【安防知識(shí)網(wǎng)】2008年一場罕見的暴風(fēng)雪引發(fā)一場交通應(yīng)急的建設(shè)探討，其情況的特殊在于暴風(fēng)雪的出現(xiàn)和中國的春運(yùn)發(fā)生在同一時(shí)間，平時(shí)通過高速公路承擔(dān)的運(yùn)力因?yàn)槁访姹鶅龆鵁o法發(fā)揮，鐵路本身又難以負(fù)擔(dān)這多余的運(yùn)力。

交通應(yīng)急指揮建設(shè)勢在必行
        2008年一場罕見的暴風(fēng)雪引發(fā)一場交通應(yīng)急的建設(shè)探討，其情況的特殊在于暴風(fēng)雪的出現(xiàn)和中國的春運(yùn)發(fā)生在同一時(shí)間，平時(shí)通過高速公路承擔(dān)的運(yùn)力因?yàn)槁访姹鶅龆鵁o法發(fā)揮，鐵路本身又難以負(fù)擔(dān)這多余的運(yùn)力。

        中國改革開放的30年也是中國要素流動(dòng)解放的30年，勞動(dòng)力、能源等按照比較優(yōu)勢的分配結(jié)果從中西部源源不斷地涌向東部，帶動(dòng)了中國交通的發(fā)展。中國的整體交通尤其公路交通在近五年發(fā)展迅速。然而硬件設(shè)施上去了，相關(guān)配套方案卻仍未跟上。如何在出現(xiàn)意外事件時(shí)，進(jìn)行早介入、早處理，統(tǒng)一協(xié)調(diào)、分配道路資源？在一場大雪之后，交通應(yīng)急指揮聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的建設(shè)顯得尤為迫切。

《公路交通突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》構(gòu)架組織體系 
        如何建設(shè)一套簡潔、有效的應(yīng)急指揮體系，交通運(yùn)輸部總結(jié)了2008年抗擊低溫雨雪冰凍災(zāi)害和汶川特大地震抗震救災(zāi)經(jīng)驗(yàn)，對《公路交通突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》進(jìn)行了修訂，提出了應(yīng)急指揮組織體系。

        公路交通應(yīng)急組織體系由國家級(jí)（交通運(yùn)輸部）、省級(jí)（省級(jí)交通運(yùn)輸主管部門）、市級(jí)（市級(jí)交通運(yùn)輸主管部門）和縣級(jí)（縣級(jí)交通運(yùn)輸主管部門）四級(jí)應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)組成。

        國家級(jí)公路交通應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)包括應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組、應(yīng)急工作組、日常管理機(jī)構(gòu)、專家咨詢組、現(xiàn)場工作組等。省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)交通運(yùn)輸主管部門可參照本預(yù)案，根據(jù)各地的實(shí)際情況成立應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)，明確相關(guān)職責(zé)。[nextpage]

交通應(yīng)急監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)建設(shè)路在何方 
        有專家認(rèn)為公路交通運(yùn)輸應(yīng)急保障能力還需進(jìn)一步提高，“我們可以有特種部隊(duì)，可以有專業(yè)的救援隊(duì)伍，進(jìn)行快速搶通與救援行動(dòng)，而我們?yōu)槭裁床豢梢钥紤]建設(shè)一支能夠快速搶通救援的公路交通領(lǐng)域特種隊(duì)伍？”但是即便是有一支交通搶修特種部隊(duì)，也一定要一套高效的應(yīng)急指揮IT系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的支撐。

        交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)中監(jiān)控圖像接入和視頻遠(yuǎn)程指揮無疑是最重要的兩個(gè)部分，它就像人類的視覺系統(tǒng)和大腦分析系統(tǒng)，可以起到事先判斷分析、事后取證的作用，同時(shí)起到遠(yuǎn)程支持、遠(yuǎn)程會(huì)商的作用。以下重點(diǎn)對交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)中監(jiān)控部分進(jìn)行分析。

        為了增加對各路段的監(jiān)控，傳統(tǒng)分散的前端監(jiān)控將逐漸發(fā)展成網(wǎng)狀監(jiān)控，隨著規(guī)模的逐漸加大，交通應(yīng)急聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控建設(shè)帶來幾個(gè)思考：

1.監(jiān)控建設(shè)模式如何適應(yīng)大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用？ 
        交通的監(jiān)控圖像系統(tǒng)原先都是分散在各個(gè)部門自己建設(shè)，采用的建設(shè)模式也各種各樣，傳統(tǒng)模式主要在前端（如路段）采用模數(shù)結(jié)合方案，然后利用收斂比通過部分編碼器上傳到監(jiān)控中心。

