高速公路智能全程监控系统及关键技术探讨

2021-04-10郭军梅张江浩刘玉琦

新型工业化 2021年7期

郭军梅，张江浩，刘玉琦

（1.山西省交通信息通信有限公司，山西太原 030006；2.华为技术有限公司，山西太原 030006）

0 引言

高速公路行车过程会受到天气、路况、路面功能等多方面的影响，特别是在灾害性天气影响下，不仅能见度较低，还会诱发严重的安全隐患。为了全面分析出不同环境对行车的影响，需要技术人员采用智能化的操控技术全程监控行车状态。依据自动化的成像方式展开监控，能全面提高公路行车服务质量。另外，智能全程监控系统可在信息网络的支持下展现出事故位置，将路况及现场所发生的问题回传至系统中，能为后期紧急救援提供技术性支持。

1 高速公路智能全程监控系统的应用价值

智能全程监控系统可在信息网络（5G）的支持下对车辆的行车状态及速度、路段概况展开全面的监控，采集出公路等级信息指标，分析出车辆与路面之间的运行状态，最终促使车辆的位置信息、行车特点能够全面呈现至软件系统中。在信息整合、信息处理、信息回传的过程中对所涉及的行车信息进行的监控、测试及信息反馈，能为管理中心提供可靠的行车数据依据，进而分析出车辆的运行状态。一旦过程中出现交通事故或其他突发情况，技术人员可及时分析监控所得到的信息，再利用大数据及GPS技术定位出交通事故的发生地点，为救援提供技术支持。通过设定详实的紧急预案内容，不仅可方便技术人员解决交通事故，还能给予路段必要的分流处理，有利于科学、妥善地处理好交通事故，消除行车事故所造成的其他隐患[1]。另外，该系统还能分析出车辆的违规行驶问题，在关联性的记录控制中统计出司机、车辆概况等指标，将违章实况回传至管理部门，可方便司机及时处理违规现象。

2 高速公路智能全程监控系统及应用特点

2.1 核心监控架构

智能化全程监控过程的主体监控对象是各个车辆的车速指标、阶段性流量以及路面状况等指标的分析与评价，故需要在路段中设计出有效的采集控制点位，同时对数据采集的稳定性进行控制，进而提高所得到数据的可靠性。其中，物联网（大数据）的构架是智能化系统的控制主体，系统可调出不同地段的数据网络，并结合有效的控制模式进行智能化监控，进而提升软件系统的稳定性。首先，监控系统可将所得到的基础数据传递至感知层，待数据处理完毕后对数据进行汇总，给予数据分类和优化，使需求的数据导入至应用层中。其次，不同层次的数据控制模型、网关整合要求也存在一定差异。例如感知层可汇总与高速公路相关的空气、环境、气象数据等指标，可结合视频的形式进行呈现、采集与分析；网络层主要将子数据分享给总服务端口，采用线上智能监督的形式进行监控，有利于在局域网的信息传递、存储管理中得到关联性的信息存储要求；应用层主要以控制数据有效性为目标，即将所得到的终端信息进行高效采集，再将这些基础信息整合至数据库中，待指定机组监测评价后可投入至移动化的监控过程中，方便技术人员在PC端、App端了解实时路况[2]。

2.2 智能化机组的应用特点

高速公路智能化监控测试中，服务器可利用视频成像的形式展现基础监控图像，在关联性调控测试的基础上对指定信息进行监控，所以机组具有以下服务特征：第一，视频图像的分辨率较高，可清晰、准确地进行线上监控，而其中的图像采集系统均可在关联性服务系统的支持下进行信息收集，再利用所收集的信息进行测试优化，有利于提升监控机组的服务质量。第二，高速公路两侧需要配置公共服务设施，其中监测系统也可分析出电力供应装置的运行情况，即可在智能化的监测控制中对全路段的用电装置的功能进行测试，以确保变压器、供电装置、配电装置的基础功能。第三，机组运行中，终端控制装置可及时收集监控讯息，采用全程监控的形式将所得到的监测画面传输至服务器中，要求技术人员分类所得到的路况信息，再给予详实的评判，方便后期进行调控优化。若这一过程中出现信息遗漏、信息失真抑或消息传递错误的情况时，技术人员可在服务控制的过程中快速发掘错误部分，在摄像拍摄的支持下给予保存优化，完善数据调控、检索和取证技术，可为后期交通事故的处理提供数据支持。

