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      高速公路監控系統的發展方向與應用分析

      編輯:貴陽康寶特電力科技有限公司  字號:
      摘要:高速公路監控系統的發展方向與應用分析
      近年來,由于國家政策推動,高速公路建設不斷發展,有數據預測2015年國家高速公路網全部建成,通車里程達到8.3萬公里,地方高速公路網5年建設約3萬公里。監控系統作為高速公路機電系統的一部分,面對如此龐大的發展規劃,自然也要跟上時代腳步,網絡化、高清化、智能化作為行業的發展趨勢已勢不可擋。

      網絡化打造信息科技高速公路網

      雖然目前高速公路視頻監控系統應用較為成熟的依然是模擬視頻監控系統,而此系統主要是基于早期高速公路分段投資、分段建設等原因,才以單路段獨立建設的監控系統。從高速公路機電工程的系統組成來看,監控系統、通信系統、 收費系統的獨立構成,不論是從設備投入和運營成本,還是使用管理上看,都不能完全滿足未來國家高速公路網的發展規劃。伴隨著交通量、運輸規模的持續擴大,交通運輸安全風險也隨之增長,以往“三獨”——獨立系統、獨立使用管理、獨立信息模式下的模擬視頻監控系統顯然由于其資源無法實現共享、無法集中監控管理等現狀與未來現代化、信息科技化的智能高速公路網的發展目標背道而馳。假若僅關注時下的應用狀況,高速公路監控系統不能實現聯網監控的弊端也已有所顯現,如目前系統傳輸距離短、擴展能力不足等。雖然目前 網絡監控系統還不足以取代模擬系統,但網絡監控系統的優勢已逐步彰顯。

      目前,高速公路聯網監控系統一般可由省監控中心、地區監控中心、路段監控中心三級聯網構成。聯網后,開放的平臺可對除閉路電視監控系統以外的車輛檢測子系統、路面狀態及氣象檢測子系統、信息發布子系統、環境檢測子系統、報警系統等其他子系統進行集成。同時,開放的平臺架構具有模塊化、標準化、可擴展等特性。除此之外,高速公路聯網監控系統不僅能實現路網的視頻監控功能,同時可進行信息管理與發布,構建應急指揮系統等其他應用功能。聯網后的高速公路監控系統,可以全面宏觀的監控路網交通及運行狀況,如遇交通擁堵、重大交通事故等狀況,監控中心可第一時間積極采取措施,聯動其他系統并發布相關信息給各分監控中心進行路網運行的調整,保證路網暢通。

      從監控系統的各環節對比來看,網絡視頻監控系統的前端設備和管理平臺比原有的模擬監控系統更具開發性。一般,很多廠家在進行網絡設備的開發時多會提供SDK開發包,方便用戶進行日后的功能開發,如金三立的網絡前端及管理平臺均能滿足。另一方面,網絡視頻監控系統的傳輸方式更為多元,其可采用光纖、無線等多種傳輸方式進行數據傳輸。

      高清化全面提升監控品質

      如果說網絡化是單就高速公路監控系統的升級,那么高清化無疑是實實在在的畫質革新。當前,在大多數高速公路視頻監控系統中,圖像清晰度只有CIF、D1等畫質效果,一旦接入后端存儲顯示設備,可呈現的清晰度恐怕還有提升的空間。而高清設備則不然,僅就前端采集的效果來看,高清攝像機對路網的過往車輛車牌號碼及局部特征均可進行更細致的拍攝。對于視頻監控而言,圖像清晰度是最關鍵也是最基本的需求。視頻監控圖像越清晰,畫面細節越完整,智能分析功能的準確度也越高。眾所周知,識別分析的前提是識別畫面能滿足識別條件的最小像素。當目標像素越大,識別越清晰,分析準確度也更高。

      簡而言之,智能分析功能的使用都是在圖像識別清晰的前提下進行處理過濾。高清前端產品相對于標清而言,在相同焦長及視場距離條件下,其單位面積的有效像素點更多,也就是能為視頻分析處理運算提供更清晰的目標信息,從而提高數據準確性。無論是針對智能前置的分析模式還是后端平臺分析處理,高清畫質都是提高智能分析準確性的重要因素。由此可見,高清畫質不僅是單一的視覺效果上的滿足,同時,也能為智能分析提供更有用的分析環境。

