视频联网监控平台调度与管理机制研究

论文摘要

随着国民经济的篷勃发展,公路担负着国民经济大动脉的重任,而高速公路以“高速”的突出优势成为公路运输的主要交通设施。作为高速公路使用者和管理者,对高速公路的基本要求就是安全、通畅、舒适。采用视频监控对高速公路运行状态及其交通设施和交通环境的监视与控制,是实现高速公路运行管理,保障行车安全和道路通畅的重要手段。本文以江苏省高速公路系统的实际需求为背景,依托在交通系统专网上的应用,基于视频联网监控平台(Video Networked Monitoring Platform,简称VNMP)之上,并结合几种常见监控系统模式的优缺点及平台建设的需求特点,研究并提出了平台上的调度与管理机制。项目以“监控管理域”的划分与赋权为基本管理思想,实现了视频资源的共享及有效利用。在拓扑结构设计中,VNMP采用分布式C/S(客户端/服务器)构架;在系统组织中,按照功能将VNMP划分成授权服务器,流媒体服务器和调用服务器三部分,分别负责系统的维护、视频媒体流的获取和转发以及视频图像在客户机上的软件解码播放;在工作模式上,各个VNMP之间可以进行多级视频转发,对不同辖区内的视频资源进行共享。论文主要研究分析了平台的管理模式及视频资源的调度过程。其中主要包括:平台的总体架构、监控域及管理层次的划分、平台工作模式、数据的管理与维护、视频资源调度算法及命令协议的设计等。同时,针对系统中涉及的数字视频,视频压缩编码,硬件解码和软件解码,流媒体,网络通信等方面的技术进行了理论分析和应用设计。经过实验室环境及现场实地环境的多次测试与调试,本研究完成了系统的开发及调度与管理策略的实施,并根据VNMP在两种环境中的运行状况,给出了测试结果和性能评价。最终本系统在江苏省高速公路网的实际工程环境中投入实用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 视频监控的发展
• 1.1.2 视频监控系统的应用
• 1.2 研究的意义与目的
• 1.3 研究的内容与目标
• 第二章 调度与管理机制相关技术分析
• 2.1 调度管理策略分析
• 2.1.1 以矩阵为核心的视频联网监控（矩阵系统）
• 2.1.2 以DVR 为核心的视频联网监控（DVR 系统）
• 2.1.3 以网络编解码器为核心的全数字监控（全数字系统）
• 2.1.4 以软解码器为基础的视频联网监控方案
• 2.2 流媒体特性分析
• 2.2.1 流媒体QoS 的要求
• 2.2.2 影响流媒体QoS 的因素
• 2.3 视频压缩编码标准简述
• 2.3.1 MPEG-X 系列
• 2.3.2 H.26X 系列
• 2.4 视频解码技术
• 2.4.1 视频编解码器
• 2.4.2 硬件解码及效能分析
• 2.4.3 软件解码及效能分析
• 2.5 视频联网监控平台（VNMP）建设需求特点
• 第三章 视频联网监控平台（VNMP）调度与管理机制设计
• 3.1 VNMP 主要功能
• 3.2 VNMP 总体架构
• 3.2.1 VNMP 总体框架
• 3.2.2 VNMP 业务流程
• 3.2.3 VNMP 逻辑结构
• 3.3 VNMP 管理模式
• 3.3.1 监控管理域
• 3.3.2 管理层次
• 3.3.3 VNMP 权限设计
• 3.3.4 VNMP ID 命名规则
• 3.3.5 VNMP 数据管理
• 3.3.6 VNMP 工作模式
• 3.4 视频资源调度算法
• 3.5 VNMP 通讯协议设计
• 3.5.1 命令格式
• 3.5.2 协议参数说明
• 3.5.3 命令类型
• 3.5.4 错误代码
• 3.6 命令通道路由设计
• 3.7 数据通道路由设计
• 3.8 视频录像与回放
• 3.9 云镜控制
• 3.10 异常处理
• 第四章 VNMP 的开发与调度管理机制的实施
• 4.1 用户授权服务器
• 4.1.1 功能分析
• 4.1.2 数据库设计
• 4.1.3 运行界面
• 4.2 流媒体发布服务器
• 4.2.1 功能实现
• 4.2.2 工作流程
• 4.2.3 核心代码
• 4.3 视频调用服务器
• 4.3.1 功能实现
• 4.3.2 运行界面
• 第五章 系统测试和性能评价
• 5.1 实验环境下的测试
• 5.1.1 测试环境
• 5.1.2 测试结果与运行评价
• 5.2 工程环境下的实用评价
• 5.2.1 工程环境
• 5.2.2 实用评价
• 5.3 测试结论
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