專利名稱：高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種以多種接入方式為高速公路管理層提供實(shí)時(shí)查看路網(wǎng)信息的高速公路有線/無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)背景隨著高速公路路網(wǎng)的迅速發(fā)展，道路的管理、安全問題也日益突出。高速公路管理層需要隨時(shí)掌握道路的運(yùn)營狀況，對(duì)道路交通事故做出最快速的反應(yīng)，迅速處理事故現(xiàn)場。為了達(dá)到這樣的管理水平，管理部門已經(jīng)在道路沿線建立了全程視頻監(jiān)控專網(wǎng)，如圖I所示，目前的高速公路視頻監(jiān)控專網(wǎng)是由路段視頻監(jiān)控分中心通過通信鏈路連接聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心構(gòu)成的兩級(jí)有線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，路段視頻監(jiān)控分中心包括布設(shè)在若干路段上的攝像頭組1-n、視頻矩陣1-n及編碼器組1-n，聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心包括視頻管理工作站3、專網(wǎng)視頻交換機(jī)2、解碼器1-m及電視墻4。設(shè)于各路段的攝像頭組1-n分別包括多個(gè)攝像頭，攝像頭作為視頻采集的前端設(shè)備，完成視頻源的獲??；每路視頻信號(hào)經(jīng)采集后輸入至路段分中心的視頻矩陣，各視頻矩陣分別連接編碼器組，編碼器組內(nèi)一般設(shè)有2-4個(gè)編碼器，將模擬視頻圖像編碼為指定格式的數(shù)字信號(hào)，現(xiàn)有技術(shù)中采用了 MPEG-2格式的數(shù)字信號(hào)。視頻管理工作站3根據(jù)對(duì)重點(diǎn)路況的監(jiān)控需要，可以通過編碼器對(duì)視頻矩陣進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)視頻圖像的切換和攝像頭云臺(tái)控制。通過聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心的視頻管理工作站3將所需監(jiān)控的多個(gè)圖象通過通信鏈路I提供的傳輸通道傳輸至專網(wǎng)視頻交換機(jī)2并轉(zhuǎn)接給各解碼器；由解碼器分別將數(shù)字視頻圖像還原成模擬信號(hào)并上傳至電視墻4進(jìn)行顯示，使管理層及時(shí)了解路況，并對(duì)事故現(xiàn)場由聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心做出最快速的反應(yīng)，并及時(shí)處理。但目前的高速公路視頻監(jiān)控專網(wǎng)屬于有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，管理層只有在聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心才可以了解事故現(xiàn)場的情況，而離開聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心便無法了解現(xiàn)場的情況，也無法及時(shí)對(duì)事故現(xiàn)場做出及時(shí)的綜合指揮調(diào)度，不能滿足管理層隨時(shí)隨處對(duì)事故現(xiàn)場的及時(shí)指揮調(diào)度的要求，因此，現(xiàn)有高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息化建設(shè)水平亟待提高。在全球internet網(wǎng)及3G無線網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，作為新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)志，流媒體技術(shù)在近年得到了飛速的發(fā)展。流媒體是采用流式傳輸?shù)姆绞皆诰W(wǎng)絡(luò)中傳送音頻、視頻和多媒體文件的媒體形式，其典型特征是把連續(xù)的音頻和視頻信息壓縮后，封包得像流水一樣發(fā)送，使用戶邊下載邊觀看實(shí)現(xiàn)即時(shí)收看傳輸?shù)挠耙簦@得快速及時(shí)服務(wù)。流媒體服務(wù)器作為流媒體應(yīng)用的核心系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)媒體內(nèi)容進(jìn)行采集、緩存、管理調(diào)度和傳輸播放。流媒體技術(shù)的優(yōu)越性使其廣泛應(yīng)用于視頻點(diǎn)播、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育等系統(tǒng)中，其終端用戶遍及廣泛的計(jì)算機(jī)、手機(jī)等多種終端用戶。如何利用流媒體技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有高速公路視頻監(jiān)控專網(wǎng)，擴(kuò)充接入方式，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的現(xiàn)場指揮調(diào)度成為高速公路管理領(lǐng)域的關(guān)注課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于針對(duì)上述問題，應(yīng)用流媒體技術(shù)將現(xiàn)有高速公路視頻監(jiān)控專網(wǎng)與internet網(wǎng)相結(jié)合，提供一種高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用無線網(wǎng)絡(luò)資源，突破地理距離的限制，使高速公路管理層能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等移動(dòng)終端和固定終端實(shí)時(shí)查看路段監(jiān)控圖像，了解現(xiàn)場情況，做出最快速的反應(yīng)，并及時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)高速公路的高效、完善的運(yùn)營管理。