[訊息論壇] ICE Messaging Forum 翁穎晰
<應用篇> 多呈現端即時視訊方案在交控中心的應用
台北縣交控中心位於縣府行政大樓 9 樓，對全縣的重要交通路口作適當的控管，並藉由傳輸訊號的顯示，調整尖峰交通流量及疏解交通壅塞。目的是讓原本以各鄉鎮市為主題的交通規劃，有全縣性的指導體系，透過中央系統的指導，讓縣交通隊的警力調度更有效率。
我們從上面的描述當中可以察覺，交控中心除了需將各路口的感應線圈、車輛計數器所得到的數據傳回中心 、在監控台上顯示交通流量資料外，也須搭配現場視訊的應用，在中心就能夠監看所有路口 CCTV 所傳回的即時視訊。
由於電腦螢幕尺寸有所限制，實務上超過 16 支攝影機的視訊就不適宜在同一螢幕上監看，必須採取多螢幕監視方案。同時，為滿足用路人資訊的需求，各路口即時視訊也需要在交控中心資訊網上讓公眾可以查看，也就是說，這是一個多資訊源、多接收端的典型案例。
以往這類專案，主承包商會將視訊接取、發佈、多螢幕系統、以及網站需求分開，找尋多個適合的下包廠商提供軟硬體設備，再協同進行整合工程。這種做法行之多年，也為主承包商帶來不少困擾：
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視訊信號除了在現場端必須以 DVR 記錄下來之外，在中心端也需要進行彙整記錄，但是直接將中心端的影像資料庫發佈給外界，除了會造成效能的降低之外，也會帶來資訊安全的威脅。
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國產多螢幕系統的軟硬體技術，趕不上微軟等國外原廠的腳步，在更新和升級上的表現稍弱。
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影像接取、發佈軟硬體和多螢幕系統分屬不同的廠商提供，在整合上需要付出更多的技術與溝通成本；廠商配合態度與產品彈性更決定了專案的成敗與否。
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多個產品供應商，代表的是各種產品的狀態記錄 (Status log) 彼此獨立，彙整監控有困難。
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以交控中心的需求為例，全台北縣有 2,600 個路口，意味著整個視訊監控系統必須有足夠的擴充彈性 ，以因應需求的擴充，這對參與的各方都是嚴厲的挑戰。
有鑑於此，本案主承包商立皓科技就找上艾揚，利用艾揚科技 ICE Automation Solution 中的「多呈現端 即時視訊方案」來解決上述之問題。
註：甚麼是 ICE Automation Solution？敬請期待後續電子報介紹。
甚麼是艾揚「多呈現端即時視訊方案」？
簡單的說，這是一個專門針對 DVR 接取、視訊廣播發佈、多種呈現端需求所發展出來的解決方案，由視訊廣播伺服器、多螢幕系統伺服器、整合監控台、 與影像瀏覽元件等四種軟硬體所組成。
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圖三、系統架構 |
- 視訊廣播伺服器 (Video Broadcasting Server)
以艾揚科技的 iPush® Server 即時訊息中介軟體為基礎，搭配影像解譯模組，以 Publish/Subscribe 機制進行影像數據的分派與廣播，接收端只需訂閱即可收到影像，不需再用專屬的解譯元件解開。雖然影像傳輸所需的頻寬遠較一般的數據傳輸要大得多，但是在 Publish/Subscribe 機制之下，保留給影像傳輸使用的連線頻寬得以大幅降低。
此外，艾揚科技的視訊廣播伺服器可以採取叢集架構 (Clustering) 進行容量擴充，面對可能的數千或上萬視訊點連接需求，已經有了萬全準備。
- 多螢幕系統伺服器 (Multi-display Server)
使用 Linux 系統，效能穩定，足以支撐多個 VGA 視訊輸出 (實際數量由影像卡與插槽數量決定)。具備 VGA 視訊輸出分配管理軟體，可讓管理者動態調整螢幕輸出的形式。由於完全採用 TCP/IP 網路架構，視訊廣播伺服器搭配多部多螢幕系統伺服器的使用，可以讓架設多螢幕系統變成是隨時隨地都可以做的事情，所能搭建的電視牆尺寸也沒有限制。
- 整合監控台 (Integrated Monitoring Console)
具備同時線上監測和離線監測功能，管理者在工作時間可以線上即時監測全系統的狀態，遇到異常可以迅速判斷、處理；也可以打開系統狀態 Log 檔，查看在非工作時間全系統是否有出現異常狀態。
整合監控台所監測的範圍有視訊廣播伺服器、多螢幕系統伺服器、網路、Socket、影像數據收發狀態等等，讓管理者一目了然，可以有效地監督系統運作狀態。
- 影像瀏覽器元件 (Image Viewer)
如 Java Applet，可以直接嵌在網頁上的輕量化元件，不需要另外下載安裝 Plug-in 軟體，外界觀眾只需打開網頁，就可以開始觀看即時畫面。
