《交通運輸科學技術新成果推廣目錄》（２０２０）—第五部分 綜合《構建高速海量視頻智慧云聯(lián)網平臺》

本期項目簡介

完成單位: 廣州國交潤萬交通信息有限公司

主要完成人: 劉電、 吳國平、 陳嘉琪、 曾獻燊、 艾英明、 蘇華耀、 薛夢婕、 張嘉興、 吳彥蕓、 蔡志培、 李珂毅

項目簡介

　　(一)項目背景

　　隨著全國高速公路視頻監(jiān)控設備逐步完善,高速公路可視化基本實現(xiàn)。但高速公路建設初期,全國各省基本上都沒有全省高速公路視頻資源聯(lián)網監(jiān)控的方案規(guī)劃,已建成的高速公路采用的視頻監(jiān)控方案、技術指標、設備型號和接口標準等存在不同程度的差異。導致傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)只能在有限的局域網中運行,難以提供全量的實時監(jiān)測。而且傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)也存在系統(tǒng)結構復雜運維不方便、智能化水平較低、不能對外提供公眾出行服務等問題。在當前公眾對信息平權的要求日益增加的背景之下,如何安全、有效和可控地向出行公眾公開道路交通信息,是高速公路信息化發(fā)展的一個重要方向。

　　(二)技術概況

　　本項目以打造“可視、可測、可控、可服務冶的高速公路運行監(jiān)測體系為目標,重點研究了海量高并發(fā)、負載均衡、緩存功能、數據庫讀寫分離、互聯(lián)網地圖等技術。本項目構建的高速海量視頻智慧云聯(lián)網平臺,基于云計算服務,結合云端VPN隧道、公有云CDN技術,實現(xiàn)全國高速公路視頻監(jiān)控資源匯聚上云,滿足全國高速公路視頻聯(lián)網的全部技術要求,實現(xiàn)省部級視頻云平臺的對接,為全國視頻云聯(lián)網提供技術支撐。并能提供至少十萬級并發(fā)訪問能力,為公眾出行提供實時路況、視頻查詢等服務。

　　(三)適用范圍

　　本項目的技術適用于全國高速公路視頻監(jiān)控,以收集高速公路交通狀況信息,執(zhí)行防疫檢查、交通疏導和服務保障等任務,解決信息碎片化問題,提高應急處理快速反應和指揮能力。

　　(四)獲獎情況

　　本項目已經獲得中國交通運輸協(xié)會科學技術進步獎,授權發(fā)明專利證書1項,實用新型專利1項,軟件著作權12項,發(fā)表論文3篇。

項目創(chuàng)新點

　　(1)提出了智慧視頻云的整體架構,研究了負載均衡、大規(guī)模并發(fā)、海量高并發(fā)視頻直播平臺部署規(guī)模的估算方法以及CDN分發(fā)技術,實現(xiàn)了高并發(fā)視頻秒級調看。

　　(2)優(yōu)化了基于視頻標準編碼的統(tǒng)一協(xié)議轉碼的方法,研究了支持RTMP、HTTP-FLV、HLS三種協(xié)議的視頻傳輸技術,開發(fā)了路段上云網關終端設備,解決了多種視頻格式上云的關鍵技術。

　　(3)提出了視頻云平臺安全保障的新方法,云端可提供URL加密、視頻加密等多種安全防護措施,并采用WAF對Web應用進行防護,實現(xiàn)了云端和前端一體化防護。

　　(4)提出了基于云環(huán)境條件下的視頻與第三方路況數據融合的智能分析方法,研究了Geohash算法和MarkerCluster、MassMarks插件等應用技術,有效地將GIS地圖技術和視頻技術相融合,提高了擁堵事件、交通事件、公路氣象等的檢測準確率和地圖的繪制和展示效果。

同類項目比較

　　結合國內外同類的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術參數和應用范圍,對本項目的技術進行比較,具體結果見表1。與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比,本項目解決了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)無法提供全量的實時監(jiān)測問題,研究了負載均衡、大規(guī)模并發(fā)、海量高并發(fā)視頻直播平臺部署規(guī)模的估算方法以及CDN分發(fā)等技術,搭建了省級視頻云平臺實現(xiàn)全國高速公路視頻監(jiān)控資源匯聚上云,并能提供至少十萬級并發(fā)能力,實現(xiàn)了視頻的秒級查看。平臺內接入視頻智能分析等功能,大幅度提升或視頻資源的使用效率。

　　此外也應該注意到,本項目中的相關技術還需要不斷迭代升級,技術和產品的成熟度還有進一步提升的空間。需要不斷推廣應用,從應用反饋中了解技術的不足和產品的缺陷,不斷研發(fā),不斷改進。本項目中的產品需要不斷適應這些新情況、新趨勢。

應用案例

　　本項目成果,通過成果轉發(fā)和系統(tǒng)研發(fā),在廣東、江西、遼寧等多地開展了示范應用,取得了很好地效果。如圖1和圖2所示,為廣東省和江西省的高速公路視頻監(jiān)測平臺應用界面。據絕大部分高速公路用戶反饋,系統(tǒng)普遍運行穩(wěn)定,系統(tǒng)地使用增強了對高速公路交通狀況的信息收集,很好的解決了信息碎片化問題,提高了應急處理快速反應和指揮能力,為高速公路的安全運營管理提供重要支撐。項目成果提供的視頻智能分析功能,減少了人力成本的消耗,提升了交通事件記錄的準確性與處理的及時性,提高了高速公路管理智能化水平與運營效率。如圖3所示,平臺構建的數據倉庫和在線監(jiān)控數據庫能夠及時地對數據進行存儲和管理;數據庫的數據在服務層進行智能分析應用,在AI中臺的中轉之下,實現(xiàn)事件檢測,路況分析,擁堵預測,公路氣象檢測等功能。

　　本項目的成果在抗疫期間也發(fā)揮了積極的作用(見圖4),廣東省領導以及交通廳領導多次通過廣東省高速公路視頻云平臺實現(xiàn)對全省檢疫點的24小時全天候監(jiān)測,為疫情防控科學研判、精準施策提供了有力的支撐。廣東省領導通過本項目成果,詳細了解了防疫檢查、交通疏導和服務保障等工作,并對省際站點春運工作進行了調度部署。項目技術成果的轉化,提升了公眾出行服務水平,據服務器后臺統(tǒng)計,公眾端月訪問次數達12.3萬,平均月訪問人數達7.7萬,在節(jié)假日、惡劣天氣、突發(fā)事件中,為公眾提供了良好的出行體驗。

社會效益與經濟效益

　　(1)該項目構建的省級視頻云平臺,實現(xiàn)了部省聯(lián)網,視頻準實時播放能力縮短至秒級;平臺從被動監(jiān)測向智能感知轉型,提升了應急處置水平。

　　(2)平臺提供輕量級視頻云監(jiān)控服務,讓交通視頻監(jiān)控和監(jiān)控的數據信息真正用起來,打破“信息孤島冶,提升道路監(jiān)管能力和公眾出行服務能力,提升監(jiān)控的數字化、智能化水平。

　　(3)本項目在未來將輔助構建交通全面感知云,提供全時段、無死角的交通感知和信息服務,為智慧交通提前布局。