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括由路段視頻監(jiān)控分中心通過通信鏈路連接聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心構(gòu)成的兩級(jí)高速公路有線監(jiān)控專網(wǎng)，路段視頻監(jiān)控分中心包括分別布設(shè)在若干路段上的攝像頭組及各攝像頭組分別依次順序連接的視頻矩陣及編碼器組，聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心包括進(jìn)行視頻圖像切換和攝像頭云臺(tái)控制的視頻管理工作站、專網(wǎng)視頻交換機(jī)、多個(gè)解碼器及電視墻，所述編碼器組通過通信鏈路連接專網(wǎng)視頻交換機(jī)，專網(wǎng)視頻交換機(jī)分別連接視頻管理工作站和各解碼器；其特征在于設(shè)有視頻分配器，所述各解碼器分別連接視頻分配器的輸入端，視頻分配器的兩路輸出端一路連接電視墻另一路依次順序連接二次編碼器、二次編碼視頻交換機(jī)，所述二次編碼視頻交換機(jī)分別連接視頻管理服務(wù)器及流媒體服務(wù)器，所述流媒體服務(wù)器通過internet網(wǎng)有線和無線連接終端用戶。
所述流媒體服務(wù)器包括依次順序連接的專網(wǎng)網(wǎng)卡、采集前端轉(zhuǎn)碼模塊、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊、監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊及internet網(wǎng)網(wǎng)卡，所述采集前端轉(zhuǎn)碼模塊通過專網(wǎng)網(wǎng)卡連接二次編碼視頻交換機(jī)，所述監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊通過internet網(wǎng)網(wǎng)卡連接終端用戶。所述終端用戶包括移動(dòng)終端和固定終端。所述移動(dòng)終端包括手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、PDA及GPS;所述固定終端為臺(tái)式計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果是將現(xiàn)有高速公路視頻監(jiān)控專網(wǎng)與internet網(wǎng)相結(jié)合，提供一種高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用無線網(wǎng)絡(luò)資源，突破地理距離的限制，使高速公路管理層能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等移動(dòng)終端和固定終端遠(yuǎn)程指揮、調(diào)度、處理交通特情，做出快速反應(yīng)，并及時(shí)處理，大大提高了高速公路暢通率和服務(wù)社會(huì)的能力；隨著無線通信技術(shù)、信息技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展將為高速公路信息化建設(shè)起到積極的推動(dòng)作用。

圖I是現(xiàn)有高速公路視頻監(jiān)控專網(wǎng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型提供的高速公路有線/無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖中1通信鏈路，2專網(wǎng)視頻交換機(jī)，3視頻管理工作站，4電視墻，5視頻分配器，
6二次編碼器，7 二次編碼視頻交換機(jī)，8視頻管理服務(wù)器，9流媒體服務(wù)器，91專網(wǎng)網(wǎng)卡，92采集前端轉(zhuǎn)碼模塊，93視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊，94監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊，95 internet網(wǎng)網(wǎng)卡，10 internet網(wǎng)，11移動(dòng)終端，12固定終端。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
圖2示出某地區(qū)的高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括由路段視頻監(jiān)控分中心通過通信鏈路連接聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心構(gòu)成的兩級(jí)高速公路有線監(jiān)控專網(wǎng)。本例中，圖中的n為10，m為24，且各編碼器組設(shè)置4個(gè)編碼器，采用了 MPEG-2格式的編碼器及解碼器，即路段視頻監(jiān)控分中心包括分別布設(shè)在10個(gè)路段上的攝像頭組1-10及各攝像頭組分別依次順序連接的視頻矩陣1-10及編碼器組1-10，各編碼器組設(shè)置4個(gè)編碼器。聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心包括進(jìn)行視頻圖像切換和攝像頭云臺(tái)控制的視頻管理工作站3、專網(wǎng)視頻交換機(jī)2、24個(gè)解碼器及電視墻4。上述編碼器組1-10通過通信鏈路I連接專網(wǎng)視頻交換機(jī)2，專網(wǎng)視頻交換機(jī)2分別連接視頻管理工作站3和解碼器1-24。