高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)研究

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摘要:介紹了幾種常用的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)，闡述了高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的必要性，從數(shù)字高清、夜視系統(tǒng)、特殊用途系統(tǒng)、視頻儲(chǔ)存技術(shù)、圖像分析軟件等角度，探討了高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的主要思路和措施。

關(guān)鍵詞:高速公路;視頻監(jiān)控系統(tǒng);技術(shù)升級(jí)

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，我國(guó)高速公路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程建設(shè)水平越來(lái)越高，隨之而來(lái)的是高速公路管理方面壓力的提升。目前在我國(guó)各地區(qū)的高速公路中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋面逐步擴(kuò)大，為高速公路管理維護(hù)以及公共交通管理工作給予了極大的支持。隨著高速公路規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大以及管理要求的不斷提升，現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)存在的不足逐漸暴露出來(lái)，因此，在現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)迅速發(fā)展的情況下，有必要對(duì)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)策略進(jìn)行探究。

1目前高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要類型

目前，我國(guó)高速公路的監(jiān)控管理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾代升級(jí)，逐步形成了一個(gè)具有智能水平的綜合性管理控制平臺(tái)，該平臺(tái)由監(jiān)控系統(tǒng)、信息儲(chǔ)存系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)等組成，在高速公路建設(shè)、管理養(yǎng)護(hù)、交通管理等方面發(fā)揮著重要的作用。(1)高速公路運(yùn)行信息平臺(tái)該系統(tǒng)主要是基于綜合性的高速公路控制平臺(tái)，通過(guò)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的收集、處理，通過(guò)各類顯示終端，將高速公路相關(guān)實(shí)時(shí)信息出來(lái)的信息平臺(tái)。的信息主要包括天氣、車(chē)流、故障、安全隱患、違規(guī)信息等，的終端平臺(tái)包括高速公路告示牌、車(chē)載廣播、車(chē)載導(dǎo)航裝置以及智能手機(jī)平臺(tái)等。高速公路運(yùn)行信息平臺(tái)囊括了高速公路運(yùn)行相關(guān)的多種信息類別，通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)顯示終端相連，并且可以支持人們智能終端查驗(yàn)功能［1］?；诖耍藗?cè)诔鲂星翱梢愿鶕?jù)具體情況合理選擇出行路線、時(shí)間等，有助于緩解高速公路通行壓力，提高民眾通行體驗(yàn)，維護(hù)高速公路通行秩序等。(2)全方位的監(jiān)控系統(tǒng)從高速公路使用者角度來(lái)講，高速公路的基本運(yùn)行機(jī)制是人們駕駛汽車(chē)通過(guò)收費(fèi)站進(jìn)入路網(wǎng)行駛，然后再通過(guò)另外的收費(fèi)站繳費(fèi)離場(chǎng)。在整個(gè)行駛過(guò)程當(dāng)中，高速公路全方位的信息監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。該監(jiān)控系統(tǒng)全時(shí)段進(jìn)行圖像監(jiān)控、視頻信息儲(chǔ)存，再結(jié)合人工、自動(dòng)化視頻處理的方式，對(duì)各個(gè)路段不同車(chē)輛進(jìn)行追蹤、故障判定、信息記錄等。同時(shí)，通過(guò)大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，對(duì)車(chē)輛流量進(jìn)行實(shí)時(shí)播報(bào)，便于相關(guān)部門(mén)進(jìn)行交通疏導(dǎo)、違章處理以及公安卡口控制等。(3)裝置系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)在現(xiàn)代高速公路系統(tǒng)當(dāng)中，安裝了大量的機(jī)電自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)信息化設(shè)備和裝置，這些裝置的運(yùn)行狀態(tài)，將直接決定高速公路運(yùn)行管理的穩(wěn)定性和可靠性。裝置系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)主要是針對(duì)高速公路上各類裝置進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)，其通過(guò)軟件診斷處理技術(shù)，對(duì)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、隧道機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，而視頻監(jiān)控是其中至關(guān)重要的組成部分。尤其是在重要機(jī)電設(shè)備、配電系統(tǒng)的監(jiān)控方面，通過(guò)視頻監(jiān)控的方式，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，對(duì)處理裝置火災(zāi)、盜竊問(wèn)題發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［2］?；谘b置系統(tǒng)運(yùn)行管理平臺(tái)，可以在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)派遣技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行處理，降低損失，維護(hù)高速公路正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，還可以通過(guò)大量監(jiān)控信息的收集和處理分析，為高速公路裝置系統(tǒng)升級(jí)和優(yōu)化提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。(4)高速公路事件監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)在當(dāng)前的高速公路系統(tǒng)當(dāng)中，視頻影像監(jiān)控裝置主要分布在收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、路面、隧道、橋梁等位置，通過(guò)全路段的視頻影像系統(tǒng)，結(jié)合DSP信息處理系統(tǒng)，可以對(duì)高速公路各類事件進(jìn)行全面、深入的分析。高速公路全氣候?qū)崟r(shí)影像分析系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)評(píng)估高速公路運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路故障，對(duì)其做到及時(shí)處理，并通過(guò)綜合管理系統(tǒng)對(duì)相關(guān)維護(hù)管理、搶險(xiǎn)部門(mén)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度，維護(hù)高速公路運(yùn)行安全［3］。同時(shí)，隨著多種監(jiān)控系統(tǒng)收集的信息資料不斷積累，高速公路大數(shù)據(jù)庫(kù)就此形成，可以通過(guò)智能化平臺(tái)的自我學(xué)習(xí)能力，進(jìn)一步提高監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用水平。例如，通過(guò)圖像分析技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速公路車(chē)輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)、公路區(qū)域人畜監(jiān)測(cè)、地面障礙物監(jiān)測(cè)、公路區(qū)域火災(zāi)煙霧監(jiān)測(cè)等，再結(jié)合大量視頻圖像的全面分析，有助于消除高速公路管理方面的盲點(diǎn)，為進(jìn)一步有提高高速公路監(jiān)控管理水平，發(fā)揮重要的作用。

