高清視頻監(jiān)控技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用及管理

陳小鵬

摘 要：近些年，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)高速公路管理系統(tǒng)也在飛速發(fā)展，并引入了高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以保證高速公路的安全運(yùn)行。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括控制、傳輸、監(jiān)控和情報(bào)板4個(gè)重要部分，它們能夠清晰地顯現(xiàn)出高速公路的實(shí)時(shí)路況信息。簡(jiǎn)要分析了高清視頻監(jiān)控技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，以期為日后的工作提供參考。

關(guān)鍵詞：高清視頻監(jiān)控；高速公路；采集設(shè)備；傳輸設(shè)備

中圖分類號(hào)：U495；TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.147

高速公路建設(shè)對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要。為了保證人們的行車安全，特將高清視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于高速公路管理系統(tǒng)中。這樣，管理人員就能夠?qū)崟r(shí)了解高速公路的路況。由此可知，高清視頻監(jiān)控技術(shù)在推動(dòng)高速公路發(fā)展的過程中也起到了非常重要的作用。

1 視頻監(jiān)控的作用分析

在高速公路管理系統(tǒng)中引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠讓管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路況信息，并搜集、整理它們。高清圖像可以真實(shí)地顯示高速公路上車輛的行車狀態(tài)。這樣做，不僅為路況管理工作提供了便利，還為車輛違章行為、交通事故等的處理提供了視頻證據(jù)。在高速公路管理工作中，使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)有非常重要的意義。為了確保信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，不僅要保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠24 h穩(wěn)定運(yùn)行，還要克服野外作業(yè)時(shí)遇到的困難，提高監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行能力，防止外界因素影響監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

2 高清視頻的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在高速公路管理工作中，過去的標(biāo)清視頻經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圖像不清楚的情況，所以，無法有效辨識(shí)車牌信息，不能明確交通事故發(fā)生時(shí)的實(shí)際情況。這主要是因?yàn)樵谖覈?guó)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像的清晰程度僅為D1標(biāo)準(zhǔn)，根本不能為其提供清晰度較高的視頻錄像。所以，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路管理工作中十分重要。對(duì)于同一個(gè)監(jiān)控目標(biāo)，D1視頻單幅圖的像數(shù)是40萬，720 P視頻單幅圖的像數(shù)是90萬，1 080 P視頻單幅圖的像數(shù)可達(dá)200萬。因此，在使用高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可以將廣角鏡頭安裝在高清攝像機(jī)上，這樣就可以視頻監(jiān)控2～4倍標(biāo)清攝像機(jī)的監(jiān)控范圍，進(jìn)而獲得高清晰度的圖像。也就是說，只需要一臺(tái)攝像機(jī)就可以達(dá)到使用2～4臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的效果。這樣做，不僅大大提高了工作人員的工作效率，還減少了維護(hù)工人的工作量。

3 高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成

筆者有幸參加了福銀高速公路三明段視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造工程。在工作過程中，根據(jù)具體的改造方案，將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、網(wǎng)絡(luò)核心作為三層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)硬盤存儲(chǔ)的主要部件。

3.1 高清圖像采集設(shè)備

在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，高清圖像采集設(shè)備是非常重要的組成部分之一。為了真實(shí)地分析、還原監(jiān)控目標(biāo)，必須提高視頻采集設(shè)備的清晰度和分辨率，而且其色彩度也必須要高?，F(xiàn)階段，高清圖像采集設(shè)備主要有HD-SDI高清攝像機(jī)和高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)2種。其中，HD-SDI高清攝像機(jī)是利用特定的格式將采集到的高清信號(hào)封裝起來，然后再將數(shù)據(jù)對(duì)外傳送出去。這種高清圖像采集設(shè)備的主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)非壓縮傳輸，而且傳輸安全系數(shù)高。雖然利用HD-SDI高清攝像機(jī)采集到的視頻信息還原出來后不會(huì)失真，但是，它也有缺點(diǎn)。因?yàn)閳D像不會(huì)被壓縮，所以，傳輸數(shù)據(jù)占用的寬帶較大，傳輸距離也有限。如果需要遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，就必須改造傳輸設(shè)備，并利用高清壓縮設(shè)備將這種高清圖像采集設(shè)備采集到的圖像作相應(yīng)的壓縮處理，以最終保存下來。但這樣一來，會(huì)增加投資成本。而高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)則有效避免了這些問題。它可以在攝像機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，也可以利用普通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這種高清圖像采集設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是占用帶寬小、傳輸距離遠(yuǎn)，不需要封裝數(shù)據(jù)。但是，它也有缺點(diǎn)，即安全性不高，在傳輸過程中容易受到外界因素的干擾。此次改造工程選用了性能優(yōu)越的200萬像素高清高速網(wǎng)絡(luò)球機(jī)、200萬像素高清網(wǎng)絡(luò)槍式攝像機(jī)和200萬像素高清網(wǎng)絡(luò)半球式攝像機(jī)等。

3.2 高清視頻傳輸設(shè)備

應(yīng)用高清視頻傳輸設(shè)備就是為了將采集到的視頻信息傳送到監(jiān)控中心。目前，用于高清視頻傳輸?shù)脑O(shè)備較少，主要有HD-SDI視頻傳輸?shù)母咔骞舛藱C(jī)等。一般來說，HD-SDI高清攝像機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸占用帶寬1 G以上，數(shù)據(jù)傳輸占用帶寬8～16 M。在此次改造工程中，分中心視頻以太網(wǎng)核心交換機(jī)（三層）的轉(zhuǎn)發(fā)速率達(dá)到了100 Mpps以上，能夠擴(kuò)展24個(gè)千兆光纖接口，完全滿足了工程需要。

3.3 高清監(jiān)視器

目前，經(jīng)常使用的監(jiān)視器接口有DVI、SDI等型號(hào)。在使用HD-SDI高清攝像機(jī)時(shí)，應(yīng)該配備相應(yīng)的HD-SDI高清監(jiān)視器。

4 高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的分辨率、色彩和清晰度都優(yōu)于標(biāo)清系統(tǒng)，但是，需要投入的資金也比較多。因此，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況選擇相應(yīng)的設(shè)備，在重點(diǎn)區(qū)域安裝高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，合理設(shè)置高清和標(biāo)清視頻監(jiān)控區(qū)，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性之間的平衡，進(jìn)一步提高高速公路的管理質(zhì)量和水平。此外，還可以在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、外場(chǎng)監(jiān)控重點(diǎn)區(qū)域等位置安裝高清監(jiān)控系統(tǒng)，并將高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝在重要位置，使整個(gè)高速公路的監(jiān)控畫面變得更加清晰，以彌補(bǔ)標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的不足，減少投入的資金量，有效提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用率。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高清視頻監(jiān)控技術(shù)將會(huì)被引入高速公路管理工作中。但是，因?yàn)槟壳斑@項(xiàng)工作需投入較多的資金，所以，管理人員可以將具體工作與實(shí)際情況相結(jié)合，將其安裝在重點(diǎn)位置，以進(jìn)一步提高高速公路的管理效率，更好地推動(dòng)我國(guó)高速公路管理事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