高速公路服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與研究

付振

摘 要 我國高速公路事業(yè)發(fā)展迅速，高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)日益完善，現(xiàn)有的高速公路服務(wù)區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)的不完善已經(jīng)不能適應(yīng)信息化發(fā)展的要求。本文首先介紹國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出我國服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控的不足，進而針對服務(wù)區(qū)出入口進行智能監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行分析與研究，設(shè)計和實現(xiàn)了服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控系統(tǒng)，精確分析出入服務(wù)區(qū)的交通信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)車流量統(tǒng)計、車輛類別統(tǒng)計、高頻車輛統(tǒng)計等系統(tǒng)需求，對高速公路服務(wù)區(qū)的信息化建設(shè)具有重要的實際意義。

關(guān)鍵詞 高速公路；服務(wù)區(qū)出入口；智能監(jiān)控系統(tǒng)

引言

根據(jù)交通運輸部發(fā)布《2014年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計表公報》顯示，截止2014年底，我國公路總里程446.39公里，其中高速公路里程11.19萬公里。目前，高速公路網(wǎng)絡(luò)在各省市的建設(shè)已經(jīng)基本成形，通過將這些交通網(wǎng)絡(luò)以各種形式相互連接進而形成一個全國范圍的高速路網(wǎng)。由于各個公路子網(wǎng)之間聯(lián)系越來越緊密，過去對路網(wǎng)的監(jiān)控主要以單點監(jiān)控實現(xiàn)，這種方式已不能滿足當前的需求，需要逐步過渡到全路網(wǎng)的監(jiān)控，其中采用智能視頻監(jiān)控的方式如何更好地運用于高速公路服務(wù)區(qū)也越來越重要，高速公路網(wǎng)絡(luò)的迅猛增長對公路交通行業(yè)各部門的管理要求越來越高[1]。

1 國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

高速公路服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：第一代“全模擬”，到第二代“部分數(shù)字化”，再到第三代“全數(shù)字化”系統(tǒng)。目前，絕大多數(shù)高速公路服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本上還處于部分數(shù)字化階段。隨著通信方式、網(wǎng)絡(luò)帶寬、芯片處理能力和存儲容量的不斷發(fā)展，以及視頻圖像事件處理技術(shù)的日益成熟，追求“全數(shù)字”視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“嵌入式、低功耗、處理本地化、網(wǎng)絡(luò)化”成為大勢所趨。

其中，決定全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)運行的關(guān)鍵技術(shù)主要有：通信網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)處理技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)集成技術(shù)、視頻圖像智能分析處理技術(shù)、智能電源管理技術(shù)及聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控管理技術(shù)等。

“全數(shù)字”智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開放性、集成性、安全性、靈活性的特點，也是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用模式和發(fā)展方向的現(xiàn)實需求。

從國外的發(fā)展情況看，西方各國的視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大同小異。隨著智能運輸系統(tǒng)（ITS）概念[2]的提出，綜合運用計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)，西方發(fā)達國家已經(jīng)從原來由單一的計算機集中處理方式發(fā)展為多計算機功能分散的計算機網(wǎng)絡(luò)處理方式，從而提高系統(tǒng)可靠性，程序編制的便捷性，且易于維護和功能擴展。

從國內(nèi)的發(fā)展情況看，我國高速公路交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)處于起步階段，運用水平參差不齊，在這一領(lǐng)域的研究基本上還處于對國外研究成果的介紹和學(xué)習(xí)階段。這主要是由于經(jīng)濟、環(huán)境等各方面因素的影響，并且對其重要程度認識不夠。

由于國外等發(fā)達國家對監(jiān)控系統(tǒng)的研究及發(fā)展起步較早，并結(jié)合多年實際應(yīng)用，其解決方案已經(jīng)十分完善，并且有較高的信息化與智能化程度。相比之下，中國的高速公路雖然發(fā)展速度很快，但是由于起步較晚，與國外的監(jiān)控系統(tǒng)的差距仍較大。監(jiān)控系統(tǒng)沿線設(shè)備的布置難以滿足后期的運行管理需要，運行管理的智能化深入程度不夠，智能化監(jiān)控系統(tǒng)的使用水平也不高，依然亟須在此方面進行研究與發(fā)展。

