视频系统在公路监管中的实用性

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作者：羡峥 孙凯 王军容 赵展辉 王圆 单位：华北高速会路股份有限公司管理控制中心

概述

随着我国经济的快速增长，公路总里程也快速增长，尤其是东部地区高速公路网已经具有相当的规模。高速公路管理的特点就是线长点多，每一条高速公路的管理单位都直接管辖着至少十几个甚至是几十个收费站以及公路养护部门，这样的体系结构给高速公路管理者增加了不小的管理难度。如何运用现代科技手段解决管理中遇到的难题.提高工作效率降低管理成本成为摆在我们面前的一个新课题。目前我国高速公路绝大多数都安装了现代化的监控和通讯系统，而且都已经投入实用.并取得一定的效果。视频会议—可以实现面对面会见效果的系统，允许无缝共享数据的系统.以及如电话般易于使用的系统，目前已经被许多企业引进使用。在交通领域.无论是在高速公路管理还是在城市交通控制与管理中，文通项目的运作需要业主、管理单位、设计单位、施工建设单位以及上下级单位间等多方沟通和交流，各单位人员流动文流不但增加了成本更消耗了人力资源和时间。利用现有通讯和监控系统组建视频会议平台.就可以很好的解决在高速公路管理中这方面的困难，降低管理成本并可在一定程度上降低安全隐患，可以让各部门现场演示、实时探讨.包括汇报工作.员工异地培训等细节问题。视频会议可以降低成本.提高工作效率.改善通讯手段，并能够帮助机构实现它们的最终目标，取得更好的“损益结算’‘。 主流视频会议系统结构

一、视频会议应该解决的问题

除了正常的音视频功能以及数据协作功能外.还需要能够满足今后应用的需要.具体内容如下:1、增加匿名用户登陆功能匿名用户只要有会议密码就可以参加会议匿名用户具备回放功能。这样保证会议的随时召开组织。2、通过视频会议召开会议可以容纳几百人同时开会，会议中同时看到多路视频为了实现管理员的监控，还应提供几路视频轮巡功能。3、视频会议可以实现多个会议同时进行.保证各分公司可以同时召开独立会议。4、只要各分公司连接服务器.就可以实现随时随地的可视电话功能。5、系统支持总部与基层单位间的文件传输，文字交流。6、软件视频会议系统能够与硬件视频会议互联互通。7、独立的软件客户端能呼入基于标准日.323硬件MCU的IP地址参加硬件会议。8、可以召开整个公路系统都能够参加的级联会议。

二、视频会议基本解决方案

为了满足支持大容量会议人数、多会议同时召开以及流畅的音视频交换的要求具体网络视频会议系统在此方案中仅需要在总部搭建一台视频会议服务器，各分公司只需拥有一台电脑、搭配摄像头和耳麦利用现有的网络就可以实现。如果领导应用无限上网.在网络稳定的情况下可以随时随地参加会议.实现远程视频会议的召开。具体拓扑（图略）

