发信人: courieryboo (小凡·每天灌水多一些...), 信区: DC
标  题: 可视化网络技术在公路交通运输中的应用
发信站: BBS 水木清华站 (Wed May 24 16:34:28 2000)

摘　要：通过针对可视化网络的前沿技术和公路交通运输的业务需求分析，提出了采用
广域网络多媒体技术实现交通运输的现代化综合管理体系，给出了基于SDH／SONET的业
务应用运作模式，并列举了一些可在此平台上实现的交通运输新系统。
关键词：可视化；广域网络；交通；运输；多媒体
分类号：TN919.2; U495　　　文献标识码：A
文章编号：1007-4112(2000)01-0063-03
Application of Multi-medium WAN in Highway Transport
SUN Da-yao　ZHANG Zhao-hua
（Department of Commuter, Xi′an Highway University, Xi′an 710064, China）
Abstract：The new technology of multi-medium networks and business system of
 highway transport is analyzed. The new modern scheme of highway transport w
ith multi-medium WAN and operating model based SDH/SONET is set up. Some new
 systems of highway transport based these layers is listed.
Key words：IP-VIDEO； WAN; communication; transport; multi-medium▲
　　随着信息时代的到来，全球正处在一个Internet大发展的热潮中。网络的应用已逐
步从Email、FTP、HTTP等文本或超文本的离散媒体传播形式，而逐步发展到IP-AUDIO、
IP-PHONE、IP-VIDEO、IP-TV等多种媒体的交互应用。一个明显的趋势已经初露端倪，即
电信网络将不再是传统意义上的电信技术、广播电视网络也将不再是传统的广播网络。
同样，计算机网络亦将赋有新的内涵。因此，宽带综合业务网络(B-ISDN)将成为以上3网
的共同追寻目标。
　　由于中国的高速公路正处于建设高潮，但对于成网后的高速公路实施怎样的业务管
理则成为一个突出的问题。显然，现行的机电系统或工程无法解决远程视讯调用、广域
实时数据交换等问题，而这一切必然要依赖广域的计算机网络系统。在数据、话音、图
像三类数据中，当属连续媒体即实时图象及话音的控制最为困难，但这却恰恰是高速公
路管理必需的。本文从广域平台建设切入，着眼于可视化网络的构造及应用，采用先进
的网络视频技术，给出一个可实现上述目标的技术分析及方法，得到一个广域高速路网
络的管理模型。
1　现代网络对多媒体应用的技术支持
1.1　数字化多媒体与有关技术标准
　　数字化多媒体是一个由计算机控制的文本、图形、静态或动态的图象、动画、声音
以及其它媒体的集合，其目的或意义是为了实现计算机与计算机网络环境下的多媒体应
用。
　　传统电话采用模拟信道，频带宽度是300～3 400 Hz，按照标准PCM编码其数字化传
输速率为64 kbps。采用一些算法，可以将语音信号压缩至32 kbps以及4 kbps或更低。
事实上，压缩语音要比压缩图象更加困难。由于图象信号占用频带宽度较大，品质不同
其应用场合也不相同。传统的电视频带为5 MHz左右，而目前人们正在为之努力的高清晰
度电视(HDTV)则约需125 MHz带宽。显然，要想在网络上传输图象，前提是对其数据进行
压缩。表1给出了主要的视频应用和性能标准。
　　从表1中可以看出，HDTV为了提高电视清晰度，将行数和列数及每秒帧数均作了大幅
度的提高，其所要占用传输容量亦较大，目前尚处于研究阶段。而对于一般的视频应用
则基本以3 Mbps为限。
表1　数字视频应用和标准［1］
应用种类 性能或技术
标准 数字化
(未压缩) MPEG1
(压缩) MPEG2
(压缩)
