莲子脱皮机武汉微创光电股份有限公司
摘要：武汉微创光电股份有限公司针对高速公路视频监控系统应用推出的“开放式高画质数字视频网络平台”-----简称VAM平台，采用电信级以太网技术传输符合国际标准的BT656非压缩视频信号，兼容非压缩视频和压缩视频的混合传输和处理，是集视音频信号的接入、传输、交换、存储、显示、云台控制、图像处理、告警联动、视频事件检测和视频分发于一体，综合运用计算机技术、图像处理技术、视频压缩技术、传输与交换技术、网络技术、视频行为分析技术并针对高速公路运营维护需求和应用的数字视频网络平台。 关键词：高速公路视频监控ITU-BT656 标准化开放性全程数字化前光后电
一、引言
目前高速公路视频传输方案主要为以下几大类：
采用传统的“光端机＋视频分配器＋模拟矩阵＋编解码器”的方式：
前端监控点的视频数据信号采用光端机传输到监控室后进入视频分配器，再分别接入DVR 和视频矩阵进
行录像和切换显示，同时通过视频矩阵切换输出部分视频通过光端机或视频编码器继续上传至上一级中心。
这种传输方案中的视频信号经过多个环节的多次模/数、数/模转换对图像质量带来较大的劣化；此外，系统的中间设备较多导致连接环节增加，这样一来不仅系统中的故障点相对较多而且系统中连接线缆的数量也会成倍增加，给用户前期施工和后期维护都带来不便。再者，由于单个系统中的模/数、数/模转换环节就较多，所以在大型联网项目中这种转换环节更会大大增加，给视频质量带来更多的劣化，所以这种传输方案不适合大型视频组网项目。 采用平台级的视频传输交换系统，提高了系统集成度，降低了视频联网监控系统的复杂性，平台级的视频传输交换方案又分为以下两种情况：
1、视频图像在监控点即被全部编码压缩，并基于现有的通信资源，采用以太网架构进行视频传输和交换的方案（有些公司称为全光视频综合接入系统）。
此种方案基于以太网的传输交换体制，图像调用及发布方便、占用带宽较低，充分利用了现有的通信资源；但由于压缩图像的清晰度较差，不能满足视频图像上大屏的质量要求，也不能给后期的视频事件检测提供高清的视频源，降低了视频分析的准确率。同时，压缩编解码器软件成分较多，耐高温能力较差，不适宜于室外的恶劣工作环境，设备故障率较高。
2、采用非压缩数字视频编码传输+数字视频矩阵交换的方案（有些公司称为“光矩阵”）
此种方案采用非压缩视频接入，并且视频传输和交换都在数字域完成，相对传统的模拟传输交换系统，减少了系统中视频信号的A/D、D/A次数，简化了系统结构，减少了系统的中间连接环节和故障点，图像质量也可以得到保证。
但此种方案是通过抽样量化技术将标准的模拟视频信号转变为非标准的数字视频信号，在进行视频压缩、视频事件监测等环节时还需二次的D/A和A/D转换，并非真正的全网数字化，对视频质量造成了劣化；因为目前所有的视频编码设备、视频分析设备都是基于标准的ITU-BT656数字分量视频信号来工作，非标准的数字码流不能直接被使用，非标的视频数字信号必须经过数/模、模/数转换才能得到标准的BT656数字分量视频信号。
现有的方案各有美中不足，那么有没有一种方案可以扬长避短呢？为此，我们提出了VAM的概念----“开放式高画质数字视频网络平台”。
二、VAM技术亮点
1、VAM平台采用符合国际标准的BT656数字分量视频信号作为基本视频码流，模拟视频信号接入系统后编码为BT656数字分量视频信号，系统中的图像传输、图像交换、图像压缩、图像分析、图像显示等环节全部基于BT656数字视频信号进行而不需要进行多余的模/数、数/模转换，实现真正的全程数字化。冷焊钳
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2、VAM平台采用成熟稳定的、符合国际标准IEEE802.3z的1000M以太网作为VAM传输、交换的承载平台，可以基于裸纤构建1000M以太网作为底层传输交换网，也可以基于现有的通信网络进行传输。
三、VAM系统部分主要功能
1、业务接入种类
音频、视频、异步数据、开关量、告警量、以太网、AIPHONE对讲、PSTN电话等等。
2、视频切换功能（对平台系统中的非压缩视频和压缩视频进行统一调度管理）
鸟笼灯视频切换包括单点切换、分组切换和轮询切换三种类型：
✧单点切换可以实现用户指定的任意音频视频输入端口到任意输出端口的切换
✧分组切换可以将多个视频编制在一个切换组中，达到一次切换一组视频上电视墙的目
的，比如一次调阅某一个收费站中的所有图像；
✧轮询切换可以将多个视频输入编入到一个轮切组中，并设定轮询间隔后系统则自动切换刻字笔
到对应的监视器上，完成视频巡视工作；
✧可以将视频和音频进行关联，可以在切换视频时自动切换所关联的音频。
