安全、穩定、智能的高速公路視頻運維管理技術

文 | 江西方興科技股份有限公司 陳昭彰

隨著智慧交通工程建設不斷推進，高速公路視頻質量分析與設備運維管理系統已覆蓋整個高速公路。但目前在對視頻監控系統的運維過程中，設備故障主要靠人力巡檢，系統規模一旦過大，巡檢周期就會拉長，且檢測標準受人為因素影響很大。尤其當突發事件發生時，經常由于人為因素導致無法正常調取圖像視頻，嚴重影響相關人員的突發事件響應速度。其次，目前設備模式標準多樣，運維服務商眾多，人員接口復雜，不便于統一指揮和調度，不能及時響應維保服務的需求，一旦出現問題，難以適應視頻監控系統的運維要求，問題解決時效低、不徹底。此外，現行的運維服務主要是解決設備預警及故障修復、處理問題，還不能及時監測到設備的實時運行狀態。

為滿足加快建設交通強國戰略下的智慧交通服務需求，保障高速公路的安全暢通，“基于高速公路視頻質量分析與設備運維關鍵技術的研究與應用”項目從“構建設施運行狀態感知系統、加強重要通道和樞紐數字化感知監測覆蓋，增強關鍵路段和重要節點全天候、全周期運行狀態監測和主動預警能力”任務出發，通過實地調研、設備故障分析、試驗與理論相結合等方法，開展物聯網感知技術、圖像質量的盲檢與評價技術及邊緣計算技術等研究，實現感知數據處理、信息共享及整合、數據管理智能化。

該項目結構上采用模塊化設計，根據不同的應用場景和客戶需求，可隨意配置功能模塊，功能搭配靈活、結構拓展方便。

在技術上利用邊緣計算模型，將具有計算能力的硬件單元集成到原有的視頻監控系統軟硬件平臺上，實現具有邊緣計算能力的新型視頻監控系統。通過邊緣計算技術，項目成果具有檢測效率高、故障檢測反應速度快的特點，可實現對設備視頻質量、網絡、運行狀態的快速診斷與故障點精準定位。同時，采用圖像處理技術，可提高目標分割和識別的算法性能，實現視頻圖像質量的盲檢測與評價。

除此之外，該項目以“數據鏈”為主線，通過物聯網技術構建“信息感知層+網絡傳輸層+智能應用層”3層架構。依托信號傳輸協議讀取各外接攝像機電能狀態、交換機各網絡端口狀態，采集數據樣本，運用狀態分類算法，建立故障診斷模型，實現了全方位掌握外場監控狀態、設備故障智能化感知，以及自動修復部分故障的目的。

該項目取得的成果已應用在國內多條高速公路視頻云聯網工程中，有效解決了高速公路視頻運維系統的現狀問題，大幅縮短了設備故障時間、減少了維護工作量，有效提升了設備在線率，解決了外場前端設備現場維護成本高、維護響應不及時的問題，實現了對前端設備的精細化管理和智能化運維。該項目成果具有完全自主知識產權，滿足高速公路視頻云聯網系統前端設備“安全、穩定、智能”的運維管理需求，科研成果累計銷售1800余套，取得了顯著的社會和經濟效益。項目產品榮獲“江西省科技廳科學技術成果”，被列入南昌市“名優創新產品名錄”，經專家評價，項目成果評價為“國內領先”。

圖1 基于高速公路視頻質量分析與設備運維管理系統構成

圖2 基于高速公路視頻質量分析與設備運維管理系統硬件內部結構

圖3 基于高速公路視頻質量分析與設備運維管理系統硬件外觀

圖4 基于高速公路視頻質量分析與設備運維管理系統軟件運行平臺