高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)

張少虹

摘 要：高速公路視頻檢測(cè)技術(shù)是信息化和智能化進(jìn)程中的一次非常好的挑戰(zhàn)，對(duì)于高速公路安全行駛具有非常大的實(shí)踐意義。故本文重點(diǎn)從高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)以及目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于視頻檢測(cè)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】高速公路 視頻檢測(cè)系統(tǒng) 信息采集

高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)采用各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中的各種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，全面有效的記錄各類(lèi)交通信息。視頻檢測(cè)系統(tǒng)具有非常多的優(yōu)勢(shì)，包括視頻檢測(cè)產(chǎn)品的共同優(yōu)勢(shì)和自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。各類(lèi)通用檢測(cè)產(chǎn)品的共同優(yōu)勢(shì)主要是檢測(cè)的范圍廣，安裝運(yùn)行過(guò)程中不存在干擾，維護(hù)方便，維護(hù)價(jià)格低同時(shí)具有可視性。而高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：增強(qiáng)了多種技術(shù)的功能，比如車(chē)輛跟蹤技術(shù)，數(shù)據(jù)處理軟件等方面。同時(shí)，這些新功能的實(shí)施經(jīng)過(guò)了有效的論證，具有可行性。通過(guò)該視頻檢測(cè)系統(tǒng)的使用可以有效的完善道路交通管理系統(tǒng)，為保障道路安全具有非常大的意義。

1 高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析和原理探討

分級(jí)處理方式的實(shí)施便利了視頻檢測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸以及處理工作，同時(shí)還有效的降低了通訊成本。分析高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要通過(guò)四個(gè)部分來(lái)有效完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理以及顯示和發(fā)布工作。這四部分包括：信息采集的子系統(tǒng)、視頻處理器、視頻檢測(cè)上位軟件以及監(jiān)控中心視頻檢測(cè)總站。

1.1 信息采集子系統(tǒng)

全天候?qū)崟r(shí)不間斷的拍攝規(guī)定范圍內(nèi)的車(chē)輛運(yùn)行圖像是信息采集子系統(tǒng)的主要任務(wù)。該系統(tǒng)的主要設(shè)備就是視頻高清攝像頭。通過(guò)該視頻高清攝像頭來(lái)拍攝路段內(nèi)的車(chē)道交通流行狀況，并記錄并傳輸?shù)教幚砥?，通過(guò)處理器進(jìn)行處理。

1.2 視頻處理器

視頻處理器是高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)的最關(guān)鍵設(shè)備，也是整個(gè)原理流程的核心內(nèi)容。視頻高清攝像頭所拍攝的錄像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭曨l處理器，視頻處理器通過(guò)各類(lèi)圖形處理技術(shù)，各類(lèi)計(jì)算方式，將得到的參數(shù)進(jìn)行處理，并得到需要的信息。同時(shí)，該處理器在處理信息的時(shí)候，考慮了各種客觀因素，包括天氣狀況，光線條件等等。所以，該處理器其先進(jìn)性是可以有效保障的。

1.3 視頻檢測(cè)上位軟件

展示檢測(cè)的各類(lèi)結(jié)果，并和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，同時(shí)和各類(lèi)用戶(hù)進(jìn)行有效的交流是上位軟件的主要功能。該上位軟件主要包括應(yīng)用軟件和設(shè)置軟件，通過(guò)該軟件，保障系統(tǒng)有效的交換，和結(jié)果的有效展示。

1.4 監(jiān)控中心視頻檢測(cè)總站

監(jiān)控中心視頻檢測(cè)總站起到匯總各分站圖像信息以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的功能。通過(guò)該總站可以有效的切換各類(lèi)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息和視頻圖像，視頻檢測(cè)上位軟件是其核心部件。

視頻檢測(cè)系統(tǒng)采用事件算法檢測(cè)和車(chē)輛跟蹤檢測(cè)兩種有效方式，保障了其準(zhǔn)確性?；驹砜磪⒄障聢D。在高速上停車(chē)，由于堵車(chē)而排隊(duì)，占用緊急通道是目前高速公路頻發(fā)的事件。視頻處理器一旦檢測(cè)到這些信號(hào)就會(huì)通過(guò)上位軟件進(jìn)行記錄這些事件，并有效地定位事件的位置，并將警告信號(hào)發(fā)布出去。這就是所謂的車(chē)輛跟蹤事件檢測(cè)。具有非常好的使用價(jià)值。同時(shí)，在使用的上位軟件中也加載了事件檢測(cè)算法，通過(guò)該算法可以匯總各類(lèi)交通流量，車(chē)輛速度等等信息，通過(guò)對(duì)這些信息進(jìn)行算法分析，從而得到出發(fā)會(huì)發(fā)生停車(chē)，排隊(duì)等事件。如果通過(guò)算法分析得出會(huì)發(fā)生事件，就發(fā)出警告信號(hào)。這就是所謂的事件算法檢測(cè)。

2 高德威公司視頻檢測(cè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

目前，高速公司檢測(cè)系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，如何及時(shí)有效的獲得交通運(yùn)行信息；其次是如何有效的將信息用到監(jiān)控中。這是制約目前高速公路檢測(cè)系統(tǒng)的兩大難題?，F(xiàn)在很多使用的檢測(cè)系統(tǒng)都沒(méi)有較好的解決這兩個(gè)問(wèn)題。由于交通信息延遲的存在導(dǎo)致了目前高速公路管理效率降低。而目前高德威公司設(shè)計(jì)的高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)恰恰有效的解決了如何及時(shí)獲得交通運(yùn)行信息同時(shí)如何將信息用于監(jiān)控的問(wèn)題。該視頻檢測(cè)系統(tǒng)給出了解決這兩個(gè)問(wèn)題的有效方案。該系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：檢測(cè)范圍非常廣；可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)更新交通流信息；可以對(duì)事件進(jìn)行有效的檢測(cè)與警告；合理的對(duì)信息進(jìn)行處理、顯示與界面化設(shè)計(jì)；將交通信息進(jìn)行有效的發(fā)布。

