高速公路服務區出入口智能監控系統的應用與研究

付振

摘 要 我國高速公路事業發展迅速，高速公路服務區建設日益完善，現有的高速公路服務區智能監控系統的不完善已經不能適應信息化發展的要求。本文首先介紹國內外視頻監控系統的發展現狀，指出我國服務區視頻監控的不足，進而針對服務區出入口進行智能監控系統的關鍵技術進行分析與研究，設計和實現了服務區出入口智能監控系統，精確分析出入服務區的交通信息數據，實現車流量統計、車輛類別統計、高頻車輛統計等系統需求，對高速公路服務區的信息化建設具有重要的實際意義。

關鍵詞 高速公路；服務區出入口；智能監控系統

引言

根據交通運輸部發布《2014年交通運輸行業發展統計表公報》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，高速公路網絡在各省市的建設已經基本成形，通過將這些交通網絡以各種形式相互連接進而形成一個全國范圍的高速路網。由于各個公路子網之間聯系越來越緊密，過去對路網的監控主要以單點監控實現，這種方式已不能滿足當前的需求，需要逐步過渡到全路網的監控，其中采用智能視頻監控的方式如何更好地運用于高速公路服務區也越來越重要，高速公路網絡的迅猛增長對公路交通行業各部門的管理要求越來越高[1]。

1 國內外視頻監控系統的發展現狀

高速公路服務區視頻監控系統的發展經歷了三個階段：第一代“全模擬”，到第二代“部分數字化”，再到第三代“全數字化”系統。目前，絕大多數高速公路服務區視頻監控系統基本上還處于部分數字化階段。隨著通信方式、網絡帶寬、芯片處理能力和存儲容量的不斷發展，以及視頻圖像事件處理技術的日益成熟，追求“全數字”視頻監控系統的“嵌入式、低功耗、處理本地化、網絡化”成為大勢所趨。

其中，決定全數字視頻監控系統運行的關鍵技術主要有：通信網絡自適應處理技術、嵌入式系統集成技術、視頻圖像智能分析處理技術、智能電源管理技術及聯網視頻監控管理技術等。

“全數字”智能視頻監控系統的開放性、集成性、安全性、靈活性的特點，也是未來視頻監控系統應用模式和發展方向的現實需求。

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

從國內的發展情況看，我國高速公路交通視頻監控系統處于起步階段，運用水平參差不齊，在這一領域的研究基本上還處于對國外研究成果的介紹和學習階段。這主要是由于經濟、環境等各方面因素的影響，并且對其重要程度認識不夠。

由于國外等發達國家對監控系統的研究及發展起步較早，并結合多年實際應用，其解決方案已經十分完善，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展速度很快，但是由于起步較晚，與國外的監控系統的差距仍較大。監控系統沿線設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，智能化監控系統的使用水平也不高，依然亟須在此方面進行研究與發展。

2 服務區監控現狀及存在問題

經過大量調研發現，目前許多高速公路服務區監控系統建設于高速公路服務區發展的初級階段，高速公路服務區的監控系統也因此不是很健全和完善。光端機+視頻矩陣成為主要的監控方式。經過一定時期建設之后，早期服務區監控系統可以在一定程度上滿足一般性的視頻監控的業務需求。但面對服務區信息化的發展，監控系統存在諸多局限和問題：

⑴監控設施不完善，不能滿足無盲點覆蓋；

⑵監控體系較雜亂，既有已經過時的模擬視頻監控系統，又同時存在數字智能視頻監控。因此，系統之間的融合變得較為困難；

⑶各業務部門集中各自的監控資源，較難完成不同部門之間的共享；

⑷數據承載平臺與各系統一一對應，使得設備等資源得到浪費使用；

⑸監控系統的管理和維護較分散，不利于整體的效率性。

由以上目前監控系統存在的問題可知，目前服務區監控系統并不能達到信息化建設的目標。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區監控系統發展的方向[3]。

3 服務區出入口智能監控系統的設計方案

針對服務區出入口智能監控系統的設計與實現，其中的監控關鍵技術是重中之重：包括出入口高清圖像抓拍技術、車牌識別和車型分類技術等。

服務區出入口智能監控系統的總體設計方案的內容為三原服務區內視頻智能監控系統改造，設計目標主要是加強服務區出入口智能監控，同時兼顧加油站、停車區域、超市、餐廳等的視頻監控。監控圖像上監控室，并且在集團可通過網絡實現服務區現場視頻查看。整個服務區視頻監控示意圖如圖1所示。

服務區出入口智能監控設備主要包括，前端攝像機（快球與半球）、傳輸光電纜、圖像存儲設備（硬盤錄像機）、圖像顯示設備。

總體設計依據如下：

⑴ 陜西高速集團關于服務區監控系統設計委托書。

⑵《交通工程質量檢驗評定標準》JTG F80/2-2004

⑶《計算機場地技術要求》GB2887-87

⑷《電氣裝置安裝工程驗收規范》GBJ232-82

⑸《供配電系統設計規范》GB50052-95

視頻監控圖像通過服務區出入口攝像設備獲取，最終傳輸至監控室進行查看和存儲監控室內設置硬盤錄像機、視頻工作站、2層以太網交換機。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。視頻工作站負責抓拍數據的匯總及統計。

4 結論

本文首先介紹國內外視頻監控系統的發展現狀，指出我國服務區視頻監控的不足，進而針對服務區出入口進行智能監控系統的關鍵技術進行分析與研究，設計了服務區出入口智能監控系統，該系統能夠精確分析出入服務區的交通信息數據，實現車流量統計、車輛類別統計、高頻車輛統計等設計需求，對高速公路服務區的信息化建設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控系統的分析與評價[D].蘇州：蘇州大學，2014：31-35.

[2]王震宇，黃衛，陸毅.中國智能運輸系統體系結構發展研究[J].東南大學學報（自然科學版），2001，31（03）：85-89.

[3]王駿明.高速公路監控系統及相關設備研究[D].西安：長安大學，2013：44-44.