高速机电 | 高速公路省级视频云平台的设计与功能

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按照《交通强国建设纲要》关于“强化交通基础设施养护，加强基础设施运行监测检测”的要求，交通运输部决定开展全国高速公路视频联网监测工作，充分利用新一代云计算和人工智能技术，建设科学先进、高效统一的视频云联网监测体系。为加快建设“可视，可测，可控，可服务”高速公路运行监测体系，不断提升监测水平和服务能力，更好的满足广大人民群众的高品质出行的出行诉求。

省级高速公路视频云联网平台通过云计算服务、视频上云网关、云端VPN隧道及公有云CDN技术实现省级公路沿线视频监测设备资源和移动视频图像资源汇聚并联网应用，并支持向部级视频联网云平台提供视频调用、控制服务。

省、部级视频云平台具有用户权限管理、摄像机设备管理、视频上云管控、视频云端分发、视频调看、视频截图、云台控制、视频质量检测、智能分析、用户行为日志等主要功能。其中：

1. 部级云平台：支持向各省视频云平台和路段视频系统提供视频共享服务。
2. 省级云平台：通过云服务实现全省公路沿线视频监测设备资源和移动视频图像资源汇聚并联网应用。提供向部级云平台提供视频调用、控制服务。

省级视频云平台设计要求

硬件和上云要求

（1）省级云平台应接入高速公路全部监控摄像机并进行数字化改造，满足上云汇聚要求。

（2）省级云平台互联网出口带宽应不少于300M/1000路视频，不可与其他业务共用。

（3）省级云平台具备摄像机云台控制能力，并向部级云平台提供重要点位视频的云台控制服务，双方对云台控制的操作要进行日志记录。

（4）省级云平台具备提供高速公路沿线视频监控设备资源每隔5分钟截图及查询调阅截图能力，并向部级云平台提供服务。省级云平台截图要求CIF及以上的分辨率的JPG文件，每次截图保留时间不少于7天。

视频传输和数据上报要求

（1）省级云平台应具备与部级云平台无缝对接能力，使得通过部级云平台具有调看省域范围内不低于32Kbps低码流(25帧、CIF分辨率)视频秒级(小于1秒)准实时播放能力，部级平台调用不低于1Mbps高码流(25帧)视频首屏所耗时间小于4秒。

（2）省级云平台应向部云平台提供全部视频资源的播放地址，支持HTTP-FLV、HLS等协议调看，视频流应采用标准H.264编码。

（3）省级云平台应充分利用公有云CDN技术，提供至少十万级并发能力，保证部级云平台能够同时获得全部摄像机的低码流视频流数据。

（4）省级云平台应向部级云平台提供本省域内全部公路沿线摄像机的设备信息、点位信息、在线状态等信息。如信息发生变更应自动同步更新至部级云平台。

（5）省级云平台具备智能分析应用服务，能够根据摄像机视频对拥堵事件、交通事故、平均速度、公路流量、公路气象等开展监测分析，并将分析的结构化数据上传至部级云平台，或路段向省级云平台提供上述智能分析结果，再由省级云平台将结构化数据上传至部级云平台。

（6）省级云平台应具备摄像机图像质量检测服务(丢失检测、清晰度检测、噪声检测、冻结检测、遮挡检测等)，并将检测结果上报至部级云平台，或路段向省级云平台提供摄像机图像质量检测结果，省级云平台将检测结果上报至部级云平台。

联网安全要求

省视频云联网应符合国家网络安全规范有关要求，构建完整、有效、可信的视频云平台安全保障体系。应符合网络安全等级保护不低于二级要求，其中安全通信网络、安全计算环境、安全区域边界三项不低于网络安全等级保护二级要求，确保高速公路视频云联网安全。

具体要求如下：

（1）视频上云安全要求：在视频上云网关和路段监控网络间部署防火墙，实现系统与外网的访问控制和安全隔离。

（2）视频传输安全要求：视频上云网关和部/省云平台间开通云端VPN隧道，云端VPN隧道由云厂商提供VPN服务和互联网宽带设备间建立通讯链路，该链路使用隧道、加解密、密钥管理、使用者与设备身份认证四项技术保证安全。视频上云网关和部/省级云平台间控制信令全部通过VPN隧道传输。部省视频码流对接时应当采用URL鉴权功能，提高视频资源防盗能力，URL由播放地址、验证串组成，验证串包含失效时间，视频流数据在传输过程中要用SSL加密。

