高速公路收費站高清視頻監控系統的應用

熊蕭然

摘 要 信息技術的快速發展使得視頻監控技術井噴式發展。在視頻監控行業，高清視頻監控系統已經成為其最先進的發展方向，在諸多的行業中，高清視頻監控系統都得到了非常廣泛的應用。但是因為高速公路系統自身對于高清的概念認識不足，不了解具體的應用情況，所以近年來才逐漸開始加強對于高清圖像在高速公路的管理、收費工作、維護收費秩序等方面所起作用的重視程度。

關鍵詞 高速公路；收費站；高清；視頻監控系統

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）193-0039-02

1 高速公路收費站對于高清視頻監控系統的需求

當前高速公路收費站在視頻監控方面存在著諸多的問題。

1.1 系統組成的模式較為復雜

目前在高速公路收費站的視頻監控系統中，同時存在著數字、模擬以及高清等多種監控模式，這些模式的混用導致存在兼容性方面的問題。本著實用性角度，視頻監控系統應當具備良好的系統兼容性、穩定性以及擴展性，并且正確選用最佳框架，以實現綜合集成管理應用各種模式的

需求。

1.2 視頻監控系統分辨率不足

目前的視頻監控圖像品質存在分辨率低的情況，僅僅能滿足看得見的需求，無法滿足從視頻監控中看得清的需求，對于駕駛人員的面部特征、車輛的車牌以及細節等情況都無法看清楚。

1.3 視頻監控系統存在錄像效果差以及儲存時間短的情況

對于標清視頻圖像，一般都是采用2CIF或者是CIF格式儲存，導致在面臨突發事件取證的需求時，無法提供高清晰度的視頻圖像，甚至因為過了儲存期而無法提供視頻圖像。這一問題一直受到多方面的詬病。

1.4 視頻監控系統不夠智能化

很多地方的收費站車流量極大，所以出現異常事件的幾率也較高，諸如社會人員闖入、車輛擁堵、車輛事故以及其他的異常情況等，一般為了確保收費廣場車輛暢通，都是要求監控人員長期觀看屏幕，以保證第一時間發現異常情況。但是長期觀看監控會導致監控人員用眼疲勞，使得監控人員的勞動強度明顯增加。尤其是在夜間，光線不足以及精神狀況不佳的時候，很容易出現異常情況被忽略的時候。所以視頻監控系統智能化，替代人工監控，使得更易于第一時間發現異常情況，降低堵車的可能性。

2 高速公路收費站高清視頻監控系統的組成

前端高清圖像采集設備、高清視頻傳輸設備以及高清監視器是高速公路收費站高清視頻監控系統的主要組成部分。

2.1 前端高清圖像采集設備

攝像機一般是視頻監控系統中的前端重要圖像采集組成部分，為了能夠在高清視頻監控系統匯總有效分析監控目標，所以要求前端采集的圖像分辨率和清晰度較高，并且確保色彩豐富。當前高清網絡攝像機以及HD-SDI高清攝像機這兩種類型的攝像機是高速公路收費站普遍采用的前端高清圖像采集設備。筆者以HD-SDI高清攝像機為例，HD-SDI高清攝像機的工作原理是把獲得的高清信號以特定的格式封裝，然后再把封裝數據傳輸出去，HD-SDI高清圖像采集設備的最大特點是其數據傳輸是非壓縮的。所以在數據傳輸方面的安全性較高，其圖像顯示的效果較其他攝像機采集到的數據而言更加的真實和清晰。

HD-SDI攝像機存在圖像清晰和分辨率高的特點，但是其特點決定了其數據傳輸依賴較大帶寬，傳輸距離一般不得超過百米，并且需要應用同軸光纜，而且還需使用專門的傳輸設備改造。此外，對于所傳輸出來的高清圖像數據，需要借助高清的壓縮設備進行與之匹配的壓縮處理，然后才能夠保存，所以整體的成本較高。

2.2 中端高清視頻傳輸設備

中端高清視頻傳輸設備負責將前端高清圖像采集設備所獲得的高清圖像傳輸到視頻監控中心，以供分析和存儲。目前高清視頻傳輸設備所能夠支持的設備并不多，HD-SDI視頻傳輸的高清光端機能夠幫助HD-SDI高清攝像機在1G帶寬的前提下傳輸其獲得的視頻數據，而數據傳輸所需要的帶寬僅為8MB～16MB。

