIF格式进行视频的存储，从而大大节约存储空间。带宽具有非常强的适应性，满足视频质量需求，1.2M的H.264可以达2M的H.263，2.5M的MPEG2，降低了通信系统带宽的占用率，从而更加适用于网络传输。
2.3.2 网络数字化编码视频传输技术面临的问题
然而，在网络数字化编码视频传输技术的实际应用过程中，也面临许多问题：
（1）现阶段，不同厂家的视频图像编码方式有所区别，编码后图像无法进行互编互解。
（2）编码之后的数字视频图像是以IP流存在于高速公路的通信专用网络内进行传输，实际对于通信系统的带宽占用比较多，如果图像路数在较多的情况下其组播功能容易产生网络风暴，从而导致通信系统瘫痪。
3、结语
总而言之，各种不同的图像传输方式之间各有优劣，综合对比分析发现网络数字化编码视频传输技术是利用IP数字网络化编码技术，技术优势比较显著，已经开始在高速公路上进行应用，同时也是未来的发展趋势。
参考文献
[1] 陈然.贵州高速公路闭路电视监控系统图像传输技术[J].中国交通信息化.2012（06）.
[2] 张世军.远程图像传输技术在消防灭火中的应用[J].科技与企业.2013（15）.
[3] 苏涛.利用3G网络实现图像传输[J]. 中国高新技术企业.2010（24）.
[4] 李宏伟，王黎，高晓蓉.FSO图像传输质量的分析[J].铁道技术监督. 2007（05）.
[关键词]高速公路；图像传输方式；监控系统；
中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0313-01
1、引言
监控系统是高速公路中最为重要的辅助系统之一，为确保车辆行驶安全发挥重要作用。往往是在收费站、公路沿线等处进行摄像机的设置，以此对高速公路交通状况进行实时监控，对监控的图像数据进行保存，为高速公路发生交通安全事故时能够及时进行处理提供技术支持。高速公路监控系统中监控图像传输，尤其是从视频服务器和监控中心进行图像数据的传输是整个监控系统的重中之重，选择什么样的传输介质和图像压缩技术从而实现图像数据的传输，对于监控系统的图像传输质量及稳定可靠性产生重要影响。本文对有关高速公路监控中不同图像传输方式进行分析和探讨，不足之处，敬请指正。
2、图像传输方式
2.1 模拟视频图像传输方式
（1）目前而言，高速公路应用模块中较为常见的是点对点的传输方式，也即是利用点对点光端机进行视频数据信号的转换。这个应用模块中视频信号转换过程是极其关键的，一般是将视频信号转变成光信号，对光纤传输模块进行控制，确保外场监控图像或者是收费图像进行控制。这个模拟视频图像传输方式的传输距离一般较短，而且这种方式存在一个比较大的缺点，也就是无法实现组网的灵活性，换言之就是无法进行多级联网工作同时开展，更加无法实现远距离传输模块的实时控制。除此之外，监控系统的构成相对来说比较复杂，光纤资源成为一种浪费。最重要就是不适应多联网，难以进行远距离传输。传输网上每一个节点都需配备一芯光纤，浪费光纤资源，系统结构相对来说比较复杂，需要矩阵及视频分配器等各类部件组网。
高速公路监控各组功能模块中点对点传输方式是比较常见，设备上要求进行信号转换从而浪费传输时间和光纤资源。除了以上两个缺点，这个常规的传输方式欠缺网管功能。换言之，系统设备后期难以进行维护，模拟视频光端机本身的设计缺陷。随着高速监控系统及收费系统等业务体系的完善，对于高速公路监控系统提出更高的要求，然而这个模拟视频图像传输方式的局限性无法满足业务需求。
2.2 数字非压缩传输方式
