高速公路视频监控系统技术升级研究
发布时间：2020-11-12
摘要:介绍了几种常用的高速公路视频监控系统，阐述了高速公路视频监控系统技术升级的必要性，从数字高清、夜视系统、特殊用途系统、视频储存技术、图像分析软件等角度，探讨了高速公路视频监控系统技术升级的主要思路和措施。
关键词:高速公路;视频监控系统;技术升级
随着现代社会经济持续发展，我国高速公路工程建设规模不断扩大，工程建设水平越来越高，随之而来的是高速公路管理方面压力的提升。目前在我国各地区的高速公路中，视频监控系统的覆盖面逐步扩大，为高速公路管理维护以及公共交通管理工作给予了极大的支持。随着高速公路规模的进一步扩大以及管理要求的不断提升，现有的视频监控系统技术存在的不足逐渐暴露出来，因此，在现代视频监控技术、网络信息技术迅速发展的情况下，有必要对高速公路视频监控系统的技术升级策略进行探究。
1目前高速公路视频监控系统的主要类型
目前，我国高速公路的监控管理系统经过几代升级，逐步形成了一个具有智能水平的综合性管理控制平台，该平台由监控系统、信息储存发布系统、信息处理系统等组成，在高速公路建设、管理养护、交通管理等方面发挥着重要的作用。
(1)高速公路运行信息发布平台该系统主要是基于综合性的高速公路控制平台，通过各项数据的收集、处理，通过各类显示终端，将高速公路相关实时信息发布出来的信息发布平台。发布的信息主要包括天气、车流、故障、安全隐患、违规信息等，发布的终端平台包括高速公路告示牌、车载广播、车载导航装置以及智能手机平台等。高速公路运行信息发布平台囊括了高速公路运行相关的多种信息类别，通过公共网络与各个显示终端相连，并且可以支持人们智能终端查验功能[1]。基于此，人们在出行前可以根据具体情况合理选择出行路线、时间等，有助于缓解高速公路通行压力，提高民众通行体验，维护高速公路通行秩序等。
(2)全方位的监控系统从高速公路使用者角度来讲，高速公路的基本运行机制是人们驾驶汽车通过收费站进入路网行驶，然后再通过另外的收费站缴费离场。在整个行驶过程当中，高速公路全方位的信息监控系统发挥重要作用。该监控系统全时段进行图像监控、视频信息储存，再结合人工、自动化视频处理的方式，对各个路段不同车辆进行追踪、故障判定、信息记录等。同时，通过大量数据的实时分析，对车辆流量进行实时播报，便于相关部门进行交通疏导、违章处理以及公安卡口控制等。
(3)装置系统运行管理平台在现代高速公路系统当中，安装了大量的机电自动化、网络信息化设备和装置，这些装置的运行状态，将直接决定高速公路运行管理的稳定性和可靠性。装置系统运行管理平台主要是针对高速公路上各类装置进行监控的系统，其通过软件诊断处理技术，对高速公路收费系统、通讯系统、隧道机电设备等进行状态监测，而视频监控是其中至关重要的组成部分。尤其是在重要机电设备、配电系统的监控方面，通过视频监控的方式，可以及时发现异常情况，对处理装置火灾、盗窃问题发挥着至关重要的作用[2]。基于装置系统运行管理平台，可以在发现异常情况时及时派遣技术人员对其进行处理，降低损失，维护高速公路正常运转。同时，还可以通过大量监控信息的收集和处理分析，为高速公路装置系统升级和优化提供重要的数据依据。
(4)高速公路事件监测技术系统在当前的高速公路系统当中，视频影像监控装置主要分布在收费站、服务区、路面、隧道、桥梁等位置，通过全路段的视频影像系统，结合DSP信息处理系统，可以对高速公路各类事件进行全面、深入的分析。高速公路全气候实时影像分析系统的应用，可以实时评估高速公路运行状态，及时发现道路故障，对其做到及时处理，并通过综合管理系统对相关维护管理、抢险部门进行科学调度，维护高速公路运行安全[3]。同时，随着多种监控系统收集的信息资料不断积累，高速公路大数据库就此形成，可以通过智能化平台的自我学习能力，进一步提高监控管理系统的应用水平。例如，通过图像分析技术可以实现高速公路车辆状态监测、公路区域人畜监测、地面障碍物监测、公路区域火灾烟雾监测等，再结合大量视频图像的全面分析，有助于消除高速公路管理方面的盲点，为进一步有提高高速公路监控管理水平，发挥重要的作用。
2高速公路视频监控系统技术升级的必要性分析
(1)技术升级是现代技术发展的必然趋势随着现代科技的不断发展，监控摄像头清晰度、系统环境适应性、图像处理与识别能力全面进步，这意味着高速公路视频监控系统的监控范围、监控准确度将进一步提升。技术环境的整体进步，是推动高速公路视频监控系统升级的基础动力和必然趋势。值得一提的是，现代多种技术的全面发展，也意味着视频监控系统技术升级的成本相对更低，有助于降低相关系统优化升级的压力。
