高速公路数字化视频技术发展说明

高速公路数字化视频技术发展说明

高速公路监控系统的建设是伴随着高速公路的兴建而起步、发展的，湖南省从首条高速公路建成投入运营已历经了十余年的历程。这十余年来随着经济的发展、科技的进步，湖南省高速公路事业发展也突飞猛进。

视频传输系统作为高速公路监控及收费系统的重要子系统之一，保障运营管理人员对路面及收费站实时状况直观的了解，并对各类事件及时监控、管理与调度，为高速公路的正常运营提供有效的管理手段。在十余年的时间里，视频传输方式也经历了几次较大的系统发展，在不同的阶段，为高速公路运营提供了有效的保障。以下从几个方面阐述下湖南省高速公路视频传输的应用和发展说明。一、高速公路视频传输系统现状及标准

视频传输技术在高速公路机电系统建设中，从最早的CCTV（模拟闭路电视)系统,到近年来正逐步被广泛应用的基于H.264协议的全光视频综合接入系统及数字非压缩光传输平台系统,从模拟图像到数字图像,从复杂的机电系统构架,到简洁的网络拓扑。数字化、网络化的图像传输应用为高速公路机电系统建设提供了更便捷的组网模式，成为行业视频传输发展新的方向。

不同的视频传输应用，在不同的历史阶段发挥了其各自的作用和特点。目前在高速公路采用数字化视频解决方案的主要有以下几种模式：

1、数字非压缩光端机方式

数字非压缩光端机是高速公路机电系统中，视频传输应用较多的一种模式。数字视频光端机对视频信号进行模数转换，然后将数字信号不压缩也不编码直接调制到光器件上输出，在对端采用数字视频光端机再将数字信号还原成模拟图像输出到监视器上。

在高速公路近年机电系统中，应用较多的是点对点数字非压缩光端机和节点式数字非压缩光端机，由于在光纤中传输的图像采用数字化方式传输，避免了模拟方式受到非线性失真等因素的影响，图像质量较高。另外由于数字视频光端机采用TDM及CWDM技术的应用，可以在一芯光纤中实现多节点图像的传输，较普通的数字传输模式增加了光纤的利用效率，对高速公路全程监控、隧道监控等环境适应性更强。

数字非压缩光端机优点：

●数字非压缩视频光端机大幅度扩大了视频信号传输范围（相对最早的视

频线缆或双绞线收发器传输而言），将最初的1公里范围扩大到数十公

里甚至上百公里。

●数字非压缩视频光端机其信号保真效果大大高于模拟调频、调幅、调相

光端机，其稳定性也较之有大幅度提升。

●应用较为简便。对于构建一个松散式视频系统来说，其通用性和替代性

较好，因此在最初以模拟视频矩阵为中心构建电视监控系统中大受欢

迎。

虽然数字非压缩方式在高速公路大规模应用，但是伴随近年来联网监控需求的进一步加速，数字非压缩方式技术的不足也同样无法避免的显现出来。

数字非压缩光端机缺点：

●数字非压缩方式为非标协议，各个厂家视频光端机的视频发射端和其它

厂家的视频接收端存在不可通用；各个厂家互通存在问题，无法大规模

联网；

●虽然光端机是数字式，能够信号保真。但以模拟视频矩阵为核心构建的

电视监控系统时，只要视频显示的地方便会恢复成为模拟视频去迁就视

频非配、字符叠加处理、矩阵切换等环节。信号噪声引入环节太多，一

个二级模拟矩阵联网的项目在中心视频质量下降便超出主观评价所能

接受的范围；

●传输无法利用现有SDH通信网，必须单独建设传输网，增加机电系统成

本；

●仍然需要矩阵、视频分配器、DVR等各类设备，系统构架复杂不利于维

护；

●组网模式不够灵活，只适合点对点及链装组网，无法实现有效保护；

由于以上数字非压缩方式存在的一些不足，在高速公路实际路段建设中，将数字非压缩光端机主要应用于收费站至外场这段。而在监控联网上，采取数字编解码的手段，通过通信网来解决收费站至分中心及省中心的传输。

2、数字非压缩光平台方式

由于光端机和矩阵组建的松散式视频系统视频质量整体性能存在较大问题，且联网特性较差，因此光端机厂家提出了光端机接入、非压缩数字视频流交换的视频监控系统技术框架。

通过信号PCM数字化处理技术，在已经形成的模拟视频传输信号（CVBS）上进行数字化包装，将模拟视频信号数字化为130M-200Mbps的数字信号（非IP），通过光纤接入至平台，通过平台的高速数字总线时分复用技术进行时隙交换，使得信号尽量少失真。总体来说，数字非压缩光平台是电路交换技术和光纤通信技术的结合，其技术优缺点自然也和光纤通信、电路交换保持一致。

数字非压缩光平台优点：

●光纤通信及高速数字总线交换的结合剔除了视频分配器、字符叠加器、

模拟视频矩阵的噪声引入环节，视频信号在光纤专网范围内获得了极大

的保真效果；

●通过电路的独占，获得较好的画质水平和较低延时。

●平台网络联网借助于统一的数据库，消除了模拟视频矩阵联网的不便利。

●节点方式传输时，链路保护可采用光开关光路保护。

数字非压缩光平台缺点：

●非压缩平台仅仅适用于模拟摄像机标清系统，最高分辨率为720*576，

不能无缝兼容高清业务。因为高清视频技术只能走压缩数字化的道路，

非压缩平台对此无能为力。

●非压缩技术是一个非标准技术，非压缩方式的数字编码没有统一格式，

非压缩数字平台之间的接口也没有统一格式。因此不同厂家的非压缩前

端和别家的平台无法对接，而平台之间的互联互控也存在很大困难。

●在路段之上的联网，非压缩平台没有光纤可用，只能走视频压缩的路线，

但是光平台厂商基本上是光端机厂商，对视频压缩编解码技术掌握较

少，基本上只能和二流视频压缩编解码厂家合作在平台上添加视频压缩

编解码组件，因此路段之上的联网其效果会大幅下降。

●视频存储仍然采用硬盘录像方式或通过平台整合的压缩编码器提供码流

给存储服务器存储。在存储方案仍然存在着松散结构，历史视频资料调

用需要分立子系统来处理查询、点播等需求。