我們認為，和「多呈現端即時視訊方案」局部功能雷同的產品在市場上不少，但是都是零散在各個廠商手上，並沒有一個 具一致性、能夠讓整合商一次購足的解決方案出現；好處是各部分的產品都能專精發展，壞處則是增加了整合門檻。
以本案為例，包括了 DVR、視訊廣播發佈伺服器、多螢幕系統、網際網路等範疇，如果採取以往的方式分包進行，對於主承包商來說，專案工程品質的控管就是個不小的負擔，能否順利結案已是問題，更遑論後續的營運維護 ；這也是為何會有「多呈現端即時視訊方案」出現的緣由。
本專案目標是先將位於台北縣府周圍的 CCTV 和 DVR 所獲影像資料接進交控中心機房，再接到多螢幕系統和網 頁伺服器，分別提供交控中心人員監控所需，以及外界人員瀏覽之用。日後再陸續編列預算，將規模擴大到全縣。
艾揚科技配合主包商針對客戶需求進行系統部署、修改與調校，整個專案從 6 月中與立皓科技接洽開始，至 7 月中上線運轉，所花工作時間不到 1 個月，可說相當的順利。
整體系統的運行方式如下：
一. 系統由前端陸續建置的 9 部 CCTV 攝影機開始，經由視訊電纜分別接入現場 6 部網路 DVR (AXIS 2460)，類比視訊在此轉換為 Motion JPEG 數位視訊信號 。
二. 被轉換的 Motion JPEG 數位視訊信號，透過 VPN 接入交控中心的機房，分別送往視訊廣播伺服器和中心端影像資料庫。
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圖四、機櫃景象—密密麻麻的 VGA 信號線 |
三. 視訊廣播伺服器接收 Motion JPEG 數位視訊信號後進行解碼，再將解碼後的影像檔同時發送。
四. 訂閱影像的多螢幕系統伺服器和嵌在網頁上的影像瀏覽元件就可以無秒差地收到，多螢幕系統伺服器再分配給多張影像卡，以 VGA 信號輸出到各個螢幕上。
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圖五、 多螢幕系統伺服器 (Multi-display Server) |
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圖六、 台北縣交控中心的電視牆 |
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圖七 / 圖八、電視牆畫面 |
五. 整合監控台則是隨時測試各伺服器、Socket、網路的狀態，監管者可由監控台畫面得到即時的狀態報告，並可將狀態記錄成 Log 檔以備調閱。 若有問題發生，管理人員即可迅速判斷出問題點，並採取有效的處理步驟。
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圖九、影像廣播伺服器狀態的監控畫面 |
六. 另一方面，整個系統建置在防火牆內，外界人員只能透過交控中心資訊網上所嵌入的影像瀏覽元件 (Java Applet) 收到即時影像資料，並可設定播映時間長短；同時，視訊廣播伺服器本身有多層的存取權限控管，得以有效的滿足業主對於資訊安全的要求。
本專案在互惠、愉快的氛圍下順利完成了。一如預期中的，採用艾揚科技的「多呈現端即時視訊方案」，主承包商可以一次購足所有需要的系統，並且大幅節省了整合工程所需要的溝通和技術成本，同時能確保專案品質，充分降低無法結案的風險。
主承包商立皓科技對這次的合作成果相當滿意，更為後續雙方再次合作預留了頗佳的契機。
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圖十、 艾揚科技與夥伴立皓科技合作愉快 |
誠如前面所提到的，光台北縣就有 2,600 個路口，如果預算能夠順利編列下來，後續還有相當大的系統擴充需求 。
對艾揚科技「多呈現端即時視訊方案」而言，系統擴充彈性絕對能滿足業主的需求，同時還能保有中心統一監控 全系統狀態的能力，這是本方案的獨到之處。
就我們所預期，「多呈現端即時視訊解決方案」可以應用在許多領域，交控中心只是其中的一種。
像目前全台灣各大都會區大多有專款輔助，讓各鄰里佈建安全監視系統 (以 CCTV 為主流)。這些 CCTV 只要經過連接，很容易就可以拓展成為都會區的安全監視網絡，由警察局勤務中心集中監視，隨時掌握各轄區的治安狀況，保障民眾的人身財產安全。
另外，目前戶外大型全彩 LED 看板的應用已經日漸普遍，可以在各國道的休息站、加油站、甚至收費站設立路況看板，讓行車旅客可以了解前面的路況。這方面的應用，艾揚科技已經在統籌規劃當中， 被納入「多呈現端即時視訊解決方案」中的一部。
未來是否還可能將 MPEG-4 類型的信號設備也納入「多呈現端視訊解決方案」？只要市場有需要，艾揚從未排除這個可能。雖然 Motion-JPEG 的視訊方案市場會多少受到 MPEG-4 系統的侵蝕，但是由於 MPEG-4 系統有太多的專屬 CODEC、Protocol、以及軟體問題，系統整合複雜度會更高。或許在全新建置案和小系統案件裡問題還不明顯，一旦碰到像交控中心這種案子，整合工程的問題就會讓涉及在內的人頭痛萬分。不過，只要 MPEG-4 市場能夠回歸到開放的路途，艾揚科技就會準備好。
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