2.3 后端高清視頻監視器

后端高清視頻監視器的應用才能夠將前端高清圖像采集設備獲得圖像展示在監控人員面前，一般使用的監視器都具備SDI以及DVI接口，在應用HD-SDI高清攝像機的時候，需要為HD-SDI高清監視器進行匹配。

3 高速公路收費站對于高清視頻監控技術的應用

筆者在本文所議此工程視頻監控系統的建設目的是監控高速公路收費站附近交通狀況以及事故現場，并且能夠確認特殊時間，第一時間為搶險救災提供最清晰的信息。在高速公路沿線按照每公里設置攝像機兩套，分別是固定攝像機和遙控攝像機。在收費站廣場處設置四臺彩色遙控攝像機，達到監控該區域交通情況的目的。并且在每個收費站口處安裝車牌識別設備，對于經過收費站的車輛數量可以做到準確掌握。

3.1 系統構成以及具備的功能

高清視頻監控系統是由外場攝像機、閉路電視監控設備、顯示設備以及圖像存儲、傳輸設備及傳輸通道等部分組成，而控制設備、傳輸設備以及傳輸通道共同組成控制系統，能夠具有如下的功能：

1）能夠把本地的視頻信號傳輸到省級的監控中心，本工程設計為能夠向省級監控中心傳輸16路圖像信號，并且以原始的數據編碼形式上傳，借助以太網將本地的圖像信號傳輸到省級監控中心，傳輸到省級監控中心對應設備上后解碼圖像信號，并顯示出來。

2）一般運行狀態下，由外場編碼設備獲得圖像信息，傳輸至監控分中心的視頻以太網交換機，本地解碼設備與大屏幕拼接屏之間通過視頻輸出端解碼后連接，采取輪播的方式通過視頻工作站軟件顯示主干線上傳的圖像，可以按照需求調整輪播的切換頻率。

3）采取彈窗方式自動提醒突發狀況。一般情況下采取輪播方式顯示監控視頻圖像，一旦出現事故報警后，顯示器會直接跳出彈窗，強制顯示出現事故區域的監控食品圖像，將事故場景清晰地展現給監控人員，并且在拼接大屏上顯示事故場景。如果短期內連續出現多個事故報警，則需要監控人員逐個處理，若存在未處理的報警視頻，則持續報警。

4 展望高速公路收費站高清視頻監控系統的未來發展

信息技術的快速發展，可以確定高速公路收費站高清視頻監控技術未來將會朝著智能、數字、網絡以及集成化的方向發展。目前而言，高清視頻監控在這些方面已經取得了較為顯著地成果，但是不可否認的是，高清視頻監控系統應用在高速公路收費站方面，還存在無法高效辨識動態、實時圖像的情況，所以需要確保集成視頻監控系統的基礎上，還要求其可以與其他系統之間存在著極高的兼容性和可擴展性。盡管報警系統集成以及安全方面的監控系統才是人們所關注的重點，但是不可否認的是，在未來，多應用系統與高清視頻監控系統的高速集成才是最終需求，要能夠結合遠程醫療、會議以及設備診斷等系統。

5 結論

目前高速公路收費站的視頻監控系統正在或者已經升級為高清視頻監控系統。應用高清視頻監控系統，可以使得高速公路收費站的管理效率顯著提高，而且在未來高速公路對于高清視頻監控系統的應用將會越來越廣泛，盡管當前HD-SDI視頻監控系統以及其相關的設備價格還處于較高的位置，所以想要在高速公路視頻監控系統中實現廣泛的應用還存在較大的困難，但是隨著各種先進技術的普及應用，HD-SDI高清設備的價格將會顯著降低，甚至在未來會很快被其他更具性價比的高清攝像頭所替代。不可否認的是，在高速公路收費站的管理方面，高清視頻監控系統能夠發揮非常重要的作用，并且隨著車流量的不斷增加以及對相關功能的持續完善，其所發揮的作用將會更加顯著。

參考文獻

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