      時下,對于高清監控的真正認可,多是指整體高清的概念,即由高清前端設備、高清存儲、高清管理平臺、高清解碼、高清顯示等各環節組成的系列高清。整體高清系統是對現場畫面的真實還原,任何一個環節的缺失,均不足以呈現完全意義上的高清。如顯示環節,高清顯示設備對比標清顯示設備,其能更優質的處理前端采集的畫面。高清顯示設備所具有的動態超解像技術,通過對每個圖像幀的數據進行解析、處理,將低解析度圖像處理成高清影像后進行顯示。此外,針對高速公路行業高速運動的物體解像,高清顯示設備可通過運動補償技術實現,運動補償技術是以先前的局部圖像來預測、補償當前的局部圖像,從而消除圖像出現的鋸齒、拖尾現象,使畫面更為流暢清晰。因此,整體高清才能做到高清畫面從一而終的采集還原。

      可以看到的是,市場上現有的高清設備已琳瑯滿目,高清整體解決方案也較為多元。針對現有的高速公路安防系統,可選擇以下幾種模式進行系統搭建或改造:一、整體HD-SDI或整體網絡高清解決方案;二、HD-SDI及網絡高清產品的混合應用與系統組成;三、模擬、HD-SDI、網絡高清產品的綜合解決方案。HD-SDI系統能較好完成高清圖像的采集、無延時傳輸及無失真高清顯示等環節,而網絡高清系統則可以更便捷的進行平臺的搭建和系統的管理與分配。當項目建設中監控點間的距離小于100米,整套系統則可采取整體HD-SDI系統,通過同軸電纜或光端機直接接入高清矩陣,并輸出顯示。此種模式適用于中小型高速公路監控系統項目的高清改造,其在保留原有模擬系統的布線狀態下,更新設備即可,滿足用戶的習慣性需求。若采用HD-SDI與網絡高清監控系統結合應用的模式,則可在HD-SDI產品完成采集傳輸、顯示后將前端的SDI非壓縮高清視頻信號壓縮編碼之后,打包成IP數據傳輸共享及并進行存儲。其在網絡系統的架構下,可進行龐大靈活的系統管理、便捷的遠程訪問以及大平臺的組建,同時通過采用HD-SDI的高清視頻監控畫面,將整套系統的監控效果推向極致。

      智能分析,打造有“大腦”的高速公路監控系統

      伴隨著高速公路監控系統網絡化、高清化趨勢發展,系統所帶來的海量信息過濾及存儲需求等都亟需解決,如何從海量數據中挖掘出有用信息,提高監控效率,恐怕還得依靠智能視頻分析功能來完成。

      目前,針對高速公路視頻監控所能進行的智能分析包括車牌識別、交通事件檢測和分析、以及視頻交通狀態檢測等。車牌識別在高速公路收費系統中已成熟應用,其可對過往的車輛進行自動登記、驗證、監控、報警等。交通事件智能視頻分析主要包含:物體移動監測、物體滯留監測、突然出現監測、移動路徑監測、物體徘徊監測。交通事件智能分析在采集的圖像區域內,能對不同車道和交通狀況進行車輛超速、低速、逆行、物體遺散等的實時分析,當發生交通車輛事故時系統能夠快速聯動報警和錄像,為交通安全提供保障。

      交通狀態檢測則是通過前端采集的實時數據自動識別路段的交通狀態,當檢測到道路交通發生擁擠或堵塞時,系統自動報警,并進行擁堵數據的統計,且通過平臺對各級監控中心發布交通信息。

      當然,未來高速公路視頻監控的智能分析遠不止這些,其會隨著交通信息的復雜化更為深入。另外,值得關注的一點是,未來智能視頻監控是以數字化、網絡化視頻監控為基礎,高速公路的聯網將直接影響智能分析功能的應用規模和應用層次。

      因此,未來高速公路監控系統的發展建設,網絡化、高清化、智能化的發展將并駕齊驅。
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