高速公路监控系统中数字非压缩传输方式也是较为常见的一种传输方式，这个模式对光纤粗波分复用和时分复用进行协调，在数字视频技术信号传输这一类别中是比较先进的。对视频图像进行有效转换，利用模数转换的应用，完成数字信号高效转换的过程，同时应用光端机对光纤中多路传输模块进行控制。这种技术应用时也需要进行局端机应用，利用视频图像对数字信号的转换，从而实现对图像信号进行实时监控，这种模式可以防止出现任何失真情况，避免了图像在传输途中出现失真。数字非压缩传输方式下的图像可以始终保持高质量，利用一心光纤对多路图像进行复用传送，从而大大提高光纤资源的利用效率，而且采用节点组网的方式可以完成全面无损传输。然而这个系统中视频矩阵与编码器等设备是不可或缺的，如此复杂的系统结构同样不利于后期系统维护、更新和升级，网络维护存在一定的难度。除此之外，还有个问题在于各个不同厂家的数字非压缩协议无法相互兼容连接，所以使得监控系统在功能的管理方面存在局限性。
2.3 网络数字化编码视频传输技术
按照高速公路的管理体制对于图像传输的具体要求，图像传输的层次包括现场图像、收费站、路段分中心以及省监控管理中心等。具体到操作层面，即是车道摄像机和厅内摄像机、硬盘录像机、车道机柜三层视频交换机、收费站三层视频交换机及视频解码器与监视墙、分中心三层视频交换机、分中心ETH盘、省中心ETH盘。
2.3.1 网络数字化编码图像传输技术特点
（1）视频图像处理IP业务化的特点，技术采用的是H.264算法，对图像进行高压缩比处理，使得视频图像可以以IP流的形式存在，能够在监控系统网内实时调用并及时面向公众发布。
（2）视频图像采用的是双码流形式，现场摄像机得到的模拟视频流经过H.264 编码设备对编码进行压缩，得到主码流和子码流。其中，主码流视频图像的作用是监控屏或者监视器便于进行实时查看；子码流将直接应用于存储设备上从而实现数字化存储。IP视频流通过IP OVER SDH技术完成在高速公路通信专用网络内部的传输。从而节省视频切换矩阵和视频分配器等各种模拟视频设备，能够利用相关的管理软件实现视频操作的网络化，比如组播及软矩阵之间的切换，能够利用流媒体服务器从而完成视频图像面向公众服务的功能。利用SNMP，也称之为网络管理协议，从而实现对监控系统网络内部各个视频节点信号和设备进行管理，包括策略的制定，现场及远端设备进行配置，运行状态进行查询和视频流相关操作。
（3）主流的SAN视频存储特点。SAN全称为Storage Area Network，也就是存储区域网络，分别有存储设备、光交换设备以及视频服务器等。服务器和存储设备利用光交换设备进行连接，利用光纤链路完成数据的传输工作。数据的读写全部是以数据块级别实现为标准，具有显著的性能优势。
（4）符合标准及高质量的H.264编码压缩技术，可以以较低的数字码流完成更高质量的视频图像传输，等图像分辨率格式的传输。其中，D1格式可以便于监视器和普通的电脑客户端进行观看，可以达到DVD的画面效果，而且可以为交通事件检测设备提供一定的视频图像事件检测，CIF格式进行视频的存储，从而大大节约存储空间。带宽具有非常强的适应性，满足视频质量需求，1.2M的H.264可以达2M的H.263，2.5M的MPEG2，降低了通信系统带宽的占用率，从而更加适用于网络传输。
2.3.2 网络数字化编码视频传输技术面临的问题
然而，在网络数字化编码视频传输技术的实际应用过程中，也面临许多问题：
（1）现阶段，不同厂家的视频图像编码方式有所区别，编码后图像无法进行互编互解。
（2）编码之后的数字视频图像是以IP流存在于高速公路的通信专用网络内进行传输，实际对于通信系统的带宽占用比较多，如果图像路数在较多的情况下其组播功能容易产生网络风暴，从而导致通信系统瘫痪。
3、结语
总而言之，各种不同的图像传输方式之间各有优劣，综合对比分析发现网络数字化编码视频传输技术是利用IP数字网络化编码技术，技术优势比较显著，已经开始在高速公路上进行应用，同时也是未来的发展趋势。
参考文献
[1] 陈然.贵州高速公路闭路电视监控系统图像传输技术[J].中国交通信息化.2012（06）.
[2] 张世军.远程图像传输技术在消防灭火中的应用[J].科技与企业.2013（15）.
[3] 苏涛.利用3G网络实现图像传输[J]. 中国高新技术企业.2010（24）.
[4] 李宏伟，王黎，高晓蓉.FSO图像传输质量的分析[J].铁道技术监督. 2007（05）.