本實(shí)用新型的特征在于設(shè)有視頻分配器5，上述各解碼器分別連接視頻分配器5的輸入端，視頻分配器5的兩路輸出端一路連接電視墻4另一路依次順序連接二次編碼器6、二次編碼視頻交換機(jī)7，二次編碼視頻交換機(jī)7分別連接視頻管理服務(wù)器8及流媒體服務(wù)器9，流媒體服務(wù)器9通過internet網(wǎng)有線和無線連接終端用戶。流媒體服務(wù)器9的具體結(jié)構(gòu)是包括依次順序連接的專網(wǎng)網(wǎng)卡91、采集前端轉(zhuǎn)碼模塊92、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊93、監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94及internet網(wǎng)網(wǎng)卡95，上述采集前端轉(zhuǎn)碼模塊92通過專網(wǎng)網(wǎng)卡91連接二次編碼視頻交換機(jī)7，上述監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94通過internet網(wǎng)網(wǎng)卡連接終端用戶，工作時(shí)采集前端轉(zhuǎn)碼模塊92、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊93及監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94各個(gè)模塊之間通過數(shù)據(jù)交換接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這里，終端用戶包括移動(dòng)終端11和固定終端12。移動(dòng)終端包括手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、PDA及GPS ;固定終端為臺(tái)式計(jì)算機(jī)。移動(dòng)終端可以通過無線方式連接internet網(wǎng)，固定終端可以通過有線方式連接internet網(wǎng)。本實(shí)施例中，視頻矩陣采用了 AB80-50VLR32-16N型視頻矩陣；編碼器及解碼器選用了南京圖維視訊科技有限公司的NTV-2000EN/DE視頻傳輸編解碼器設(shè)備，其編解碼格式為MPEG-2。該設(shè)備圖像清晰度高，支持多種矩陣控制協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像控制并通過telnet協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程配置及維護(hù)。視頻分配器采用了 HSR-VDH1648型視頻分配器，其功能是將24個(gè)MPEG-2解碼器解碼后的模擬視頻信號(hào)復(fù)制成兩路，其中一路上傳至電視墻4顯示，另一路傳輸?shù)蕉尉幋a器6。二次編碼器6采用了型號(hào)為SIVX VRl 102的H. 264編碼器，其功能是對(duì)由MPEG2數(shù)字視頻信號(hào)解碼得到的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行二次編碼，編碼為H. 264格式的數(shù)字視頻信號(hào)，形成數(shù)字視頻碼流，通過二次編碼交換機(jī)7傳輸?shù)揭曨l管理服務(wù)器8以及流媒體服務(wù)器9 ；視頻管理服務(wù)器8采用了 IBM346服務(wù)器，主要執(zhí)行對(duì)二次編碼器的視頻管理功能，通過二次編碼視頻交換機(jī)7接收來自二次編碼器6的視頻流，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次編碼器編碼后的H. 264圖像進(jìn)行組織劃分、命名、錄像存儲(chǔ)以及維護(hù)。流媒體服務(wù)器為采用武漢回聲網(wǎng)絡(luò)公司的手機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的流媒體服務(wù)器，該流媒體服務(wù)器集成了 C-SERVER、WEB-SERVER、流媒體SERVER以及數(shù)據(jù)庫SERVER的功能；該服務(wù)器對(duì)H. 264數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行再次編碼處理，大大提高了編碼質(zhì)量和效率，使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)容納更多的用戶同時(shí)觀看視頻信息。流媒體服務(wù)器9具備專網(wǎng)網(wǎng)卡91及internet網(wǎng)網(wǎng)卡95兩個(gè)網(wǎng)卡，并分別配置兩個(gè)IP地址，一個(gè)IP地址和視頻管理服務(wù)器8在同一網(wǎng)絡(luò)，可以訪問視頻管理服務(wù)器8提供的視頻資源，另一個(gè)IP地址配置internet網(wǎng)地址，用于internet終端用戶進(jìn)行視頻瀏覽。上述流媒體服務(wù)器9包括采集前端轉(zhuǎn)碼模塊92、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊93、監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94，采集前端轉(zhuǎn)碼模塊主要功能是對(duì)采集的H. 264視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼、即以上提及的再次編碼處理，將H. 264視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MPEG-4文件格式，然后發(fā)送到視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊。視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊93的功能是完成流媒體直播通路管理、攝像頭ID管理及配置管理。