安全、穩(wěn)定、智能的高速公路視頻運(yùn)維管理技術(shù)

文 | 江西方興科技股份有限公司 陳昭彰

隨著智慧交通工程建設(shè)不斷推進(jìn)，高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)已覆蓋整個(gè)高速公路。但目前在對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)維過(guò)程中，設(shè)備故障主要靠人力巡檢，系統(tǒng)規(guī)模一旦過(guò)大，巡檢周期就會(huì)拉長(zhǎng)，且檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)受人為因素影響很大。尤其當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，經(jīng)常由于人為因素導(dǎo)致無(wú)法正常調(diào)取圖像視頻，嚴(yán)重影響相關(guān)人員的突發(fā)事件響應(yīng)速度。其次，目前設(shè)備模式標(biāo)準(zhǔn)多樣，運(yùn)維服務(wù)商眾多，人員接口復(fù)雜，不便于統(tǒng)一指揮和調(diào)度，不能及時(shí)響應(yīng)維保服務(wù)的需求，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，難以適應(yīng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)維要求，問(wèn)題解決時(shí)效低、不徹底。此外，現(xiàn)行的運(yùn)維服務(wù)主要是解決設(shè)備預(yù)警及故障修復(fù)、處理問(wèn)題，還不能及時(shí)監(jiān)測(cè)到設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

為滿足加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略下的智慧交通服務(wù)需求，保障高速公路的安全暢通，“基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用”項(xiàng)目從“構(gòu)建設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)感知系統(tǒng)、加強(qiáng)重要通道和樞紐數(shù)字化感知監(jiān)測(cè)覆蓋，增強(qiáng)關(guān)鍵路段和重要節(jié)點(diǎn)全天候、全周期運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和主動(dòng)預(yù)警能力”任務(wù)出發(fā)，通過(guò)實(shí)地調(diào)研、設(shè)備故障分析、試驗(yàn)與理論相結(jié)合等方法，開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)、圖像質(zhì)量的盲檢與評(píng)價(jià)技術(shù)及邊緣計(jì)算技術(shù)等研究，實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)處理、信息共享及整合、數(shù)據(jù)管理智能化。

該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和客戶需求，可隨意配置功能模塊，功能搭配靈活、結(jié)構(gòu)拓展方便。

在技術(shù)上利用邊緣計(jì)算模型，將具有計(jì)算能力的硬件單元集成到原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)具有邊緣計(jì)算能力的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)，項(xiàng)目成果具有檢測(cè)效率高、故障檢測(cè)反應(yīng)速度快的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備視頻質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)行狀態(tài)的快速診斷與故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位。同時(shí)，采用圖像處理技術(shù)，可提高目標(biāo)分割和識(shí)別的算法性能，實(shí)現(xiàn)視頻圖像質(zhì)量的盲檢測(cè)與評(píng)價(jià)。

除此之外，該項(xiàng)目以“數(shù)據(jù)鏈”為主線，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建“信息感知層+網(wǎng)絡(luò)傳輸層+智能應(yīng)用層”3層架構(gòu)。依托信號(hào)傳輸協(xié)議讀取各外接攝像機(jī)電能狀態(tài)、交換機(jī)各網(wǎng)絡(luò)端口狀態(tài)，采集數(shù)據(jù)樣本，運(yùn)用狀態(tài)分類算法，建立故障診斷模型，實(shí)現(xiàn)了全方位掌握外場(chǎng)監(jiān)控狀態(tài)、設(shè)備故障智能化感知，以及自動(dòng)修復(fù)部分故障的目的。

該項(xiàng)目取得的成果已應(yīng)用在國(guó)內(nèi)多條高速公路視頻云聯(lián)網(wǎng)工程中，有效解決了高速公路視頻運(yùn)維系統(tǒng)的現(xiàn)狀問(wèn)題，大幅縮短了設(shè)備故障時(shí)間、減少了維護(hù)工作量，有效提升了設(shè)備在線率，解決了外場(chǎng)前端設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)成本高、維護(hù)響應(yīng)不及時(shí)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)前端設(shè)備的精細(xì)化管理和智能化運(yùn)維。該項(xiàng)目成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，滿足高速公路視頻云聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)前端設(shè)備“安全、穩(wěn)定、智能”的運(yùn)維管理需求，科研成果累計(jì)銷(xiāo)售1800余套，取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目產(chǎn)品榮獲“江西省科技廳科學(xué)技術(shù)成果”，被列入南昌市“名優(yōu)創(chuàng)新產(chǎn)品名錄”，經(jīng)專家評(píng)價(jià)，項(xiàng)目成果評(píng)價(jià)為“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先”。

圖1 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)構(gòu)成

圖2 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)硬件外觀

圖4 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)軟件運(yùn)行平臺(tái)