视频会议 288×352/
5～10 fps — 112 kbps 32 kbps
(进行中) —
电视(视频) 625行/25 fps
(PAL制)、525行
/30fps(NTSC制) 约80 Mbps 1.2 Mbps 2～4 Mbps
视频录象机
(VCR) 350行/25 fps
(PAL)/30 fps
(NTSC) — 1.2 Mbps —
高清晰度
电视(HDTV) 1　920×1　080
/60 fps 2 000 Mbps — 25～30 Mbps
1.2　高速网络类型及技术支持
　　现代网络的建设必须要考虑文本、超文本、实时音频、视频的多媒体传输与交换，
这其中以视频传输对网络的要求为最，它本身占有较大的频带宽度，从而需要较高的网
络传输速率来支持。多媒体所需的理想环境既要有高速的广域主干网络也要有高速的局
域用户支干网络。表2给出了目前广域主干网络的主要性能。可以确信，下述3种方案的
传输速率还将进一步大幅度提高。
表2　主干高速网络的种类及技术性能［2］
类　型 传输速率 QOS 连接方式 交换方式 传输介质
千兆以太网 1　000 Mbps 较差 任意点到任
意点，无连接 帧交换 光纤、UTP5
ATM 155/622/
2 488 Mbps 多种 点到多点，
面向连接 信元交换 光纤、UTP5
SDH/
SONET 155/622/
2 488 Mbps 单一 点到点，
面向连接 帧交换 光纤
　　对于实时多媒体的应用，首先要保证对连续媒体传播的优先级，既所谓的QOS(Qual
ity of Server)，在这一点上ATM有着较强的优势。当然，千兆以太网的发展很快，并正
在制定相应的QOS方案。
　　值得一提的是，千兆以太网与ATM既可作为广域网络构造主干，也可以作为局域网络
接入一般用户。由于SDH与PDH的通信连接还是基于电路传递模式，它无法适应面向终端
用户的任意速率业务，它只能算做是窄带的综合数据业务网N-ISDN，即所谓的2B+D(2×
64 kbps+16 kbps)。N-ISDN解决了话音和数据的综合，但由于带宽有限不能传输宽带视
频信号，因此这种综合是有限的。事实上，高速以太网与ATM几乎就是局域网络的必选方
案。
　　就目前应用来讲，由于ATM融合了电路传递模式高速化的优点，简化了分组通信中的
协议，在交换节点上不再对信息进行差错控制，大大提高了通信处理能力。此外，由于
ATM提供了用户网络接口——UNI和网络节点接口——NNI，从而ATM的接入即可以作为主
干网络的接入也可以作为一般用户的接入，并且可以采用不同的用户速率上连，所以它
实现了端到端的高速综合业务连接，将成为实现宽带综合数据业务网(B-ISDN)的核心技
术。在上海已实现了ATM155 Mbps主干和用户终端上的25 Mbps视频会议应用，最大可开
设视频会议窗8个。
2　中国现行公路交通管理的应用系统框架
　　中国现行的高速公路运行与管理体系主要由以下4大模块构成：通信系统、收费系统
、监控系统和供电照明系统。无庸质疑，面向现代交通运输管理的应用网络框架将以通
信系统为基础，并构造出新模式下的收费系统、监控系统乃至计算机网络系统。图1给出
了现行高速公路上的光接入通信系统的主要构造模式，系统多以单模光纤为传输介质，
采用准同步数字体系(PDH)或同步数字体系(SDH)，沿线构筑34 Mbps～622 Mbps的高速光
纤链路，主要承载沿线程控交换机(PSTN)信道即业务电话系统和沿途各站点车速、流量
、等数据信号的传输。
图1　高速公路光接入通信系统
　　现行的管理应用方式主要有以下3种：
　　(1)本地的图象监控
　　对道路的出入口、隧道、桥梁、收费站等车辆出行点，采用现场摄象机进行实地拍
摄，并将信号送至监控中心。但需要指出的是，视频信号多采用专门介质进行的单向VC
R等级的模拟传输。也就是说，该系统无交互性能且传输介质不可以复用，所以其视频信
号的传输基本上都是本地传输而无法获知远端图象信号。
　　(2)紧急电话
　　每间隔1 km在道路两则设置紧急救助电话，向事故求助者提供专用的通信话路。该
系统多为专用铜线电缆连接，采用模拟的程控交换机技术。
　　(3)数据采集及发布
　　采用多种传感器，检测公路沿途的车速、流量、可视度、温度、风速等，并采用可
