智能視頻監(jiān)控平臺在高速公路上的應(yīng)用

王京新 陳玲瓏 程濤

浙江省公眾信息產(chǎn)業(yè)有限公司 浙江 杭州 310023

1 高速公路智能視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)需求概述

視頻監(jiān)控是高速公路管理工作中至關(guān)重要的一部分，其業(yè)務(wù)需求具體包括道路通行狀況實時監(jiān)測、突發(fā)交通事件智能化檢測、交通違法行為查糾等，具體如下：

1.1.1 高速公路通行狀態(tài)實時監(jiān)測。在高速公路全線布設(shè)一定數(shù)量的交通技術(shù)監(jiān)測設(shè)備，尤其是重點危險路段，需要做到監(jiān)控設(shè)備全覆蓋監(jiān)測，確保高速公路管理人員可以實時掌握高速公路全天候的交通運行狀況，為高速公路高效、安全運行提供有力支持[1]。

1.1.2 交通違法行為及時查糾。針對機動車在高速公路上的各類違法行為，如超速行駛、不按規(guī)定車道行駛、違規(guī)停車等，通過智能視頻監(jiān)控來實時發(fā)現(xiàn)上述交通違法行為，并通過視頻監(jiān)控方式進行取證和預(yù)警，從而可以通過語音方式進行提示與處罰，并可以依托監(jiān)控視頻信息，充分發(fā)揮交通安全服務(wù)站、巡邏警車等的作用，對各類交通違法行為進行預(yù)警處理、攔截處置，可以及時解決交通違法行為，創(chuàng)造一個安全、高效的高速公路通行環(huán)境，對提高高速公路通行效率大有裨益[2]。

1.1.3 突發(fā)交通事件智能化檢測。相關(guān)工作人員通過視頻圖像監(jiān)測、后臺數(shù)據(jù)分析等多樣化手段，可以實時智能化監(jiān)測高速公路路面各類交通事件，不僅可以做到高速公路交通事件智能化檢測，還可以實現(xiàn)交通違法行為的自動取證，從而有利于突發(fā)交通事件的有效處理，對高速公路交通高效運行大有裨益。

1.1.4 動靜態(tài)數(shù)據(jù)綜合研判預(yù)警。相關(guān)工作人員整合高速公路實時交通路況、交通流量、氣象信息、異常車速信息等實時動態(tài)交通信息，隨后，整合高速公路基礎(chǔ)信息、維修占道信息、重點車輛等靜態(tài)交通管理信息，對動靜態(tài)信息進行深度分析，據(jù)此研判高速公路交通安全隱患，以便及時做好提前預(yù)警信息，保障高速公路安全、高效運行，為民眾安全出行提供安全保障[3]。

2 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀問題及挑戰(zhàn)分析

2.1 現(xiàn)狀問題

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路建設(shè)中至關(guān)重要的一部分內(nèi)容。但是，由于科技發(fā)展因素，導(dǎo)致傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有科技含量較低的問題，只能解決高速公路運營中的“看”、“控”、“存”等問題，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采集的高速公路的視頻信息，上傳到路段管理中心后，對各個監(jiān)控設(shè)備進行有效控制，并對監(jiān)控視頻資源進行存儲管理。但是，這些視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)并沒有進行開發(fā)利用，僅僅是收集之后，就進行存儲管理，難以為高速公路運營管理人員提供全面且有價值的高速公路運行信息，不利于高速公路事業(yè)的進一步發(fā)展。隨著高速公路建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴大，高速公路運營對視頻監(jiān)控要求不斷提高，既要解決“看”、“控”、“存”之類的問題，還要實現(xiàn)“管”、“用”等綜合管理目標，充分利用視頻監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)細心，做到智能化管理和深度應(yīng)用，才能為高速公路高效、安全運行提供有價值的數(shù)據(jù)信息。因此，在高速公路視頻監(jiān)控中，全面推廣應(yīng)用智能化監(jiān)控平臺具有一定的必要性和重要性。

2.2 挑戰(zhàn)