 
圖2  高速公路監(jiān)控傳統(tǒng)建設(shè)模式

        這種模式僅僅適合小規(guī)模應(yīng)用，可以進(jìn)行光端機(jī)、同軸電纜部署；一旦規(guī)模擴(kuò)大，在路段監(jiān)控分中心勢必出現(xiàn)布線復(fù)雜、維護(hù)困難等問題。應(yīng)采用全I(xiàn)P監(jiān)控方案，可以簡化布線，把視頻轉(zhuǎn)變成IP信號(hào)后通過IP網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一承載。[nextpage]

2.在規(guī)模監(jiān)控時(shí)，如何加強(qiáng)對全路段的管理？ 
        傳統(tǒng)監(jiān)控前端存在模擬、數(shù)字兩套系統(tǒng)，維護(hù)困難；通常只上傳4～8路圖像，難以進(jìn)行全網(wǎng)監(jiān)控，對于大規(guī)模公路交通監(jiān)控管理乏力；而且很難與遠(yuǎn)程視頻指揮系統(tǒng)進(jìn)行整合。

        全I(xiàn)P監(jiān)控可以完整管理包括交換、傳輸、存儲(chǔ)、信息安全產(chǎn)品在內(nèi)的整套系統(tǒng)；完善的視頻系統(tǒng)管理軟件（VM)可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)分域統(tǒng)一配置管理，極大提高系統(tǒng)的可管理可維護(hù)性，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)降低管理維護(hù)成本。

3.如何提高道路沿線部署光纖的利用率？ 
        為了提高監(jiān)控力度，對道路沿線的路況、氣候條件等了解更加清楚，勢必要加大監(jiān)控密度，在沿線每一公里處增加監(jiān)控點(diǎn)成為目前高速公路監(jiān)控建設(shè)的新要求。

        模式1點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)組網(wǎng)

圖1  道路監(jiān)控傳統(tǒng)星型組網(wǎng)

        傳統(tǒng)監(jiān)控一般采用點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)組網(wǎng)模式，該模式邏輯上是星型結(jié)構(gòu)；但為每個(gè)邏輯點(diǎn)單獨(dú)鋪設(shè)光纜造成極大的資源浪費(fèi)，光纖利用率低，嚴(yán)重影響視頻監(jiān)控的廣泛部署。[nextpage]

        模式2接力總線級(jí)聯(lián)數(shù)字視頻光端機(jī)組網(wǎng)

圖2  接力總線級(jí)聯(lián)數(shù)字視頻光端機(jī)組網(wǎng)

        由于是接力模式，因此在不帶光開關(guān)保護(hù)的情況下，某一個(gè)節(jié)點(diǎn)斷電會(huì)影響下一節(jié)點(diǎn)對中心的通訊。該模式最大可支持16個(gè)總線節(jié)點(diǎn)數(shù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只支持一路視頻源上傳；技術(shù)上可以做到前端機(jī)互換，實(shí)際操作中，為了增加鏈路可靠性，必須采用光保護(hù)開關(guān)，而光保護(hù)開關(guān)是廠家按（光鏈路）訂單生產(chǎn)，備件的不可互換性嚴(yán)重影響制約了接力總線級(jí)聯(lián)光端機(jī)的發(fā)展。

        模式3光纖自愈環(huán)方案

圖3  光纖自愈環(huán)方案

        ONU在傳輸光口板內(nèi)置檢測模塊，對發(fā)光數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)斷路的情況，將傳輸鏈路重新連接，形成新的傳輸路徑，保證視頻傳輸?shù)目煽啃?。一般環(huán)網(wǎng)只支持8個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳統(tǒng)應(yīng)用在骨干鏈路，在接入端采用環(huán)網(wǎng)方案需要占用ONU的計(jì)算，易帶來系統(tǒng)的不穩(wěn)定。[nextpage]

        模式4EPON（無源光網(wǎng)絡(luò)）接入方案

 
圖4  EPON接入方案

        該模式中OLT是EPON光網(wǎng)絡(luò)的終結(jié)，上行為以太網(wǎng)鏈路，支持32級(jí)。采用的分光器、ONU都是標(biāo)準(zhǔn)器件，便于工程實(shí)施；在傳輸干線無單點(diǎn)故障點(diǎn)；同時(shí)避免了光纖資源浪費(fèi)，節(jié)省成本、維護(hù)方便。