三、视须会议系统的关键技术及其数据协议

1、关键技术视频会议系统是多媒体通信和分布式多媒体系统的典型应用，传输的是多媒体数据、声音和动态图像。源信号的数据量大.无法在一般条件的数字线路上传输同时基于对实际使用效果的要求，传输的声音、图像信号必须连续平滑因此对系统在网络传输、声音和图像压缩、多点控制等方面都有很高的技术要求。.多媒体信息处理技术视频会议系统的宗旨就是为了在保证图像和声音质量的同时能有更有效的压缩算法把需要传输的数据量压缩到最低。特别是在现今网络带宽并不富裕的条件下多媒体信息处理技术更是视频会议最关键的问题之一。应运而生的媒体处理器具有特有的数字视音频输入输出接口、多媒体协处理器等能使应用变得更加简单。媒体处理器支持的嵌入式操作系统以及软件优化.使视频会议系统更加高效、稳定、可靠。采用这些芯片可以很方便地实现M尸EG视音频处理和日.263视频处理。目前的媒体处理器主要有:Philip公司的TriMedia系列、美国ESS公司的LV尸等，这些媒体处理器高速的运算能力可以实现适合不同协议的视频会议通信终端。.多点控制技术视频会议系统要完成的是在多点之间进行双向通信，但由于目前通信网络和通信系统的限制.多点间信号的切换就需要由多点控制单元(MCU)来完成，它不仅要对系统终端的各种信号进行切换和混合.还需要对会议进行有效的管理和控制.它是视频会议系统的关键设备系统支持的终端规模、会议管理方式、支持的网络类型都与MCU密切相关。.服务质量(Qos)视频会议对实时性的要求很高.对网络的传输延时和抖动也很敏感.要保证良好的会议质量就必须以优良的Qos做保证。由于IP协议是无连接协议网络抖动、包序混乱、网络拥塞等问题都会严重影响视频会议系统的顺利进行和视频会议效果.在实际应用中，我们可以采取一些措施来改善QoS。令首先，H.323标准本身提供了一定的QOS机制。日.323采用了UDp/Ip、RTp、RTCp和Rsvp等协议。我们在uo尸层上用R丁尸和R下Cp来改善服务质量。因为R下尸本身能够提供具有实时特征的、端到端的数据传输服务而R下cp可以用于R丁P的控制它最基本的作用就是利用发送报告和接收报告来推断网络的服务质量，当拥塞状况严重时则改用低速率编码标准或降低数据传输比特来减少网络负荷提供较好的005保证。H.323的网守(Gatekeeper)还具有流量控制、带宽控制等功能。令其次.我们可以采用安全实时传输协议《SecureReal一TimeTransportprotoeolsRTp).它是目前IETF技术的一项有效措施。SR丁尸是RT尸和R丁S尸的一个安全特征概述.对这两种协议都能提供机密性、消息认证和重放保护。它还存在两个问题第一在应用方面它还没有很好的实现;第二，在应用方面或在终端用户设备上还需要适当的改革。令再者还能够对现行网络上的未被保护的多媒体信息提供视频垃圾检测.为了对信息包的指定接收机进行特别处理.现行网络允许对被选节点动态地开展特定的任务服务。这项服务可以建立M户EG一4视频流的一个概括图，能将该图和目前的网络流且进行比较，它同时也能对这两者之间的矛盾的重复发生提出警告。该检测模块能对所有情况下的垃圾侵袭进行正确识别并且不会产生任何错误普报。这样就在很大程度上保证了网络的QoS。2、数据协议在多媒体视频会议系统中.不仅需要传输实时的视频和音频还应该实现应用程序共享、数据实时共享和多点文件传送等功能，只有这样才能为与会者提供一个全面的、能够面对面共享交流的环境。所以，数据环境是系统的一个重要部分。在该系统中各会议终端都以点对点方式与多点通信服务(MCS)进行通信，MCS通过大量的逻辑通道提供一对一、一对多或多对一的数据传输。四、IP网络视频会议的优缺点.优点:随着网络和多媒体技术的快速发展.视频通信将会变得更易实现，费用会更低。随着时延问题被IE下F技术和标准(如RSV尸和RTCP)逐步解决，基于lP网络的视频会议系统把终端互操作性和高传输性能结合了起来。使得会议方式变得灵活多样.真正做到实时文流。.缺点:虽然现今利用lP网络搭建视频会议系统已经成为一个大的主流发展趋势，但这种组建方式必然要依托现有的互联网络。这就存在着安全性和网络稳定性的问题。在实际应用中我们发现视频会议系统在安全方面如果出现问题.意味着恶意的黑客可以察看内部数据并利用这些内部数据取得控制权.进行一些非法广播，危害影响巨大。lP网络视频会议要保证图像和语音传输质量必须依靠稳定的带宽流t。但是当网络中的某一个环节出现网络风暴或其他原因的网络拥堵，就无法保证视频会议的传输质里，影响会议效果，甚至无法按时正常召开会议。采用IP网络搭建视频会议系统已经成为一个大的主流发展趋势如何利用现有网络技术的同时，防范或规避这些隐患，我们以京津塘高速公路视频会议系统为例作一下详细介绍。京津塘高速公路视频会议系统的组成别处理.现行网络允许对被选节点动态地开展特定的任务服务。这项服务可以建立M户EG一4视频流的一个概括图，能将该图和目前的网络流且进行比较，它同时也能对这两者之间的矛盾的重复发生提出警告。该检测模块能对所有情况下的垃圾侵袭进行正确识别并且不会产生任何错误普报。这样就在很大程度上保证了网络的QoS。2、数据协议在多媒体视频会议系统中.不仅需要传输实时的视频和音频还应该实现应用程序共享、数据实时共享和多点文件传送等功能，只有这样才能为与会者提供一个全面的、能够面对面共享交流的环境。所以，数据环境是系统的一个重要部分。在该系统中各会议终端都以点对点方式与多点通信服务(MCS)进行通信，MCS通过大量的逻辑通道提供一对一、一对多或多对一的数据传输。