監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94的主要功能是以流式傳輸?shù)姆绞綄⒁曨l監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊93傳送的采集前端轉(zhuǎn)碼模塊制成的MPEG-4視頻文件傳輸?shù)娇蛻舳耍┯脩魧?shí)時(shí)在線觀看，提供高可靠性、高并發(fā)、大容量的實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)功能。本實(shí)用新型的具體工作過程如下10個(gè)路段的監(jiān)控?cái)z像頭作為視頻采集的前端設(shè)備，完成視頻源的獲取；每路視頻信號(hào)經(jīng)采集后輸入至路段分中心的視頻矩陣，各視頻矩陣分別連接包括4臺(tái)編碼器的編碼器組，編碼器將模擬視頻圖像編碼為MPEG-2格式的數(shù)字視頻信號(hào)，通過視頻管理工作站3的圖像切換控制，將重點(diǎn)監(jiān)控的24個(gè)圖像連至24個(gè)解碼器；由解碼器分別將MPEG-2數(shù)字視頻圖像還原成模擬信號(hào)，視頻分配器5將解碼后的模擬視頻信號(hào)復(fù)制成兩路，其中一路上傳至電視墻4顯示，另一路傳輸?shù)蕉尉幋a器6，由二次編碼器進(jìn)行二次編碼，編碼為
H.264格式的數(shù)字視頻信號(hào)，形成數(shù)字視頻碼流，通過二次編碼交換機(jī)7傳輸?shù)揭曨l管理服 務(wù)器8并通過專網(wǎng)網(wǎng)卡91連至流媒體服務(wù)器9的采集前端轉(zhuǎn)碼模塊92，由采集前端轉(zhuǎn)碼模塊92對(duì)采集的H. 264視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼即再次編碼處理，將H. 264視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MPEG-4文件格式，并經(jīng)由監(jiān)控業(yè)務(wù)管理模塊93傳送給監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94，監(jiān)控流媒體發(fā)布模塊94以流式傳輸?shù)姆绞綄PEG-4視頻文件通過internet網(wǎng)網(wǎng)卡95接入internet網(wǎng)10,這樣，使高速公路管理層能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等移動(dòng)終端和固定終端實(shí)時(shí)觀看，并及時(shí)處理。以上內(nèi)容并非對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、形狀作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括由路段視頻監(jiān)控分中心通過通信鏈路連接聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心構(gòu)成的兩級(jí)高速公路有線監(jiān)控專網(wǎng)，路段視頻監(jiān)控分中心包括分別布設(shè)在若干路段上的攝像頭組及各攝像頭組分別依次順序連接的視頻矩陣及編碼器組，聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心包括進(jìn)行視頻圖像切換和攝像頭云臺(tái)控制的視頻管理工作站、專網(wǎng)視頻交換機(jī)、多個(gè)解碼器及電視墻，所述編碼器組通過通信鏈路連接專網(wǎng)視頻交換機(jī)，專網(wǎng)視頻交換機(jī)分別連接視頻管理工作站和各解碼器；其特征在于設(shè)有視頻分配器，所述各解碼器分別連接視頻分配器的輸入端，視頻分配器的兩路輸出端一路連接電視墻另一路依次順序連接二次編碼器、二次編碼視頻交換機(jī)，所述二次編碼視頻交換機(jī)分別連接視頻管理服務(wù)器及流媒體服務(wù)器，所述流媒體服務(wù)器通過internet網(wǎng)有線和無線連接終端用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述終端用戶包括移動(dòng)終端和固定終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)終端包括手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、PDA及GPS ;所述固定終端為臺(tái)式計(jì)算機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高速公路有線/無線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括由路段視頻監(jiān)控分中心，通信鏈路，聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心構(gòu)成的高速公路有線監(jiān)控專網(wǎng)，路段視頻監(jiān)控分中心包括若干路段攝像頭組及其連接的視頻矩陣及編碼器組，聯(lián)網(wǎng)指揮調(diào)度中心包括視頻管理工作站、專網(wǎng)視頻交換機(jī)、多個(gè)解碼器、電視墻，編碼器組通信連接專網(wǎng)視頻交換機(jī)，專網(wǎng)視頻交換機(jī)連接視頻管理工作站、解碼器；其特征是各解碼器通過視頻分配器一路連接電視墻，另一路依次連接二次編碼器、二次編碼視頻交換機(jī)，二次編碼視頻交換機(jī)連視頻管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器，流媒體服務(wù)器通過internet網(wǎng)連接終端用戶。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)管理層隨時(shí)隨處快速指揮、調(diào)度、處理交通特情。
文檔編號(hào)H04N7/18GK202514011SQ20122005019
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者吳剛, 梁志林, 王寶魁, 石偉, 翟澤, 金爍, 閻巖 申請人:天津高速公路集團(tuán)有限公司