（3）接口安全要求：对接接口协议采用HTTPS协议，降低交互复杂性、减少通信过程交互环节；支持0Auth2.0认证，保证接口安全调用。

（4）灾备要求：与部平台对接的视频云平台应构建容灾备份机制。增强视频应用系统可用性,保证数据安全，遭到损害后，具有能够较快恢复正常运行状态的能力。

省级云方案设计

省级视频云平台建采用“云、管、端”的总体架构，“云”是公有云服务、“管”是互联网安全隧道、“端”既包括执行视频推流上云任务的视频上云网关，又包括互联网用户使用的各种移动终端。

全国高速的道路视频信息均在云端汇集，云服务平台负责视频推流、分发及存储、视频流的控制。本项目视频上云网关部署在分中心，由高速公路通信专网汇聚至省中心，通过互联网安全隧道将视频资源推送到云端，在云端进行视频汇聚与分发。

省级视频云平台采用公有云的架构。其中公有云包括：向部级视频云平台提供摄像机监控信息、摄像机质量检测结果、视频调阅服务、视频直播和视频点播服务。

（1）省级云平台按部视频云平台统一要求，提供摄像机的获取视频流播放地址接口，部级云平台利用此接口返回的播放地址获取摄像机的视频流；省级云平台提供基于HTTPS协议的云台控制接口；省级云平台提供视频截图的查询和调看接口；省级云平台可参考部级云平台定义的智能分析上报接口，接收前端智能化分析结果。

（2）省级云平台应将辖区内所有摄像机的点位信息提供给部级云平台。省级云平台、路段的视频上云网关能够调用部级云平台提供的接口进行数据上传。

（3）接口的数据传输采用JSON数据格式；传输过程符合请求/响应模式，有请求必须要有响应的返回。

（4）接口和VPN隧道支持国家密码管理局认可的密码算法，优先使用国密算法加解密。

（5）各级视频平台同步采用北斗授时时间。

省级视频云管理功能

（1）数据同步功能

系统提供摄像机点位及状态信息、组织架构信息的同步功能，保证移动端摄像机列表的加载速度。

（2）上云设备及视频管理

实现对视频转码设备以及视频资源的统一管理，并将每一个视频转码设备与对应接入的视频摄像机进行匹配关联，以便控制和选取视频是否允许往云端推流。同时提供视频推流监控管理。

（3）视频发布管理

提供视频发布管理功能，控制和选取已上云视频是否对社会公众开放，满足对社会公众开放视频的需求。

（4）用户在线率统计

根据云端公众访问量的统计，为用户提供5秒/次的社会公众访问量的多维度图表统计。历史访问量以面积图形式展示日访问量、周访问量、月访问量以及九十天访问量的变化。同时，以饼状图形式展示各区域的访问量占比情况。

（5）运维管理

对接入云服务平台的服务设备、视频资源，以及连接这些设备及摄像机的网络情况进行实时监控，通过配置的报警策略及时将异常情况通知相关管理人员，并在云服务平台通过图表等方式展现，支持统计报表导出。

（6）微信公众号

依托微信公众号，采用图层的方式为社会公众提供基于互联网地图的视频调看和实时事件的高亮显示。

（7）互联网地图展示

充分利用现有的路段桩号数据，采用互联网地图，以直观的、形象的方式将道路沿线的视频感知设备以其实际点位在手机地图上进行图标标注，并为用户展示实时路况信息，对于拥堵路段以不同颜色进行区分。

（8）视频调看

开通微信公众服务号，以满足服务于公众出行的业务需求。将微信公众号作为移动端视频浏览的载体，通过公众号配置视频浏览功能按钮并绑定对应页面，所有用户通过微信搜索公众号名称即可关注，关注后即可基于互联网地图实时浏览被开放的公路视频。

（9）实时事件

通过获取应急指挥调度中心的事件数据，微信公众号也为用户提供实时事件的高亮显示，并提供事件概要信息的查看。

（10）云端移动视频管理

公众访问统计功能云端提供在线人数统计，掌握平台实时并发量，便于平台后期优化。

结语

为满足部级视频联网监测应用需求，视频云联网需构建“云、管、端”一体化的部、省两级视频云联网平台，即通过云服务实现全国高速公路沿线视频监测设备资源汇聚并联网应用的云平台。

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