四、IP网络视频会议的优缺点

优点:随着网络和多媒体技术的快速发展.视频通信将会变得更易实现，费用会更低。随着时延问题被IE下F技术和标准(如RSV尸和RTCP)逐步解决，基于lP网络的视频会议系统把终端互操作性和高传输性能结合了起来。使得会议方式变得灵活多样.真正做到实时文流。.缺点:虽然现今利用lP网络搭建视频会议系统已经成为一个大的主流发展趋势，但这种组建方式必然要依托现有的互联网络。这就存在着安全性和网络稳定性的问题。在实际应用中我们发现视频会议系统在安全方面如果出现问题.意味着恶意的黑客可以察看内部数据并利用这些内部数据取得控制权.进行一些非法广播，危害影响巨大。lP网络视频会议要保证图像和语音传输质量必须依靠稳定的带宽流t。但是当网络中的某一个环节出现网络风暴或其他原因的网络拥堵，就无法保证视频会议的传输质里，影响会议效果，甚至无法按时正常召开会议。采用IP网络搭建视频会议系统已经成为一个大的主流发展趋势如何利用现有网络技术的同时，防范或规避这在现行的高速公路通信系统中，仍然主要采用的是50日+光接入网的方式。使得利用现有光传输通道传输视频图像和语音信号变得非常容易。而且这种传输模式.是在公路系统内部进行，属于单位在内部进行通讯传输信号，和外界没有发生物理连接.也不和单位内部局域网发生关联。就不存在遭到外部攻击和形成内部网络拥堵的问题。京津塘高速公路的视频会议系统的组成分为三级结构。第一级是总公司的主视频会议室.主要负责采集下属各分公司、基层收费站、养护所的视频图像和声音信号.并掌握所有视频图像和语音信号的总控制权既可以进行点对点的通讯交流又可以采用广播的方式和下级单位进行直接沟通。第二级是下属各分公司视频会议室.主要完成和总公司主视频会议室的图像和语音的相互传输，掌握各基层收费站和养护所的视频图像和语音信号的控制权。实现独立分会场的功能。第三级是各收费站和养护所的视频会议室.主要完成和总公司主视频会议室以及分公司视频会议室的图像和语音的相互传输，没有任何控制权。一、第一级是总公司的主视频会议系统的组1、155光收发板:将视频模拟信号转换成光信号。2、155光分支板用于光收发设备的级联即与分会场光收发设备的级联。3、MPEG视频压缩解压缩板:将视频图像打包成M尸GE4格式的数据进行传送。4、高速球形摄像机:可控高速摄像头，可形成会场内无死角全方位监控。5、字符叠加器矩阵(带主控键盘)将每路图像的地点名称与视频图像叠加显示在会场大屏幕上。6、数字音频矩阵:对每路声音的质量、音且、开启和关闭起控制作用。在实际操作过程中曾考虑使用价格更低的模拟调音台.但模拟调音台很难解决在环形通讯链路中，音频信号的环回问题.造成声音质t无法接受。采用数字调音设备可以很好的解决这一问题，可对每路声音源进行独立控制操作也很方便。二、第二级是分公司的视须会议系统的组成1、155光收发板。2、，55光分支板:用于光收发设备的级联即与主会场光收发设备的级联。3、MPEG视频压缩解压缩板。4、高速球形摄像机。5、四画面分割器在一台大屏幕电视上显示基层收费站、养护所画面图像。6、数字音频矩阵。7、分控键盘:通过与中心控制矩阵的连接实现远程控制.但只可以控制低级别单位的可控摄像机无法控制中心设备。三、的组成1第三级是收费站、养护所的视频会议系统155光收发板。155光分支板。MPEG视频压缩解压缩板。4、一体化摄像机。从以上视频会议系统结构中可以看出在利用现有传输通讯系统的基础上.无需增加大t新设备就可以建立起一套安全，高效、可靠的视频会议系统.完全可以满足公司内部大型会议、培训的需求。也许有人会问这套系统只能满足一个公司内部的需求假如要召开整个交通系统的视频会议该怎么办.其实解决这个问题很简单只需要加装一台网络视频音频编解码器与公司的internet出口相连接，就可接入整个交通系统的lP网络视频会议系统使京津塘高速变成一个交通系统的分会场。在实际应用中大型的交通系统会议的举行频率，要远低于公司内部会议召开的频率。因此在平时只是召开一些内部会议时，可以将网络视频音频编解码器暂时封闭.断绝与外界的联系，大大降低了受外界攻击和干扰的可能性.提高了整个视频会议系统的安全可靠性，同时也不存在IP网络搭建的视频会议系统带来的维护管理成本。

结束语

视频会议系统的建成开通是提高公司办公、办会效率、节省会议时间和费用的一项重大举措改变了传统的会议形式，节省了会议差旅费和时间.提高了行政效率。视频会议系统建成以后，可以进行远程培训，培训资源和学习不受时空限制。优化发展环境提供了一个可资借鉴和参考的新途径、新模式。视频会议系统的推广和应用已取得了较好的经济效益和社会效益。可以说这套系统的建成改变了高速公路多年的管理模式，使公司获益颇多。