3、告警联动功能
✧可以根据告警输入和实际应用来确定告警产生后需要关联执行的动作，告警联动包括联
动开关量输出、联动视频切换和联动视频存储三种不同的策略；
✧联动开关量输出可以实现一对一和一对多两种方式的联动输出配置，用户可以将一路开
关量输入和一路或多路开关量输出进行关联，以实现在外部传感器被触发后自动启动一路或多路报警器完成自动接警和自动处警功能；
✧联动视频切换可以实现在发生告警输入时自动将用户事先指定的一路或多路视频自动
切换到电视墙联动。
4、网络管理
✧提供完善的网络运行维护和管理的接口和功能；
✧日常运维人员通过平台的网络管理席位可以获得整个网络的分层连接拓扑关系图及平
台内部板卡的运行状态，直接提高运维等级和设备检控力度。
5、桌面调用
✧能够实现传统监控中无法实现的随时随地在桌面电脑上调看非压缩视频和压缩视频图
像的能力，可实现监视无处不在、监控随时进行。
✧桌面调用功能除了能够浏览实时图像以外还可以结合存储子系统检索回放历史录像数
据，并且能够做到将历史录像图像和实时图像按时间轴连接起来，做到无缝的在过去和现在浏览和监视。
四、VAM系统的优势
1、背板交换能力：采用先进的以太网交换架构，单个VAM平台的背板交换能力高达136G，实现384*384路视频无阻塞全切换，并且支持背板扩展。
2、视频传输真正全程数字化：VAM平台采用的是符合国际标准的BT656数字码流，BT656数字码流可以直接被调用进行压缩处理或视频分析，轻松实现全网真正全程数字化。
3、平台间的双向视频调用：VAM平台采用的以太网传输通道提供的是对等的双向高速传输通道，能够便捷实现传输交换平台之间的双向视频图像调用而不需要增加额外的设备，任意一个平台都可以当作一个临时指挥中心。
4、组网方式：VAM平台之间支持星形网、链形网、自愈环网技术，远端视频接入设备支持环网、链形、树形、星形等传输模式，可根据需要灵活组网，既节省光纤资源、节约成本，又能保证网络的可靠性，同时兼顾了系统未来的扩展性。
5、传输通道：VAM平台用以太网作为传输承载平台，可以利用现有的光通信网络以节省光纤资源，也可以单独采用光纤重新构建传输平台。
6、结构设计：VAM平台借鉴电信设备的“接线单子排”经验，采用“前光后电”式结构设计，将有源功能盘集中在机框前部，所有无源接线盘集中于机框后部，并支持热插拔；所有的光纤在机框前面板接入，所有的电缆在机框后面板接入，解决后期维护中因线缆密集造成的单盘插拔不便的问题，方便各类业务盘的维修和替换。
7、视频录像方式：VAM平台支持传统的DVR存储和IP-SAN存储，提供高度集成的音视频数据存储、检索和回放系统，可轻松实现分布式存储和监控中心的集中存储，满足不同客户对存储系统的理解和部署。
8、视频传输质量：VAM视频传输交换平台采用多码流技术，系统级解决方案，可以按需传输4种不同速率的图像：120M非压缩图像、8M压缩图像、2M存储图像（可调）、512K 发布图像（可调）。
9、智能调度切换：VAM平台软件采用无阻塞自动路由选择算法，根据网络传输路径状态和流量分布自动计算并选择最优调度路径，实施合理有效的调度切换，做到全自动无阻塞均衡调度，保证视频、音频、异步数字和开关量等业务的全网资源统一分配和调度。
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10、业务告警联动：VAM平台软件采用可定制性的业务告警联动机制，根据用户对各种业务告警的需要制定告警处理策略，并能结合智能调度切换功能和集成视频存储检索系统，实施对告警周边及相关视频和音频的联动处理，再现事故发生之前和现场实时状况，为接警和处警提供准确和详尽的判断依据和决策支持。
11、高可用性设计：平台软硬件系统采用电信级参考模型和标准设计，并实现全面的1+1冗余保护，满足365*24小时不间断运行的要求。完善的系统备份恢复机制，将系统开通时指定的配置状态保存起来，并定期实施备份操作。当发生故障（如：调电、断纤等事故）时系统自行精确恢复最近配置数据，还原系统故障前的状态，确保系统的可持续可靠运行。
五、结语
随着交通监控系统的深度和广度逐渐延伸，对运营管理的要求也将逐步提高，VAM系统平台以其开放性、标准化等显著特点，不仅能适应当前的业务需要，更是一套面向未来运营
的视频辅助管理系统。“见微方知著，首创使远播”，只有不断的创新、探索，才能不断进步，微创人将会不断努力，为高速公路监控事业的发展做出更大的贡献。
附：VAM平台典型应用
豫公网安备41160202000603
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