建立完善的城市交通誘導系統(tǒng)，將多種高新技術運用于城市道路交通管理體系，將車輛、道路智能化，達到緩解道路擁堵、減少交通事故、節(jié)約能源等目的。研究表明，它能使道路能行能力提高2~3倍，停車次數減少30％，行車時間減少13％~45％，交通事故成倍降低。在這樣一個復雜系統(tǒng)中，遠程交通監(jiān)控中數字視頻處理尤為重要，特別是視頻信號的傳達室輸。

一、視頻監(jiān)控系統(tǒng)
    視頻是在時間近似連續(xù)的圖像序列。傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控存在固有局限性，主要表現為只能點對點監(jiān)控，無法聯(lián)網，且系統(tǒng)安裝、布線工程量極大；傳輸距離較遠時，易產生衰耗、畸延時，圖像質量下降，故傳輸距離有限。而“網絡數字視頻遠程監(jiān)控”系統(tǒng)以數字視頻處理技術為核心，結合網絡技術、多媒體技術、徹底克服傳統(tǒng)模擬監(jiān)控的缺點。系統(tǒng)由視頻采集、視頻傳輸、控制中心等組成。視頻采集單元包括攝像頭、電動三可三可變鏡頭、云臺、解碼器、防護罩；視頻傳輸可采用有線、無線方式；控制中心單元包括控制主機、多畫面處器、組合屏(電視墻)、彩色監(jiān)視器、硬盤錄像機、長延時錄像機、視頻打印機、視頻服務器、相關處理軟件等。其典型結構如圖。系統(tǒng)對圖像實時性、傳輸速度、并行處理能力、存儲容量等要求較高，支持光纖、數字微波、無線擴頻、雙紋線、電纜等傳輸介質，適用干DDN、ISDN、LAN、ATM、POTS等網絡，集視頻切換、云臺控制、遠程視頻傳輸、地圖布防報警、報警聯(lián)動控制等功能于一身。

    基本流程：對城市道路的現場圖像進行實時采集，經壓縮編碼處理后，可直接保存于硬盤，亦可通過有線、無線等方式，將視頻信號磁往近端、遠程監(jiān)控中心及各監(jiān)控現場云臺、鏡頭、矩陣等監(jiān)控設備，實現道路路況圖像的實時監(jiān)控，并對視頻信號錄像，以數字化方式存于硬盤，供相關部門分析、查詢、取證等。

二、數字視頻信號傳輸
    視頻信號信息量極其巨大。比如按PAL制編碼90分鐘影片，分辨率352*288、每像素24bit，數據量高達657180Mb。如此龐大的數據如不進行壓縮處理，無論傳輸、存儲都不可能。顯然，運用數字信號處理技術，對視頻信號壓縮是數字信號處理技術，對視頻信號壓縮是數字視頻遠程監(jiān)控首先解決的問題。

2.1視頻壓縮方式
    壓縮就是從時域、空域兩方面去除冗余信息，其理論基礎是信息論。目前，適合網絡視頻遠程傳輸的圖像壓縮標準有H.261、MPEG1等。其核心都是離散余弦變換和運動補償算法，通過減少每幀圖像間空間上、時間上冗余度和相關性來減少數據量。H.261標準簡稱P*64，1990年12月由國際電報電話咨詢委員會(CCIT)制定，適合64~384Kbps的低帶寬下視頻信號實時傳輸，但圖像質量不理想。與MPEG~1不同，H.261傳輸屏幕區(qū)域更新信息，降低了碼流速率，進而大幅降低數據流瞬時變化，是一種在帶寬有障礙的信道上傳輸視頻的理想方案；MPEGL是國際標準化組織(ISO)于1991年制定的1992年成為標準。采用幀內、幀間編碼技術，應用運動補償算法，對圖像數據進行高達200倍壓縮，解決了視頻、音頻的壓縮、解壓縮、同步問題。作為低端應用的視頻、音頻編解碼標準，它主要針對信號在可接受的質量要求下編碼成1.5Mbps數據流。感官上，圖像細膩且流暢，是大多數視頻監(jiān)控可接受的標準。傳輸速率0.8~2Mbps時,MPEGL圖像質量與錄像機相當。可根據監(jiān)控系統(tǒng)設計需求，選用不同壓縮標準。[nextpage]

2.2視頻傳輸方式
網絡數字視頻遠程監(jiān)控的信號傳輸具有以下特點：
①實時性。視頻信號須實時處理，如實時壓縮、解壓縮、傳輸。
②同步性。盡管視頻信號具有分布性，但在用戶終端顯示須同步。
③分布性?，F場采集的圖像發(fā)送、接收、顯示的主機位于不同地點，通過網絡相連。