(2)技术升级是高速公路提高管理水平的必然要求在我国社会经济全面发展的大环境下，高速公路路网越来越复杂、工程规模越来越大，意味着在高速公路的交通管理、安全管理、日常维护管理方面的压力越来越大。而高速公路本身覆盖面大、涉及到的环境影响因素多，全方位管理面临的挑战较多。从社会发展、环境发展的角度来讲，提高高速公路管理水平，是必然趋势[4]。而视频监控是所有监控手段中最为直观、有效的方法，并且该方法还可以在高速公路监控管理的多个方面发挥作用，所以进行监控系统升级是十分有必要的。
(3)技术升级有助于构建智能化的综合管理服务系统在现代社会不断发展的情况下，很多领域都正在逐步进行综合化管理系统的构建。该系统一般由信息技术、计算机软件技术、大数据技术构成，是一套高度信息化、自动化以及智能化的系统。就高速公路的管理工作而言，视频监控系统所采集的图像是多种管理监控工作实施的基本资源。因此，通过视频监控系统技术的升级优化，不仅有助于提升视频监控图像的清晰度、覆盖面、抗干扰能力，还能将视频监控与高速公路信息发布、故障监控、安全管理、交通管理以及服务管理系统有机结合，形成一个全覆盖的综合性智能管理服务平台。基于该平台，可以实现相关信息的实时交互、快速处理、快速响应，进一步提高高速公路的管理服务水平。
3高速公路视频监控系统技术升级的主要思路和措施
(1)IP数字高清技术的应用现有的高速公路视频监控系统当中，采用的主要是高清模拟摄像机设备，该系统在实际使用中存在一定的局限性。因此，可以通过IP数字高清技术，对现有监控设备矩阵、显示及信息保存处理装置进行升级。具体是配置像素大于200万的高清摄像头，改善原有模拟平台图像分辨率过低的现状[5]。如今我国很多地区高速公路已有传输平台的主干、支线光缆能用芯数余量较大，并且通信覆盖面较广，说明其能够承载高清化、信息化视频图像的传输压力。在监控中心系统当中，通过将模拟、SDI、IP技术装置进行组合，形成综合化的高清数字影响处理系统。目前，部分地区已经初步构建了IP数字高清视频管理系统，并配置了IP-SAN系统的大容量储存结构矩阵。随着技术的进一步升级，未来将逐步淘汰现有的模拟、SDI装置，进而实现基于数字高清网络的综合性管理系统。也就是说，未来的高速公路视频监控系统将充分融合高清视频编码软件、GPS定位软件、大容量储存系统以及新兴的5G无线传输系统，进而实现对高速公路的智能化监控，在故障预警、交通管理、道路维护等方面发挥至关重要的作用。
(2)视频储存系统的改造升级随着高速公路管理水平的提高，现有的视频储存系统容量小、提取速度慢、衔接性较差的问题逐渐暴露出来。为此，技术单位应当采用先进的数字大容量保存技术，对DVR储存装置进行逐步替换，提高视频信息储存的效率、稳定性、安全性和应用价值。同时，通过视频诊断处理技术，对各类设备运行状态进行监测，提升高速公路运维工作的效率和质量，并为视频监控系统的进一步升级打好基础[6]。
(3)特殊用途摄像机的配置众所周知，在高速公路的运行管理中，雨雾天气、烟尘等气候环境因素对视频监控系统的运行将产生不利影响，不利于高清视频图像的捕捉。针对这种情况，需要逐步对摄像探头进行升级，在特定环境中使用具有透雾功能的摄像头，实现相关路段的全时段监测。而大风、雷雨天气可能会导致视频监控探头、线路装置受到不利影响，因此要采用具有较强防抖、防雷能力的设备装置，提高系统的环境适应能力。
(4)升级夜视系统夜间监控是当今高速公路视频监控系统比较薄弱的部分，而夜间也是高速公路事故发生率较高、违规现象较多的时段[7]。为此，一方面在重点路段、区域要使用具有夜视功能的高清摄像探头，实现全时段的高清监控;另一方面要使用红外激光夜视软件，可以对夜间捕捉到的视频图像进行处理，提高清晰度。
4结束语
综上所述，高速公路作为现代社会发展的重要交通工程，无论是公路工程管理、机电信息系统管理还是交通管理，都需要用到视频监控系统。随着高速公路工程规模不断扩大，交通路网复杂程度越来越高，高速公路视频监控系统面临的管路压力越来越大。为此，要基于现代高速公路管理、维护、服务的相关要求，通过积极使用IP高清技术、升级储存系统、采用特殊用途摄像设备，构建覆盖高速公路全路段以及多个管理模块的综合化监控管理系统，为提高高速公路管理服务水平，打下坚实基础。——论文作者：邱暾
相关期刊推荐：《北方交通》(月刊)创刊于1978年，由辽宁省交通科学研究院主办的交通科技刊物。为探讨和宣传国内外有关交通建设的新技术、新工艺等开辟了畅通的传播渠道，为交通战线广大工程技术人员、管理人员以及大中专院校师生提供了良好的交流平台。设有：道路、桥梁、机械、隧道、工程监理、交通工程、管理等栏目。