2.1 檢測(cè)范圍非常廣

檢測(cè)范圍和區(qū)域非常廣泛是該視頻檢測(cè)系統(tǒng)的第一大特點(diǎn)，其范圍為：攝像機(jī)架高度在10米的情況下，其檢測(cè)范圍高達(dá)200米。

2.2 可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)更新交通流信息

可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)更新交通流信息是視頻檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。本系統(tǒng)在信息檢測(cè)上的主要優(yōu)勢(shì)在于：設(shè)計(jì)先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)更新。

2.3 可以對(duì)事件進(jìn)行有效的檢測(cè)與警告

事件信息的準(zhǔn)確性是系統(tǒng)檢測(cè)的重要指標(biāo)，而該系統(tǒng)通過(guò)雙重的檢測(cè)方法：事件算法檢測(cè)以及車(chē)輛跟蹤事件檢測(cè)來(lái)有效的保障準(zhǔn)確性，這樣通過(guò)對(duì)事件的有效檢測(cè)與警告保障得出的信息準(zhǔn)確無(wú)誤。

2.4 合理的對(duì)信息進(jìn)行處理、顯示與界面化設(shè)計(jì)

將各類(lèi)得到的運(yùn)行參數(shù)信息通過(guò)收費(fèi)站傳輸?shù)奖O(jiān)控處理中心，再對(duì)各類(lèi)信息進(jìn)行處理。保障可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)更新交通流信息。

2.5 將交通信息進(jìn)行有效的發(fā)布

交通信息主要是面向兩類(lèi)用戶(hù)進(jìn)行發(fā)布的，即高速公路管理者和高速公路駕駛員。

2.5.1 面向高速公路管理者的信息發(fā)布

主要是在各收費(fèi)點(diǎn)和監(jiān)控中心，通過(guò)站處理機(jī)和視頻檢測(cè)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)界面向高速公路管理者顯示檢測(cè)到的交通流信息。

2.5.2 面向高速公路駕駛員的信息發(fā)布

檢測(cè)到的交通流信息在傳到監(jiān)控中心視頻檢測(cè)服務(wù)器后，由監(jiān)控中心負(fù)責(zé)向路段上的可變情報(bào)板發(fā)布交通流量、事件、擁擠、服務(wù)水平等信息。

3 國(guó)內(nèi)外研究及現(xiàn)狀

從1984年第一條高速公路——滬嘉高速公路問(wèn)世到現(xiàn)在已有32年了，這期間，我國(guó)的高速公路系統(tǒng)快速發(fā)展，全國(guó)各地被各類(lèi)大型高速公路覆蓋。同時(shí)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)也從無(wú)到有，不斷的發(fā)展，各類(lèi)適合我國(guó)高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)也不斷的問(wèn)世，來(lái)監(jiān)控著我國(guó)高速公路的行駛安全。各類(lèi)監(jiān)控系統(tǒng)層出不窮，同時(shí)各種具有創(chuàng)新的項(xiàng)目也在不斷設(shè)計(jì)進(jìn)行中。但在看到我國(guó)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)成果的同時(shí)，也要認(rèn)識(shí)到目前我國(guó)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)還存在一些問(wèn)題。在正視問(wèn)題，認(rèn)識(shí)問(wèn)題后，并對(duì)問(wèn)題加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)更加合理有效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是目前我國(guó)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)必須要面對(duì)的技術(shù)問(wèn)題。

目前，我國(guó)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)取得的成績(jī)主要包括，大部分高速公路都已經(jīng)形成路網(wǎng)，監(jiān)控的路段和范圍也越來(lái)越廣，同時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心也越來(lái)越多，實(shí)現(xiàn)了集體聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的要求。

早在20世紀(jì)70年代，國(guó)外就開(kāi)始對(duì)視頻檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，主要是加州Jet Propulsion實(shí)驗(yàn)室首次嘗試對(duì)車(chē)輛檢測(cè)，并取得了一定的成績(jī)。從此以后，國(guó)外很多國(guó)家開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究，發(fā)展迅速，并都取得了一定的成績(jī)，其中Autoscope視頻檢測(cè)系統(tǒng)比較著名。而后，隨著技術(shù)的更加發(fā)達(dá)，科技的更加進(jìn)步，各類(lèi)高技術(shù)含量的監(jiān)控系統(tǒng)不斷問(wèn)世。目前高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)在國(guó)外以及趨于成熟，并在實(shí)踐中得到了有效的應(yīng)用。比如，國(guó)漢城奧林匹克高速公路、紐約Gowanus快速路、香港機(jī)場(chǎng)隧道等都進(jìn)行了應(yīng)用，并且使用非常成功。

4 結(jié)論

高速公路視頻檢測(cè)系統(tǒng)就是通過(guò)各類(lèi)視頻信息的采集，對(duì)其進(jìn)行處理和分析，以此來(lái)有效的監(jiān)控高速車(chē)流情況的一項(xiàng)技術(shù)服務(wù)。高速公路視頻檢測(cè)技術(shù)是信息化和智能化進(jìn)程中的一次非常好的挑戰(zhàn)，對(duì)于高速公路安全行駛具有非常大的實(shí)踐意義。

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作者單位

廣東省輕工業(yè)高級(jí)技工學(xué)校 廣東省廣州市 510315