3 高速公路智能全程监控系统中关键技术的应用措施

3.1 图像优化及处理技术

对收集的图像信息进行分析，同时运用AI智能校验的形式展开统计工作，有利于全面提高视频图像处理的有效性。在此过程中，装置可统计进入高速公路的车辆信息，包括司机、车牌号、行车状况，并对违规进行拍照，同时可抓拍车辆的运营信息，并给予有效的图像追踪，进而实现车辆的全程监控。其中，不同等级高速公路的行车流量是不同的，所以需要技术人员根据车辆实况进行筛选分类，采用额定控制模式抓捕图像基础信息。因此，图像处理可从以下两方面进行：第一，行驶速度：车辆行驶速度的监测方式是采用归一化的跟踪系统对车辆进行全过程的监控评价，在自动对焦系统的支持下测试出车辆的实际位置，使用图像处理技术处理好车辆的运行信息[3]。图像处理的信息包括车辆的基础运行信息，如车型、颜色等指标，在将所得到的信息进行整合分析后，可排除画面与车辆实况之间的差异。在此过程中，系统可在水平向、垂直向的滤波测试中整合车辆的运行情况，采用加速度模型判断在不同时间段内车辆的运行速度，可避免车辆超速的负面影响。第二，人车辨识：部分高速公路路段会有行人（绿化工作者、技术人员等）出现，故在全自动监控过程中，可对行人进行标识，明确各工作人员的任务情况，再给予该路段一定警示，可降低行车安全隐患的发生概率。另外，部分车辆出现故障时，系统应给予该车辆故障标识，由AI智能分析校验出车辆行驶的异常状况，确定是人为停运或车辆故障，再给予必要的故障分类，以便将准确的故障信息传达至终端服务器，这一过程均是在残余光流检测的支持下进行。若车辆在高速路段发生车祸时，系统也可第一时间将反馈的图像上传至指定区域，方便技术人员第一时间进行处理优化[4]。

3.2 信息传输及存储控制

信息传输控制过程中，可对所收集的服务器、服务站、二级监视系统进行控制，采用二层结构模型对收集的信息进行一体化处理，再对服务区、控制站、控制端口的编码进行测试，同时在 EPON接口调控中进行存储控制，方便整合视频及图像的编码格式，最终得到H.264型号的文件格式。其中，这项技术具有以下技术特征：第一，自动化控制系统可在TCP/IP的分类统计中确定出不同端口的地理位置，能在GPS技术的控制中提高数据的精准性。通过在开放性的MGN构架模块的测试中得到高速公路的基础信息，再联合网络端口、视频控制、存储测试、命令测试的基础上对控制指令进行交互，能方便技术人员对指定的信息进行管控，从而进行网络监控、视频图像分析、数据存储管理及信号分享等过程。第二，通过对不同测试数据进行批量处理，在额定的拓扑视图操控中明确各机组的运行状态，方便后期进行预警控制。通过对涉及的信息进行编码、维护、存储及协调测试，再配合统一化的网端维护优化中升级服务系统，也能给予必要的升级调控，巩固操作系统的可靠性[5]。第三，全自动监控系统可分享装置的部署情况，结合大数据进行集数化管理，能够控制传统信息统计过程的工作量。其中，系统可在ISC SI的存储控制中对所涉及的信息进行控制，同时在编码分享、图文信息的交互转换中进行数据加工。当用户需要进行某一路段实况信息的查阅时，系统可结合媒体的交换形式测试出编码相关的存储模式，再结合关联性的带宽控制需求对存储视频进行二次编码，得到指定时限的行车状况，方便后期进行违章处理，也可提升信息的交互效率。

3.3 供电信息的传输及控制

为各路段提供充足的电力，可方便技术人员对所涉及的监控信息进行查阅，同时调研、监控出时效性的监控数据，从而维护监控系统的稳定性。因此，该系统需要从以下控制模式进行：第一，供电信息传输中，系统可将所涉及的视频信息进行压缩，结合必要的回传处理提高机组的运行稳定性。其中，为方便信息的存储与控制，需要对图像及视频进行压缩，并给予二次加密技术进行信息传递，有利于视频信息的存储控制。需要注意的是，技术人员应对所涉及的信息进行分类，快速调取出需求的目标数据，进而提升视频内容的质量。第二，电力信息监控中，大数据可收集各类用电装置的标准功能和测试数据指标，在必要的对比分类中进行统计，能够促使电力在持续控制协调的过程中展开分析测试，经过用电分析、用电测试、用电统计后分析出各个电力装置的运行环境，进而方便技术人员对高速公路路段进行持续性监测控制。另外，若供电装置与测试点的位置相对较远时，则应选择太阳能发电系统进行持续供电，再结合信号转录装置标识出用电异常问题，有利于消除供电不持续、断电、线路短路等负面现象。