高速公路服务区出入口智能监控系统的应用与研究

付振

摘 要 我国高速公路事业发展迅速，高速公路服务区建设日益完善，现有的高速公路服务区智能监控系统的不完善已经不能适应信息化发展的要求。本文首先介绍国内外视频监控系统的发展现状，指出我国服务区视频监控的不足，进而针对服务区出入口进行智能监控系统的关键技术进行分析与研究，设计和实现了服务区出入口智能监控系统，精确分析出入服务区的交通信息数据，实现车流量统计、车辆类别统计、高频车辆统计等系统需求，对高速公路服务区的信息化建设具有重要的实际意义。

关键词 高速公路；服务区出入口；智能监控系统

引言

根据交通运输部发布《2014年交通运输行业发展统计表公报》显示，截止2014年底，我国公路总里程446.39公里，其中高速公路里程11.19万公里。目前，高速公路网络在各省市的建设已经基本成形，通过将这些交通网络以各种形式相互连接进而形成一个全国范围的高速路网。由于各个公路子网之间联系越来越紧密，过去对路网的监控主要以单点监控实现，这种方式已不能满足当前的需求，需要逐步过渡到全路网的监控，其中采用智能视频监控的方式如何更好地运用于高速公路服务区也越来越重要，高速公路网络的迅猛增长对公路交通行业各部门的管理要求越来越高[1]。

1 国内外视频监控系统的发展现状

高速公路服务区视频监控系统的发展经历了三个阶段：第一代“全模拟”，到第二代“部分数字化”，再到第三代“全数字化”系统。目前，绝大多数高速公路服务区视频监控系统基本上还处于部分数字化阶段。随着通信方式、网络带宽、芯片处理能力和存储容量的不断发展，以及视频图像事件处理技术的日益成熟，追求“全数字”视频监控系统的“嵌入式、低功耗、处理本地化、网络化”成为大势所趋。

其中，决定全数字视频监控系统运行的关键技术主要有：通信网络自适应处理技术、嵌入式系统集成技术、视频图像智能分析处理技术、智能电源管理技术及联网视频监控管理技术等。

“全数字”智能视频监控系统的开放性、集成性、安全性、灵活性的特点，也是未来视频监控系统应用模式和发展方向的现实需求。

从国外的发展情况看，西方各国的视频监控系统结构大同小异。随着智能运输系统（ITS）概念[2]的提出，综合运用计算机技术、自动化控制技术和通信技术，西方发达国家已经从原来由单一的计算机集中处理方式发展为多计算机功能分散的计算机网络处理方式，从而提高系统可靠性，程序编制的便捷性，且易于维护和功能扩展。

从国内的发展情况看，我国高速公路交通视频监控系统处于起步阶段，运用水平参差不齐，在这一领域的研究基本上还处于对国外研究成果的介绍和学习阶段。这主要是由于经济、环境等各方面因素的影响，并且对其重要程度认识不够。

由于国外等发达国家对监控系统的研究及发展起步较早，并结合多年实际应用，其解决方案已经十分完善，并且有较高的信息化与智能化程度。相比之下，中国的高速公路虽然发展速度很快，但是由于起步较晚，与国外的监控系统的差距仍较大。监控系统沿线设备的布置难以满足后期的运行管理需要，运行管理的智能化深入程度不够，智能化监控系统的使用水平也不高，依然亟须在此方面进行研究与发展。

2 服务区监控现状及存在问题

经过大量调研发现，目前许多高速公路服务区监控系统建设于高速公路服务区发展的初级阶段，高速公路服务区的监控系统也因此不是很健全和完善。光端机+视频矩阵成为主要的监控方式。经过一定时期建设之后，早期服务区监控系统可以在一定程度上满足一般性的视频监控的业务需求。但面对服务区信息化的发展，监控系统存在诸多局限和问题：

⑴监控设施不完善，不能满足无盲点覆盖；

⑵监控体系较杂乱，既有已经过时的模拟视频监控系统，又同时存在数字智能视频监控。因此，系统之间的融合变得较为困难；

⑶各业务部门集中各自的监控资源，较难完成不同部门之间的共享；

⑷数据承载平台与各系统一一对应，使得设备等资源得到浪费使用；

⑸监控系统的管理和维护较分散，不利于整体的效率性。

由以上目前监控系统存在的问题可知，目前服务区监控系统并不能达到信息化建设的目标。而高清化、标准化、智能化、无线化和集成化将会是未来的服务区监控系统发展的方向[3]。

3 服务区出入口智能监控系统的设计方案

针对服务区出入口智能监控系统的设计与实现，其中的监控关键技术是重中之重：包括出入口高清图像抓拍技术、车牌识别和车型分类技术等。

服务区出入口智能监控系统的总体设计方案的内容为三原服务区内视频智能监控系统改造，设计目标主要是加强服务区出入口智能监控，同时兼顾加油站、停车区域、超市、餐厅等的视频监控。监控图像上监控室，并且在集团可通过网络实现服务区现场视频查看。整个服务区视频监控示意图如图1所示。

服务区出入口智能监控设备主要包括，前端摄像机（快球与半球）、传输光电缆、图像存储设备（硬盘录像机）、图像显示设备。

总体设计依据如下：

⑴ 陕西高速集团关于服务区监控系统设计委托书。

⑵《交通工程质量检验评定标准》JTG F80/2-2004

⑶《计算机场地技术要求》GB2887-87

⑷《電气装置安装工程验收规范》GBJ232-82

⑸《供配电系统设计规范》GB50052-95

视频监控图像通过服务区出入口摄像设备获取，最终传输至监控室进行查看和存储监控室内设置硬盘录像机、视频工作站、2层以太网交换机。所有图像进入硬盘录像机录像，最终在硬盘录像机上显示所有图像。视频工作站负责抓拍数据的汇总及统计。

4 结论

本文首先介绍国内外视频监控系统的发展现状，指出我国服务区视频监控的不足，进而针对服务区出入口进行智能监控系统的关键技术进行分析与研究，设计了服务区出入口智能监控系统，该系统能够精确分析出入服务区的交通信息数据，实现车流量统计、车辆类别统计、高频车辆统计等设计需求，对高速公路服务区的信息化建设具有重要的实际意义。

参考文献

[1]姚庆春.高速公路智能视频监控系统的分析与评价[D].苏州：苏州大学，2014：31-35.

[2]王震宇，黄卫，陆毅.中国智能运输系统体系结构发展研究[J].东南大学学报（自然科学版），2001，31（03）：85-89.

[3]王骏明.高速公路监控系统及相关设备研究[D].西安：长安大学，2013：44-44.