变情报板给出沿途气候、区段、限速等状态信号。采集信号可在PDH/SDH/SONET光纤网络
加载传输，在监控室通过铜缆接口G.703转换成RS323信号送入计算机。
　　由以上分析可看出，由于现行系统与其它业务应用没有充分的融合，通信系统的应
用效率很低，具有很大的扩展空间。同时，由于现代交通运输的迅速发展，许多新业务
有待采用新技术去挖掘。我们面临着一个严肃的命题：根据我们逐渐明晰的业务新需求
，如何使用现有网络技术和我们已有的通信资源去构造现代化的交通运输综合管理体系
。
3　用可视化网络构造现代交通运输综合管理体系
　　目前视频应用主要有2种：①基于网络的监控系统；②网络之上的视频会议。由表1
知，2种应用对系统的容量要求不一样，通常在视频监控采用VCR的品质，所以需要较高
的数据传输能力。事实上，交通运输行业的许多视频监控就是采用非数字化的VCR标准，
并备之以长效录象机进行备份。
　　对于许多高速路段和交通场站，由于已经架设了基于单模光纤之上的PDH/SDH/SONE
T通信设备，显然我们可以认真研究采用ATM+SDH或SMDS+SDH的组合方案来实现沿途各个
站场的广域视频监控，进而逐步实现在此基础上的端到端的视频交互式应用以及建立计
算机应用的网络平台。图2给出了这些应用的隶属层次关系。
图2　基于SONET之上的应用结构［3］
　　基于中国交通运输信息网络——CTInet之上的各类应用，是针对未来新业务、新需
求服务的。按照图2的应用层次划分模式，归纳在广域数据交换应用平台和广域视频应用
平台上的职能和作用。
3.1　计算机一般应用平台
　　(1)网络化不停车收费系统：借助广域网络技术，实现大区域内行车不停车收费管理
，此乃实现“一卡到底”的必然手段。
　　(2)高速公路货物运输的EDI系统。
　　(3)CTInet专业数据库群或数据仓库的资源共享。
　　(4)异地货运网络配载系统：采用广域网络的实时数据交换技术，在网上服务器实现
自主交易，以大幅度减少空载率。
　　(5)一般Internet资源享用：WWW、FTP、Email、NEWS、GOPHER等。
3.2　可视化应用平台
　　(1)广域视频集成监控系统：对公路沿线收费站点、道口、桥梁、隧道等实施VCR等
级的广域监控。
　　(2)视频会议系统：根据会议需要，实现广域实时交互式图象语音传播(5～10帧/s)
。
　　(3)视频图象的远程调用：网络上的高级用户，可根据工作需要远程调用交通现场的
图形或图象信号，以便及时进行决策。
　　(4)视频数据播发：重要视频信息，可根据要求通过网络向有关领导及部门进行数据
播发，以及时反映基层运作状况。
　　(5)视频点播系统(VOD)。
3.3　物理平台
　　信息时代的技术基础是计算机网络，确切讲是人们正在创造的高性能可视化网络。
我们追寻着HDTV技术，追寻着网络的多媒体应用以及三网合一的实现。当然，中国的交
通行业也不会例外，我们应该在高性能可视化网络之上构造现代化的交通运输管理系统
，确立有中国特色的智能化运输系统——ITS。
责任编辑：郭庆健■
作者简介：孙大跃（1958-），男，山东莱州人，西安公路交通大学副教授
作者单位：孙大跃（西安公路交通大学　计算机系，陕西　西安　710064）
　　　　　张华（西安公路交通大学　计算机系，陕西　西安　710064）
参考文献：
［1］FRANCOIS Fluckiger. 网络多媒体开发与应用［M］.北京：机械工业出版社，199
7.
［2］苏金树，卢锡城.高性能计算机网络技术［M］.北京：电子工业出版社，1996.
［3］吴承治，徐敏毅.光接入工程［M］.北京：人民邮电出版社，1998.
收稿日期：1999-01-10
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梧桐身旁的浮云里 飘出一弯朦胧的月亮    *        *
清清淡淡的月光 静静地飘落在我身旁         ●
在寂寞的晚上 我就是一只音乐虫子      ^^   *
飞呀飞呀找不到爱发源的地方... ...
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