2高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的必要性分析

(1)技術(shù)升級(jí)是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，監(jiān)控?cái)z像頭清晰度、系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性、圖像處理與識(shí)別能力全面進(jìn)步，這意味著高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍、監(jiān)控準(zhǔn)確度將進(jìn)一步提升。技術(shù)環(huán)境的整體進(jìn)步，是推動(dòng)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)的基礎(chǔ)動(dòng)力和必然趨勢(shì)。值得一提的是，現(xiàn)代多種技術(shù)的全面發(fā)展，也意味著視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的成本相對(duì)更低，有助于降低相關(guān)系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)的壓力。(2)技術(shù)升級(jí)是高速公路提高管理水平的必然要求在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的大環(huán)境下，高速公路路網(wǎng)越來(lái)越復(fù)雜、工程規(guī)模越來(lái)越大，意味著在高速公路的交通管理、安全管理、日常維護(hù)管理方面的壓力越來(lái)越大。而高速公路本身覆蓋面大、涉及到的環(huán)境影響因素多，全方位管理面臨的挑戰(zhàn)較多。從社會(huì)發(fā)展、環(huán)境發(fā)展的角度來(lái)講，提高高速公路管理水平，是必然趨勢(shì)［4］。而視頻監(jiān)控是所有監(jiān)控手段中最為直觀、有效的方法，并且該方法還可以在高速公路監(jiān)控管理的多個(gè)方面發(fā)揮作用，所以進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)是十分有必要的。(3)技術(shù)升級(jí)有助于構(gòu)建智能化的綜合管理服務(wù)系統(tǒng)在現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展的情況下，很多領(lǐng)域都正在逐步進(jìn)行綜合化管理系統(tǒng)的構(gòu)建。該系統(tǒng)一般由信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)成，是一套高度信息化、自動(dòng)化以及智能化的系統(tǒng)。就高速公路的管理工作而言，視頻監(jiān)控系統(tǒng)所采集的圖像是多種管理監(jiān)控工作實(shí)施的基本資源。因此，通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)優(yōu)化，不僅有助于提升視頻監(jiān)控圖像的清晰度、覆蓋面、抗干擾能力，還能將視頻監(jiān)控與高速公路信息、故障監(jiān)控、安全管理、交通管理以及服務(wù)管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)全覆蓋的綜合性智能管理服務(wù)平臺(tái)。基于該平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的實(shí)時(shí)交互、快速處理、快速響應(yīng)，進(jìn)一步提高高速公路的管理服務(wù)水平。

