高速公路收費站視頻管理探討

于 斌 （安徽省交通控股集團有限公司，安徽 合肥 230088）

0 前言

模擬視頻監控技術是我國高速公路收費站普遍采用的技術，對過往車輛進行攝像和管理。但問題在于攝像機設備的分辨率較低，圖像清晰度難以保障，收費員只能對車道中車輛進行大體的外觀監控，且某一路視頻出現故障后，排查工作難度較高。因此，如何對視頻管理工作進行完善和優化，也成為了交通部門主要的工作目標。

1 高速公路收費站視頻管理系統

1.1 管理內容

高速公路收費站視頻管理主要包括對收費站、服務區、隧道燈區域的交通運輸情況進行有效監控，而收費站是整個管理系統的核心部分，包括過往車輛和工作人員的調度。從目前的管理系統來看，監控系統包括前端數據采集。網絡傳輸和總監控系統三個部分組成，前段數據通過攝像機拍攝，將數據通過網絡傳輸傳送給監控系統，監控系統對數據信息進行數字壓縮編碼，交管局也可以對收費站進行實時監控。

1.2 管理特點

從管理特點上來看，包含以下幾個方面。

①可控性:高速公路視頻管理下同可以對交通情況進行實時監控，對不同路段、不同區域的車輛來往情況進行分級管理。

②應急性：當出現公共事件，例如交通事故等，可以快速調取當時的現場監控，對事件進行迅速處理。

③開放性：高速公路收費站視頻監控系統實際上是一個開放式的系統，可以根據實際要求進行擴展。

④融合性：監控系統可以與其它的業務系統進行配合，讓交通運輸體系更好地構建。在現交通事故時，可以通過報警系統形成聯動。如下圖1所示。

圖1 點對點橋接示意圖

1.3 功能要求

基本功能要求應該從監控和拍攝兩個方面來進行。監控工作要求視頻監控系統可以有效辨認車輛的車牌，包括特寫、縮放、抓拍、錄像等功能，避免車輛出現各種違規情況；此外，拍攝應該支持視頻編碼協議，實時地將圖像數據進行收集，便于后期的回放和檢索。

2 視頻管理技術方案

2.1 視頻采集

視頻采集通過車道攝像機進行拍攝，需要保障在光源弱的環境下仍然能夠看清楚畫面，并且具備強光抑制功能。例如在夜間行車時就可以通過視頻采集設備來看清楚車輛信息，歪成設備還需要具備防雷接地能力，對設備進行必要的保護。原有攝像機的動態支付疊加是通過單獨設置的疊加器來實現的，在技術優化后，每條車道可以使用高清數字字符來實現字符疊加，對車道、亭內的狀態進行管理，并且通過攝像機來進行視頻采集工作[1]。

2.2 數據傳輸

在收費站內設計視頻以太網交換機，負責不同車道視頻資料的接入。在廣場攝像機拍攝到圖像之后，通過與以太網之間的聯系，進行視頻數據傳輸，將收費車道內的狀況進行傳輸后，以太網交換機可以利用原有的單模光纖進行連接，將視頻圖像進行傳輸，然后由視頻管理的工作站進行控制和調用，便于進行分析和管理。

2.3 數據存儲

一般情況下，對于視頻資料的保存時間要求是60d，且現階段車輛數量的增多，對于視頻圖像的分辨率和清晰度有了更高的要求，通常要求為1080P，30幀，變化運動率保持在視頻圖像的70%左右。從使用的角度來講，一方面，由于4K畫面的信息量是1080P的4倍，基于更多的信息量，就能實現更準確的智能分析，4K一旦大規模部署，智能分析的準確率就能上升一個新臺階，但需要考慮成本問題。此時就應該計算所需要的存儲空間，考慮到可能出現的格式化損失和熱備盤消耗，應該對硬盤數量進行合理規劃。此外，可以通過存儲服務器進行有效管控，即便是出現了網絡故障，也可以進行斷網續存，以免將重要的數據資料丟失，影響正常管理。

2.4 視頻查看

視頻查看包括桌面顯示和大屏顯示。桌面顯示是通過控制系統，在視頻管理工作站中進行顯示，可以任意吊頂在視頻存儲服務器上的監控內容；而大屏顯示則是將獲取到的視頻資料進行高清解碼，然后在液晶屏幕上進行展示[2]。這些視頻信號應該具備多樣化功能，包括在屏幕的任意位置打開活動窗口，無論是解碼模塊還是拼接，都需要考慮到系統和設備的兼容性，防止因設備沖突出現的崩潰問題。

2.5 軟件調試

軟件調試是伴隨著整個視頻管理系統而開展的，通過網絡數字攝像設備將所有的視頻資料進行分析，免去了工作人員現場調試，所有的參數可以通過智能系統進行遠程處理，大幅提升了管理效率。在硬件管理方面，提供設備的廠家也會給予技術支持，如果有更高層次的管理需要，例如報警系統、電子地圖等，也可以進行技術升級，只需要管理計算機同步升級即可。

3 如何強化高速公路收費站視頻管理

3.1 管理模式的創新

高速公路收費站視頻管理需要從模式和制度上入手。管理部門可以通過互聯網等媒介在管理的相關內容進行傳遞，并強化視頻管理工作的細節。例如對視頻圖像的技術處理，對視頻監控設備的維護等，可以在發現問題后及時進行處理。此時，管理人員也應該從自身入手，積極地掌握視頻管理的相關內容，合理地利用技術手段來開展各項工作[3]。

3.2 監督體系構建

交管局作為最終管理部門，應該根據高速公路收費站視頻管理的具體情況設定相應的管理和監督制度，構建監督體系。對于一些車輛的違法行為，應嚴格按照制度和體系的要求進行審核，對視頻內容進行回放之后及時發現問題。由于收費站對于視頻圖像的質量要求相對較高，交管局也應該做好設備和系統的更新維護工作，確保對車輛和路況的監控。例如通過高速公路信息化系統，在高帶寬的網絡模式下構建監控系統，有效提升視頻圖像質量和存儲水平，具有顯著的靈活性。

3.3 構建完善的監控系統

監控系統的組成首先要從前段圖像的采集工作入手。攝像機是監控系統中的關鍵設備，收費站為了能夠在監控系統中有效分析監控目標，對于圖像分辨率有更高的要求。當前，高清網絡攝像機以及HD-SDI高清攝像機這2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[4]。這些設備可以將獲得的高清信號進行封裝，并以特定的格式傳輸，不僅保障安全性，還能保證圖像質量，因此，這可以作為監控系統中的重要組成部分。此外，還需要具有對圖像的傳輸設備和監控系統。整體的監控系統應該具備將視頻信號傳輸到監控中心的功能，并且能夠具備自動提醒突發狀況的能力，一旦出現事故報警，顯示器上應該跳出提示，對事故區域進行監控，展現給管理人員，便于逐個進行處理。

4 結語

高速公路建設的快速發展也讓高速公路收費站視頻管理的作用更加凸顯。作為高速公路網的連接紐帶，其管理水平直接關系到出入境車輛管理和人員管理。因此，管理部門應該在技術上和管理模式上進行規劃，交管局也應該結合實際情況來改進管理制度內容，不斷完善管理體系和視頻監控設備與系統，提升管理工作的效率。