2 服務(wù)區(qū)監(jiān)控現(xiàn)狀及存在問題

經(jīng)過大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前許多高速公路服務(wù)區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)于高速公路服務(wù)區(qū)發(fā)展的初級階段，高速公路服務(wù)區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)也因此不是很健全和完善。光端機+視頻矩陣成為主要的監(jiān)控方式。經(jīng)過一定時期建設(shè)之后，早期服務(wù)區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)可以在一定程度上滿足一般性的視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求。但面對服務(wù)區(qū)信息化的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)存在諸多局限和問題：

⑴監(jiān)控設(shè)施不完善，不能滿足無盲點覆蓋；

⑵監(jiān)控體系較雜亂，既有已經(jīng)過時的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，又同時存在數(shù)字智能視頻監(jiān)控。因此，系統(tǒng)之間的融合變得較為困難；

⑶各業(yè)務(wù)部門集中各自的監(jiān)控資源，較難完成不同部門之間的共享；

⑷數(shù)據(jù)承載平臺與各系統(tǒng)一一對應(yīng)，使得設(shè)備等資源得到浪費使用；

⑸監(jiān)控系統(tǒng)的管理和維護較分散，不利于整體的效率性。

由以上目前監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題可知，目前服務(wù)區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)并不能達到信息化建設(shè)的目標。而高清化、標準化、智能化、無線化和集成化將會是未來的服務(wù)區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的方向[3]。

3 服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案

針對服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，其中的監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)是重中之重：包括出入口高清圖像抓拍技術(shù)、車牌識別和車型分類技術(shù)等。

服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案的內(nèi)容為三原服務(wù)區(qū)內(nèi)視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)改造，設(shè)計目標主要是加強服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控，同時兼顧加油站、停車區(qū)域、超市、餐廳等的視頻監(jiān)控。監(jiān)控圖像上監(jiān)控室，并且在集團可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)服務(wù)區(qū)現(xiàn)場視頻查看。整個服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控示意圖如圖1所示。

服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控設(shè)備主要包括，前端攝像機（快球與半球）、傳輸光電纜、圖像存儲設(shè)備（硬盤錄像機）、圖像顯示設(shè)備。

總體設(shè)計依據(jù)如下：

⑴ 陜西高速集團關(guān)于服務(wù)區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計委托書。

⑵《交通工程質(zhì)量檢驗評定標準》JTG F80/2-2004

⑶《計算機場地技術(shù)要求》GB2887-87

⑷《電氣裝置安裝工程驗收規(guī)范》GBJ232-82

⑸《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052-95

視頻監(jiān)控圖像通過服務(wù)區(qū)出入口攝像設(shè)備獲取，最終傳輸至監(jiān)控室進行查看和存儲監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置硬盤錄像機、視頻工作站、2層以太網(wǎng)交換機。所有圖像進入硬盤錄像機錄像，最終在硬盤錄像機上顯示所有圖像。視頻工作站負責(zé)抓拍數(shù)據(jù)的匯總及統(tǒng)計。

4 結(jié)論

本文首先介紹國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出我國服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控的不足，進而針對服務(wù)區(qū)出入口進行智能監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行分析與研究，設(shè)計了服務(wù)區(qū)出入口智能監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠精確分析出入服務(wù)區(qū)的交通信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)車流量統(tǒng)計、車輛類別統(tǒng)計、高頻車輛統(tǒng)計等設(shè)計需求，對高速公路服務(wù)區(qū)的信息化建設(shè)具有重要的實際意義。

參考文獻

[1]姚慶春.高速公路智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的分析與評價[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2014：31-35.

[2]王震宇，黃衛(wèi)，陸毅.中國智能運輸系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展研究[J].東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2001，31（03）：85-89.

[3]王駿明.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備研究[D].西安：長安大學(xué)，2013：44-44.