        對于前面兩種光端機(jī)模式目前在高速公路沿線監(jiān)控應(yīng)用正逐漸減少，對于后面兩種光纖自愈環(huán)和EPON方案簡單對比如下：

         乍一看，環(huán)網(wǎng)技術(shù)符合高速公路需求，可以防止光纖破壞的情況，但是其實(shí)由于高速公路部署特性，環(huán)路與樹狀對于高速公路的光纖部署來說，損壞是一樣的，因?yàn)椴粫?huì)破壞其中一芯光纖。光纖環(huán)網(wǎng)一般應(yīng)用在系統(tǒng)的骨干，在接入端應(yīng)盡量簡單、高效，以免對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、性能造成影響。相比之下，EPON方案采用單纖鏈狀部署，符合高速公路的需求，同時(shí)工程部署、售后維護(hù)都十分方便。

4.如何保證前端錄像的可靠性，并能做到及時(shí)響應(yīng)，把事故現(xiàn)場的圖像及時(shí)回放？ 
        傳統(tǒng)的監(jiān)控方案采用DVR硬盤錄像機(jī)進(jìn)行圖像保存，但這種方式存在很多不足，因而被更加先進(jìn)、成熟的磁盤陣列存儲(chǔ)所取代。[nextpage]

         在采用SAN磁盤陣列存儲(chǔ)時(shí)，存在兩種技術(shù)路線，一種是流媒體服務(wù)器＋磁盤陣列SAN模式，一種是IPSAN模式，前端編碼器直接輸出iSCSI的存儲(chǔ)流寫入到磁盤陣列IPSAN中。

        采用流媒體服務(wù)器＋磁盤陣列SAN模式，需要在服務(wù)器上進(jìn)行文件封裝，文件方式操作，在流媒體轉(zhuǎn)換為文件過程中易丟失數(shù)據(jù)，同時(shí)受操作系統(tǒng)影響易感染病毒導(dǎo)致文件不可用；服務(wù)器系統(tǒng)資源開銷大，視頻流帶寬變大后，視頻服務(wù)器壓力變大。另外，由于需要進(jìn)行文件封裝，一旦出現(xiàn)意外事件需要回看歷史圖像時(shí)需要等待文件封裝完畢。

        采用編碼器直接輸出iSCSI存儲(chǔ)流存入磁盤陣列IPSAN中，如圖5所示。

 
圖5  IP SAN存儲(chǔ)模式

[nextpage]        端到端的直接寫入，工作穩(wěn)定系統(tǒng)可靠。存儲(chǔ)設(shè)備可以任意布置。特別是系統(tǒng)擴(kuò)展，視頻編碼設(shè)備碼率變化后對系統(tǒng)壓力影響小。裸數(shù)據(jù)寫入，系統(tǒng)資源開銷少，磁盤利用率高。

        采用iSCSI直接存儲(chǔ)，支持秒級(jí)回放，滿足應(yīng)急情況需求，可以及時(shí)看到最短1分鐘前發(fā)生的意外事件現(xiàn)場的歷史圖像，為盡快處理意外事件爭取寶貴時(shí)間。

5.如何進(jìn)行傳輸通道的備份？ 
        交通應(yīng)急還要考慮到鏈路中斷情況下如何利用衛(wèi)星通信進(jìn)行備份傳輸，同時(shí)可以結(jié)合WiMAX、點(diǎn)對點(diǎn)/點(diǎn)對多點(diǎn)無線微波補(bǔ)充技術(shù)實(shí)現(xiàn)鏈路傳輸。

        一旦發(fā)生傳輸鏈路中斷，傳統(tǒng)的有線方式恢復(fù)需要較長時(shí)間，而采用無線方式可在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)傳輸鏈路。衛(wèi)星通信是最可靠的一種無線傳輸方式，相對成本較高，在山區(qū)、丘陵等區(qū)域比較合適；平原地帶可以利用WiMAX等技術(shù)進(jìn)行有效的鏈路補(bǔ)充。

        隨著交通尤其高速公路的快速發(fā)展，未來對全國交通指揮系統(tǒng)響應(yīng)速度的要求越來越高，全國性高速公路指揮中心的建設(shè)很必要，它應(yīng)該與各省路政、交警甚至司乘形成一張立體網(wǎng)，能及時(shí)對氣候和路況做出第一反應(yīng)。在規(guī)劃省交通應(yīng)急指揮中心甚至跨省區(qū)域的應(yīng)急指揮中心時(shí)，就勢必首先需要把前端的視頻監(jiān)控一起聯(lián)網(wǎng)。在出現(xiàn)事故的緊急情況下，能夠快速響應(yīng)，協(xié)調(diào)各方資源同時(shí)盡快通告司機(jī)們選擇適合的道路通行。

 
圖6  交通應(yīng)急聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

        交通應(yīng)急建設(shè)將打破原有的交通系統(tǒng)各前端監(jiān)控的封閉建設(shè)，迎接一場統(tǒng)籌規(guī)劃、大聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控時(shí)代的到來。