3高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的主要思路和措施

(1)IP數(shù)字高清技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)有的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，采用的主要是高清模擬攝像機(jī)設(shè)備，該系統(tǒng)在實(shí)際使用中存在一定的局限性。因此，可以通過(guò)IP數(shù)字高清技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備矩陣、顯示及信息保存處理裝置進(jìn)行升級(jí)。具體是配置像素大于200萬(wàn)的高清攝像頭，改善原有模擬平臺(tái)圖像分辨率過(guò)低的現(xiàn)狀［5］。如今我國(guó)很多地區(qū)高速公路已有傳輸平臺(tái)的主干、支線光纜能用芯數(shù)余量較大，并且通信覆蓋面較廣，說(shuō)明其能夠承載高清化、信息化視頻圖像的傳輸壓力。在監(jiān)控中心系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)將模擬、SDI、IP技術(shù)裝置進(jìn)行組合，形成綜合化的高清數(shù)字影響處理系統(tǒng)。目前，部分地區(qū)已經(jīng)初步構(gòu)建了IP數(shù)字高清視頻管理系統(tǒng)，并配置了IP－SAN系統(tǒng)的大容量?jī)?chǔ)存結(jié)構(gòu)矩陣。隨著技術(shù)的進(jìn)一步升級(jí)，未來(lái)將逐步淘汰現(xiàn)有的模擬、SDI裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)的綜合性管理系統(tǒng)。也就是說(shuō)，未來(lái)的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)將充分融合高清視頻編碼軟件、GPS定位軟件、大容量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)以及新興的5G無(wú)線傳輸系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路的智能化監(jiān)控，在故障預(yù)警、交通管理、道路維護(hù)等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。(2)視頻儲(chǔ)存系統(tǒng)的改造升級(jí)隨著高速公路管理水平的提高，現(xiàn)有的視頻儲(chǔ)存系統(tǒng)容量小、提取速度慢、銜接性較差的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。為此，技術(shù)單位應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的數(shù)字大容量保存技術(shù)，對(duì)DVR儲(chǔ)存裝置進(jìn)行逐步替換，提高視頻信息儲(chǔ)存的效率、穩(wěn)定性、安全性和應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，通過(guò)視頻診斷處理技術(shù)，對(duì)各類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提升高速公路運(yùn)維工作的效率和質(zhì)量，并為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步升級(jí)打好基礎(chǔ)［6］。(3)特殊用途攝像機(jī)的配置眾所周知，在高速公路的運(yùn)行管理中，雨霧天氣、煙塵等氣候環(huán)境因素對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行將產(chǎn)生不利影響，不利于高清視頻圖像的捕捉。針對(duì)這種情況，需要逐步對(duì)攝像探頭進(jìn)行升級(jí)，在特定環(huán)境中使用具有透霧功能的攝像頭，實(shí)現(xiàn)相關(guān)路段的全時(shí)段監(jiān)測(cè)。而大風(fēng)、雷雨天氣可能會(huì)導(dǎo)致視頻監(jiān)控探頭、線路裝置受到不利影響，因此要采用具有較強(qiáng)防抖、防雷能力的設(shè)備裝置，提高系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。(4)升級(jí)夜視系統(tǒng)夜間監(jiān)控是當(dāng)今高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)比較薄弱的部分，而夜間也是高速公路事故發(fā)生率較高、違規(guī)現(xiàn)象較多的時(shí)段［7］。為此，一方面在重點(diǎn)路段、區(qū)域要使用具有夜視功能的高清攝像探頭，實(shí)現(xiàn)全時(shí)段的高清監(jiān)控;另一方面要使用紅外激光夜視軟件，可以對(duì)夜間捕捉到的視頻圖像進(jìn)行處理，提高清晰度。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高速公路作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要交通工程，無(wú)論是公路工程管理、機(jī)電信息系統(tǒng)管理還是交通管理，都需要用到視頻監(jiān)控系統(tǒng)。隨著高速公路工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，交通路網(wǎng)復(fù)雜程度越來(lái)越高，高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)面臨的管路壓力越來(lái)越大。為此，要基于現(xiàn)代高速公路管理、維護(hù)、服務(wù)的相關(guān)要求，通過(guò)積極使用IP高清技術(shù)、升級(jí)儲(chǔ)存系統(tǒng)、采用特殊用途攝像設(shè)備，構(gòu)建覆蓋高速公路全路段以及多個(gè)管理模塊的綜合化監(jiān)控管理系統(tǒng)，為提高高速公路管理服務(wù)水平，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者：邱暾 單位：遼寧艾特斯智能交通技術(shù)有限公司