如前所述，當前的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)解決了“看”、“控”、“存”的問題，但是并沒有解決“管”、“用”的問題，這要求加快推廣應(yīng)用智能化監(jiān)控系統(tǒng)。但是，高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅要接入視頻信號，還要接入音頻、告警等大量的業(yè)務(wù)信息。不僅如此，高速公路路面上的氣象監(jiān)測設(shè)備、車檢器信號等，都要將采集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)信息接入管理中心，以便對各類信息進行集中式管理[4]。這些數(shù)據(jù)信息體量龐大，且具有接入點多、業(yè)務(wù)多樣化等特征。但是當前的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，并沒有統(tǒng)一各個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，使得各個子系統(tǒng)收集的監(jiān)控數(shù)據(jù)難以互通，進而不便實現(xiàn)各類監(jiān)控信息共享，使得高速公路統(tǒng)一的綜合管控工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。此外，高速公路管理系統(tǒng)需要與政府各個職能部門管理系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，才能為政府各個職能部門的決策提供有價值的數(shù)據(jù)信息支持。為此，在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)時，需要在原有系統(tǒng)體系基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，并統(tǒng)一各個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)建設(shè)模式，才能持續(xù)提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)運營的自動化水平，實現(xiàn)高速公路運營智能化決策。

3 智能視頻監(jiān)控平臺在高速公路中的有效運用分析

如前所述，隨著我國高速公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求不斷增加。但是，傳統(tǒng)的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)只能解決“看”、“控”、“存”問題，難以對高速公路視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)信息進行利用，不利于“管”、“用”問題的解決。為此，為推動高速公路安全、高效運行，應(yīng)加快推廣智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用。在實踐中，智能視頻監(jiān)控平臺需要接入各類告警設(shè)備，并接入其他子系統(tǒng)和服務(wù)平臺，以此獲得各個設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各設(shè)備的統(tǒng)一管理。在此基礎(chǔ)上，視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過各個平臺的數(shù)據(jù)進行共享，進行數(shù)據(jù)深度分析，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)監(jiān)控服務(wù)、行為分析、路況分析等智能應(yīng)用，具體如下。

3.1 統(tǒng)一接入和管理

傳統(tǒng)的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要用于視頻數(shù)據(jù)的收集，主要接入攝像機、編碼器等信息采集設(shè)備。而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)為滿足多樣化工作需求，往往要接入多種設(shè)備，并同時處理視頻數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。以業(yè)務(wù)管理工作為例，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)需具備各個子系統(tǒng)工作協(xié)調(diào)能力，確保各個子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)工作有序進行。為此，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)可以實現(xiàn)多項業(yè)務(wù)資源的優(yōu)化調(diào)配，確保各類數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中高度共享和快速傳遞。同時，隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)朝向高清化、信息化發(fā)展，使得視頻業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量急劇增加，且高清視頻的碼率變化較大，其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展態(tài)勢，直接對視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。如何在有限資源中保障系統(tǒng)中各個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流暢性，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)運營提供數(shù)據(jù)支持，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化管理及智能應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的有效應(yīng)用，是通過接入設(shè)備，對各個設(shè)備的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，以便監(jiān)控中心更加便捷地獲取各個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。同時，在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用過程中，為集成管理各個子系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)實際來制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)協(xié)議和接口。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)通過多網(wǎng)口服務(wù)器實現(xiàn)專有業(yè)務(wù)管理，并可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型，提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)劃，實現(xiàn)了不同業(yè)務(wù)的相互獨立運行，可以最大程度提高各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源的利用率。以收費站的智能管理系統(tǒng)為例，通過整合監(jiān)控業(yè)務(wù)、收費業(yè)務(wù)，即可在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的隔離管理，這樣不僅節(jié)約了大量的建設(shè)成本，還可以保障數(shù)據(jù)的安全性。