    視頻傳輸依賴的通信網絡包括LAN／WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等，由于遠程交通監(jiān)控及通信協(xié)議都不同，適合遠程交通監(jiān)控的數字視頻傳輸要求標準也不同。目前，TCP／IP協(xié)議作為事實上的標準，廣泛用于各種網絡。要通過網絡傳輸數字視頻，自然也須遵守該協(xié)議。但該協(xié)議最初是為非實時數據業(yè)務制定的，實時傳輸能力較差。此外，IP只負責數據傳輸，不進行檢錯、糾錯，因此會發(fā)生數據丟失、失序現象。為保證數據可靠傳輸，將TCP用于IP數據的傳輸，提高接收端的檢錯、糾錯能力，當檢測到數據包丟失或錯誤時，會要求發(fā)端重新發(fā)送，但這樣會導致傳輸時延和網絡帶寬的浪費。比如網絡傳輸數據包時，雖能確保其到達目的地，但無法保證特定時間內到達，通信鏈路可能存在長達數小時的時延。在城市交通監(jiān)控這樣的特殊場合，如此長的時延顯然不能滿足實時監(jiān)控需要。為確保傳輸數據實時性、同步性，有關組織制定了實時傳輸協(xié)議RTP／RTCP。RTP負責數據傳輸，RTCP實時監(jiān)控數據傳輸和服務質量。應用時，RTP／RTCP用于音頻、視頻媒體，而TCP用于數據和控制信令傳輸。每個經過RTP傳輸的數據包中都有時間信息和相關序列號，這樣可使應用程序混合音頻、視頻信息相關容易。由于應用程序很容易確定視頻幀傳輸時需跳到的正確數據包號，因此同數據包相關的時間信息可平滑同步過程，確保傳輸數據實時性、同步性。另外，視頻傳輸對延遲及延遲抖動要求較高。所以，視頻傳輸既需一定帶寬，還要有較好的穩(wěn)定性，可伸縮性。目前我國建成公共組交換網(CHINAPAC)，數字數據網(ODN)、公共計算機網(CHINANET)、公共電話網(PSTN)及綜合業(yè)務數字網(ISDN)、幀中繼(FR)網及仍在發(fā)展的ATM骨干網等。遍布各地的數字通信網，加上交管部門的通信專網，相互補充，構成比較理想的城市交通誘導系統(tǒng)視頻傳輸環(huán)境。現在如今網絡通信中，有如下幾種適合于網絡的傳輸方式：

A、電話線方式
    利用現有電話線路進行數字視頻傳輸主要采用XSDL技術，它提供一種直接接入的不中斷服務。按照ITUG.902定義，接入網由業(yè)務節(jié)點接口(SNI)和用戶網絡接口(UNI)之間一系列傳輸實體，如網絡設施、傳輸設施等組成，是能為相關業(yè)務的實現提供所需傳輸能力的實施系統(tǒng)。實際上是本地局與用戶設備間的信息傳輸實施系統(tǒng)，可部分或全部替代傳統(tǒng)的用戶本地線路，具有復用、交叉連續(xù)和傳輸等功能。原則上，接入網可實現SNI及UNI類型、數目沒有限制。整個通信網分為傳輸網、交換網、接入網三部分。XSDL技術主要包括用于視頻點播和視頻廣播的ASDL、用于電視會議或雙向視頻控制的HSDL。前者下行速率1.5~9Mbps，上行速率16~640Kbps，傳輸距離5.5KM，關鍵技術是高速信道的調制，可選用調制方式有正交幅度調制(QAM)、離散多頻(DMT)調制、無載波幅度相位調制(CAP)；后者采用更先進的調制技術，所以對帶寬的要求較少，且不需中繼器，僅用兩對雙絞銅線傳輸雙向對稱數字信號。無中繼傳輸距離3~5km，比傳統(tǒng)PCM長一倍以上，其傳輸速率168kb／s，提供2048kb／s的E1業(yè)務。HDSL采用了若干編碼和調制方式，如基帶編碼方式(PAM)、正交幅度調制(0AM)、無載波調幅調相(CAP)等，以提高傳輸質量，延長傳輸距離。目前，ADSL、HDSL技術均較成熟，使用亦多。此外，還有根據傳輸線質量和傳輸距離動態(tài)調整訪問速度的自適應用戶數字等。以上方式共同優(yōu)點是采用普通電話實現數字視頻的傳輸，可大大降低系統(tǒng)費用，是城市交管部門傳輸監(jiān)控視頻的可行性方案。[nextpage]

