高速公路監控系統的構建及應用
來源：本站 作者：zongdong 發布日期：2010/12/30 點擊次數：5230
為了應對金融危機對我國經濟發展的影響，我國制定了一系列擴大內需、促進經濟增長的政策和措施，公路鐵路建設等重大基礎設施建設是其中非常重要的一個內容。"要想富先修路",可以看出交通設施的建設對經濟復蘇、拉動內需的巨大作用。從2008年第四季度開始，國家就開始持續地增加投入，隨著高速公路的發展，作為配套的機電工程也在不斷地發展和完善，而高速公路監控系統更是其中的重要一環，是調整公路系統實現安全、高效、節能及環保運行的重要手段。
高速公路與一般公路相比，具有線型好、設計標準高、交通流量大、行車速度快等特點，高速公路監控系統，主要作用是對高速公路網進行實時監控并對高速公路的數據進行實時的分析、處理，為高速公路的交通控制提供數據依據，并對路面發生的各種事故進行告警，以便可以及時采取有效的控制手段進行排除和緩解，確保路面的暢通。一套高速監控系統設計的好壞，要看它是否滿足路網管理部門的實戰要求，貼近路網管理部門的實際工作需求，能否有效地為提高路網運行的利用效率和安全性提供數據支撐。
高速公路監控系統由于其行業的特點決定了其監控范圍廣泛、系統點位多，而且由于地形以及周邊環境差異多且復雜，不僅需要前端采集設備有多種接入方式以及很好的室外適應能力，更需要管理中心能夠對多樣的前端有一個集中管理平臺，并有效地將這些采集信息進行分析處理。我公司一直致力于交通行業，憑借多年對行業客戶需求的分析以及經驗的積累，根據近幾年交通市場的需求變化進行技術整合，開發出一套專門針對高速公路的監控管理系統，整個系統由交通信息采集系統、交通信息傳輸系統、信息綜合管理系統三部分組成。為高速公路監控系統的發展提供了軟硬件的保障，形成一套管、控、防立體的監控體系。
交通信息采集系統
本系統主要是負責對前端交通信息診-始數據進行采集，獲取各種交通數據信息。主要分為兩類：第一類是動態的視頻采集單元，是針對高速公路沿線、重要地段、場所以及收費站安裝攝像機以及高速球，為中心對前端的路況以及路面車輛運行情況進行監看和視頻采集；另一類是靜態的車輛信息采集單元，通過車輛檢測設備、測速設備以及車牌識別設備，對重要地點車流量、平均車速等交通信息采集；同時，對路面通過的車輛進行監控，對違章車輛以及違法車輛進行監管，確保路網的安全。
作為動態的視頻采集系統單元，針對各個不同地點以及環境條件，需要不同的配置方式，一般路面環境可以使用高速球云臺，日常無操作時可以根據客戶設置好的軌跡進行自動巡航，一旦發現問題，可以立刻切換到手動控制，進行最好可達500度/秒快速響應，通過三維搖桿鍵盤，可以便捷操作，鏡頭可以變近變遠，查看方便；對于經常刮風的場所，需要采用抗風性能強、運行平穩的重載云臺；對于夜間事故多發地段，需采用專門設計的紅外快球以及監控1~3公里的激光夜視儀，其激光自動調校技術，確保在不影響司機駕駛的同時仍可獲得清晰的夜間視頻圖像。
靜態的交通信息采集主要是針對車輛信息進行采集，一般通過車輛檢測裝置進行車流量的采集，有車牌抓拍設備對經過監控地點的車輛進行拍攝，并通過拍攝的圖片對信息進行采集，包括車牌號碼、車牌顏色，行駛速度、行駛方向等等。目前公司的車輛信息采集中，已經從傳統的標清圖片采集過渡到高清采集，對經過的車輛進行高清的百萬像素圖片拍攝，傳統的標清車牌抓拍一般及時是D1格式的抓拍也僅有40萬的圖片清晰度，高清的抓拍圖片清晰度可高達200萬，是標清圖片的4~5倍。標清系統中，對于每個車道要有兩個攝像機進行拍攝，一個拍攝車輛的全景圖像，一個拍攝車牌的特征圖片，而高清抓拍由于其超高的清晰度，一張圖片即可包含全景信息和特寫信息，同時還可以獲取駕駛員的面貌特征，更加全面地獲取車輛信息，為違法及被盜車輛增強取證力度。
交通信息傳輸系統
高速公路監控系統由于其監控距離遠、范圍廣，沿線點位分布比較散，不同的地點采用不同的傳輸線材鋪設，在交通信息的傳輸系統中也就需要多種傳輸設備與之對應。一般對于已經有網絡鋪設到位的地點，可以采用網絡視頻服務器或網絡攝像機轉換為網絡信號傳輸到中心；對于有光纖的地點可以采用光端機傳輸以便保證最佳的視頻質量，根據實際鋪設的光纖數量，除了傳統的點對點光端機外，更是有專門針對高速開發的節點型光端機，節點式光端機也可稱為總線型數字光端機，是通過單/雙纖鏈路式組網的圖像傳輸系統，也被稱為鏈路式數字光端機。公司節點式光端機通過1芯光纖可以進行多級數字級聯，將各個點的信息統一回傳，采用的技術是電信中常用的時分復用技術（TDM）和分插復用技術（ADM），具有節省光纖資源，延長傳輸距離等優點，符合高速公路的環境特點。