3.2 數(shù)據(jù)共享

當前，高速公路建設(shè)具有一定的獨立性特征，各條高速公路的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)互通和共享，且視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)之間的信息也采取獨立管理模式，使得高速公路管理系統(tǒng)往往要重復(fù)建設(shè)服務(wù)系統(tǒng)，這樣不僅浪費了大量的資源，還不利于高速公路管理服務(wù)水平的提高。例如：高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采集到相關(guān)路段的視頻信息，但是由于這些視頻數(shù)據(jù)信息未能共享，從而出現(xiàn)了信息孤島現(xiàn)象，不能為高速公路其他管理系統(tǒng)提供有價值的視頻信息支持，進而不利于高速公路管理中心進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，一定程度上影響高速公路高效運營。在高速公路運營管理中，往往要針對突發(fā)交通事件進行緊急性的應(yīng)急救援，在此過程中，要求相關(guān)人員綜合分析相關(guān)信息，并快速做出決策。高速公路智能監(jiān)控視頻平臺應(yīng)用，通過信息化建設(shè)，提高了各業(yè)務(wù)監(jiān)控數(shù)據(jù)的整合程度和傳播速度，使得不同服務(wù)系統(tǒng)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在此基礎(chǔ)上，輔以大數(shù)據(jù)分析算法、智能分析算法等技術(shù)，對監(jiān)控數(shù)據(jù)信息進行深度分析，可以為高速公路運營管理提供一系列有價值的數(shù)據(jù)信息支持，從而有利于大幅度提高高速公路管理調(diào)度與服務(wù)水平。除此之外，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)信息不局限于視頻圖像數(shù)據(jù)，還包含交通流數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、收費數(shù)據(jù)等，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，智能管理服務(wù)平臺即可在云計算模式支持下，根據(jù)應(yīng)用服務(wù)需求，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享等功能，為高速公路運營管理提供有價值的數(shù)據(jù)信息服務(wù)，有效提升高速公路運營管理水平。

3.3 智能應(yīng)用

在監(jiān)控數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，智能視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能分析、路況分析、出行知道等智能應(yīng)用，為高速公路運營管理及出行人員提供有價值的信息服務(wù)。以告警應(yīng)用為例，在高速公路運營過程中，一旦出現(xiàn)異常狀況，或者是查詢特殊車輛在高速公路中的行駛軌跡時，系統(tǒng)可以根據(jù)視頻數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、交通事件信息、氣象數(shù)據(jù)等，進行數(shù)據(jù)深度分析，即可快速查詢到有價值的信息。而用戶可以通過歷史視頻信息檢索方式，了解事故發(fā)生過程，系統(tǒng)對告警源、告警類型等進行分析與統(tǒng)計，形成應(yīng)急救援方案。不僅如此，系統(tǒng)還可以結(jié)合實時的氣象信息、路況信息等，對應(yīng)急救援方案進行適當?shù)恼{(diào)整，確保應(yīng)急救援的有效性。高速公路運營管理人員還可以結(jié)合系統(tǒng)綜合分析的數(shù)據(jù)成果，科學(xué)確定事故多發(fā)區(qū)域，為科學(xué)設(shè)定監(jiān)控等級提供信息支持。在查找特殊車輛時，可以根據(jù)車輛的車牌信息、車牌顏色、車速等，檢索特定時間段內(nèi)的車輛視頻，為高速公路上違法車輛的查糾工作提供視頻信息支持（見圖1）。除此之外，高速公路系統(tǒng)中機電設(shè)備運行環(huán)境惡劣、設(shè)置分散、類型繁多，使得系統(tǒng)管理與維護工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的應(yīng)用，能夠通過智能分析技術(shù)應(yīng)用來實現(xiàn)視頻質(zhì)量的自動診斷，這樣不僅可以大量減少工作人員的工作量，還可以為視頻監(jiān)控系統(tǒng)維護提供重要信息支持。

圖1 高速公路智能視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)

4 結(jié)束語

綜上所述，在高速公路中推廣應(yīng)用智能視頻監(jiān)控平臺，可以實現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)和管理的統(tǒng)一，能夠為高速公路運營管理提供多樣化的智能應(yīng)用服務(wù)，有利于整體提升高速公路運營管理水平，對高速公路事業(yè)的進一步發(fā)展大有裨益。