B、DDN方式
    DDN是利用數字通道提供半永久性連接電路，以傳輸數據信號為主的數字傳輸網絡。它主要提供中、高速率，高質量點到及點到多點的數字專用鏈路，以便向用戶提供租用線路業(yè)務。通信速率2.4-19.2Kbps、NX64Kbps(N=1~32)，也可提供VPN業(yè)務。國內電信部門已建成并開放ODN業(yè)務，通信帶寬64K-2.048M(E1)。如城市交通管理部門沒有自己的遠程數據通信網，可向當地電信部門申請DDN業(yè)務。采用該方式時，可根據實際需求申請帶寬，視頻終端可采用G.703或V.35口將多媒體業(yè)務送DDN網。其優(yōu)點是服務質量有保證，但費用較高，長期使用存在局限性，可作為城市交管部門傳輸監(jiān)控視頻的過渡、應急方案。

C、ISDN方式
    ISDN是傳輸視頻信息的理想環(huán)境，專為多媒體通信而設計，可提供各種類型的信道，以傳輸不同速率與類型的數字信號，其信道可分為信息信道(包括B信道，H信道)與控制信道(D信道)。B信道帶寬為64Kbps，用于傳輸各種語音、數據、位流圖像；H信道帶寬384Kbps或1536Kbps或1920Kbps，用于傳輸高速率數據或高位流圖像；D信道帶寬16Kbps，用干傳遞控制信號以控制B信道(H信道)的呼叫，也可用于傳輸低速數據。ISDN用戶／網絡接口有基本速率接口(BRI)和基群速率接口(PRI)兩種。前者將現有電話網中的普通用戶作為ISDN的用戶賤而規(guī)定的接口，由2個B和一個D信道組成，成為2B+D口，傳輸速率144Kbps；后者由30個B信道和一個D信道組成成為30B+D口，傳輸速率2Mbps，相當于一個EI口。此外，寬帶ISDN也可用于視頻傳輸，它采用的技術主要是光纖加上時分多路復用品(TDM)，能以高于150Mbit／s的速率傳輸視頻和其他數據。目前，采用該方案進行遠程交通監(jiān)控中的視頻傳輸存在諸多客觀局限。

D、光纖信道
    光纖信道具有傳輸質量高、信道穩(wěn)定等優(yōu)點。光通信端機包括PCM基群復接設備、二次群、三次群、四次群等跳群復接設備。其中，PCM基群復接設備向用戶提供符合G.703標準的64Kbps接口，可將低速率的視頻數據直接送入PCM終端進行傳輸。而復接設備直接向用戶提供符合C.703標準的E1接口，其速率2.048Mbps傳輸信道帶寬，經G.703／V.35，E1通信主干網的首選，光纖信道具有其他通信方式無可比擬的優(yōu)點，代表通信信道的發(fā)展趨勢，也是未來遠程交通監(jiān)控中視頻傳輸的重要方式。

E、無線信道
    無線信道主要是指數字微波和無線擴頻信道，在許多的專用網中都有自己的數字微波網、一點多址或無線擴頻接入信道，它們都可以提供64K~2.048Mbps的信道帶寬，而且通常以專幾的形式提供。這些專用網在建設規(guī)劃時，大都已預留出用作傳輸視頻圖像的專用信道，只要將視頻終端以G.703／V.35方式接入并與原來的數據、話音業(yè)務作無縫連接，即可實現多媒體通信。采用無線信道進行遠程交通監(jiān)控中視頻傳輸具有靈活機動、簡便快捷等優(yōu)點，特別適合一些特殊場所的監(jiān)控，如突發(fā)事件、大型活動等，不失為現有視頻傳輸方式的重要補充。

F、VSAT衛(wèi)星線路
    衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)覆蓋地域廣，施工量少，是基他傳輸系統(tǒng)無法替代的，特別是移動VSAT站，具有極好的機動性，一般用戶可向衛(wèi)星運營公司租用衛(wèi)星繞路，如將64Kbps串行數據轉換為V.35接口建立視頻連接。采用衛(wèi)星線路進行遠程交通監(jiān)控中視頻傳輸方便快捷，機動靈活，很適合一些特殊場所的監(jiān)控，但長期使用費用較高，存在一定局限性。

三、結語
    有效的交通管理是各大城市面臨的共同難題。視頻交通監(jiān)控系統(tǒng)能及時提供城市道路的路段車輛流量、路況信息等，記錄違章車輛，以便快速、準確實現交通指揮調度，達到充分利用現有道路資源，提高突發(fā)事故處理能力，為出行提供捷舒的交通服務。其數字化、網絡化發(fā)展已成為必然趨勢。