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随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路设施管理系统也在日益完善。作为其重要组成部分的高速公路视频监控系统在经历了传统的模拟视频监控系统、数字视频监控系统后，正逐步向网络化、信息化、智能化的方向发展。同时，随着各省份内高速公路路网的逐步形成，路网内临近路段之间的相关性越来越大，在各路段之间实现视频资源的共享和互控就显得尤为必要。联网以后的高速公路视频监控系统视频资源增多、用户增多，如何对多级服务器级联后形成的分级分域进行有效管理成为亟待解决的问题。本论文首先介绍了高速公路视频监控系统的发展现状和发展趋势，针对联网以后视频监控系统提出的新需求，在分析对比传统流媒体分发架构的基础上，提出了基于C/M/S模式的高速公路视频监控系统架构，并重点介绍了多级实时流媒体分发服务器的构建与实现。分析研究了在大规模并发访问下，为充分减小各级服务器网络负担同时提高流媒体数据分发和转发的实时性，服务器分发和接收端接收所做的设计与实现，以及多级服务器级联下各级服务器之间的连接管理工作。最后，论文阐述了整个系统的测试工作，包括测试环境、测试内容与测试结果；分析研究并解决了测试过程中遇到的流媒体传输丢包问题；最终，经过系统测试和验收测试，系统各项功能和性能都达到了预期目标。目前，整个系统已实际应用于高速公路监控中，并且运行稳定。