信息綜合管理系統
本系統是整個高速公路監控系統的核心，用于對前端采集的信息進行分析、處理以及存儲，并提供與其他高速機電系統的通訊接口，并提供人機交互界面，供高速路網管理人員對高速公路情況進行及時的監管控制，對交通事故，發生的地點和特點制定最佳緊急交通誘導控制方案緩解交通狀況，防止出現"高速不高"的現象。另外，管理系統還有一個非常重要的作用，能夠對路網中的異常及時地告警和預警，以便路網管理人員做出事件處理和實施救援措施，防止類似大規模追尾等二次事故的發生。
中心的信息管理系統有視頻存儲服務器、圖片存儲服務器、數據庫服務器、管理服務器群組成，能夠實現視頻數據、車輛采集數據以及高速公路業務流程數據的無縫結合。其主要功能如下：
實時瀏覽控制
對于前端的視頻采集可控點，有權限的用戶可以進行實時控制，通過控制鍵盤進行靈活控制，進行云臺旋轉以及鏡頭的遠近推動。
系統支持三級聯網架構，數據庫可在三級聯網同步，針對前端的多種視頻采集以及傳輸格式回到中心，綜合管理系統可以進行集中的管理整合，將光纖信號、數字網絡信號、模擬視頻信號集中整合到系統的圖像資源中來，由系統集中進行存儲，并分級、分層、分權的管理機制進行合理化調用，不同級別、不同層次的用戶對圖像資源的使用權限、優先次序是不同的。系統完全支持分層組網架構，且具有靈活的用戶管理能力。
基于GIS的視頻及車輛信息無縫聯動
系統支持GIS電子地圖顯示，在GIS界面下，各個監控地點的交通采集數據實時顯示，一目了然，方便操作人員監控。發現交通采集數據異常的地點，可以直接通過點擊GIS中的圖標，對附近的視頻監控點視頻進行調用和控制，整套系統依托在電子地圖下運行，操作簡單，所點即所見，快捷簡便。通過GIS地圖，將視頻采集信號、車輛采集信號無縫整合到一個平臺上去，用戶也可以通過點擊車輛信息圖片，調用附近的攝像機回放車輛經過時的圖像。
完善的預警系統
管理系統支持黑車牌庫功能，對違法車輛可以進行黑車牌庫添加，對于已有的黑車牌庫可以進行對接以及實時導入。當車輛通過靜態交通信息采集點時，會將采集到的車牌號碼和黑車牌庫進行對比，一旦發現違法車輛或超過測速點限速的行駛車輛，系統會及時對操作人員進行聲音、文字報警，同時聯動電子地圖顯示。操作人員還可以通過查詢違章車牌號碼，將違章車輛在GIS地圖的行駛軌跡描繪出來。
重點地段交通事件自動檢測功能
為盡可能地避免更大的生命財產損失，及時準確地檢測出交通異常事件，提高系統的響應速度，為突發事件處理和緊急救援贏得寶貴的時間，系統提供交通事件自動檢測功能，有重點地段的視頻進行車輛的滯留、擁堵、物品遺灑、徘徊、車輛撞擊進行分析，一旦發現及時進行告警，以便管理人員及時處理，防止進一步惡化。
同時系統還針對在靜態信息采集地點通過的車輛進行區間測速以及疑似套牌車輛分析，當同一輛車在相鄰的兩個采集地點出現的時間間隔過短，判斷為區間超速進行告警，對同一車牌在很短的時間內多次出現在不同的采集點判斷為套牌車輛進行告警，為高速的車牌管理提供預警信息。
與其他高速公路管理系統的對接通訊
高速公路監控系統作為高速公路機電系統中的一個模塊，除了自身的正常運行外，還需要為其他機電系統進行對接，進行信息的交換，可以通過管理系統中的接口服務器與其他系統進行對接，例如為高速公路可變情報板系統提供實時的重點地點的車流量、事故現場信息，以便情報板及時地將必要信息通知給路面上的行駛車輛，提高高速公路的服務水平。也可與公安部門進行違章車輛的數據對接，接受違章車輛信息，并及時將違章車輛的行駛狀態告知公安機關，以便及時進行處理。
結束語
2009年國家的4萬億投資中，交通基礎設施投資占的比重超過了三分之一，繺-動全年GDP增長0.86%,而高速公路建設更是作為交通基礎設施中的重中之重，全年我國高速公路的通車里程將不斷被刷新。隨著高速公路的發展，對高速公路監控系統的需求也越明確，系統的架構和功能也會越來越貼近交管部門的實戰要求，以技防手段有效地為高速公路的正常運行保駕護航。
