淺析視頻監(jiān)控技術(shù)在高速公路交通工程中的應(yīng)用

李富國(guó)

(山東省聊城市濟(jì)聊高速公路管理處)

1 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用分析

在科技不斷發(fā)展的條件下，閉路電視系統(tǒng)開(kāi)發(fā)之后的初期，多被使用到公路交通監(jiān)視，獲得相關(guān)交通區(qū)域的實(shí)時(shí)交通狀況，依靠管理者的視力、管理經(jīng)驗(yàn)等探測(cè)分析交通事件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，視頻圖像處理技術(shù)有了很大的提高，視頻監(jiān)控技術(shù)和功能在各個(gè)領(lǐng)域的使用更加的廣泛。在交通管理中視頻監(jiān)控能夠完成交通參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)并進(jìn)行科學(xué)的記錄，能夠識(shí)別的交通事件可以完成自動(dòng)報(bào)警。但是由于監(jiān)控技術(shù)的局限性，監(jiān)控視頻所測(cè)得的數(shù)據(jù)，還不能夠很好的完全反應(yīng)出交通車輛的綜合行車狀態(tài)，也很難對(duì)交通事故現(xiàn)場(chǎng)等各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行描述，只能通過(guò)設(shè)置在重要管理地段的攝像機(jī)拍攝到的交通實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行分析，從而得到重要管理區(qū)域的交通細(xì)節(jié)，以此得到交通事故的探測(cè)和決策的制定依據(jù)。

交通管理使用的閉路電視提供的圖像要完整、清晰度要高，形象逼真、工作性能穩(wěn)定，并具有一定的范圍可調(diào)性，由于閉路電視系統(tǒng)是應(yīng)用于野外的連續(xù)工作形式，所以要求其擁有一定的抗干擾能力。高速公路閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是由多種設(shè)備構(gòu)成的，主要有攝像頭、監(jiān)測(cè)鏡頭、方臺(tái)、攝像頭防護(hù)罩、視頻解碼器、控制臺(tái)切換裝置、監(jiān)視設(shè)備、錄像機(jī)等等。

2 高速公路常用視頻監(jiān)控技術(shù)特點(diǎn)的分析

2.1 傳統(tǒng)模擬閉路電視監(jiān)控的缺陷

前幾些年高速公路使用的傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控設(shè)備，全部是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式對(duì)交通現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行監(jiān)視的，模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)使用的是同軸電纜連接傳輸?shù)膱D像，在進(jìn)行傳導(dǎo)線路的鋪設(shè)時(shí)，工程量較大，與此同時(shí)這種一對(duì)一的監(jiān)控方式對(duì)整個(gè)監(jiān)視器系統(tǒng)造成了很大的設(shè)備浪費(fèi)。因?yàn)橛芯€模擬信號(hào)本身的特性，其傳輸?shù)倪^(guò)程中對(duì)傳輸?shù)木嚯x等敏感性較強(qiáng)，如果傳輸?shù)木嚯x大于1 km的時(shí)候，傳輸?shù)男盘?hào)就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)畸變、信號(hào)衰減、群延時(shí)等現(xiàn)象，而且這種類型的信號(hào)非常容易受到外界因素的干擾，使得形成的圖像質(zhì)量下降很大;有線模擬視頻監(jiān)控技術(shù)無(wú)法進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)使用，得到視頻信號(hào)數(shù)據(jù)在進(jìn)行存儲(chǔ)的時(shí)候，需要消耗大量的錄像帶等存儲(chǔ)介質(zhì)，而且進(jìn)行調(diào)用取證的時(shí)候也十分繁瑣，不能滿足高速公路現(xiàn)代化發(fā)展的要求，限制了視頻監(jiān)控在高速公路順暢運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用。

2.2 數(shù)字化視頻監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字化視頻監(jiān)控技術(shù)適應(yīng)高速公路監(jiān)控效果提升的需要，因此在高速公路的運(yùn)營(yíng)管理中得到了大量的運(yùn)用。數(shù)字化視頻監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:數(shù)字化視頻能夠?qū)崿F(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)于距離的影響較小，信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，能夠在很大程度上提升監(jiān)控所得圖像的質(zhì)量和穩(wěn)定性;數(shù)字視頻監(jiān)控能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)終端設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，網(wǎng)絡(luò)寬帶可復(fù)用，因此就不需要進(jìn)行重復(fù)的布線等;數(shù)字化視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)字化存儲(chǔ)成為了現(xiàn)實(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理和壓縮的視頻數(shù)據(jù)，能夠有效的存儲(chǔ)到磁盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)中，很大程度上方便了數(shù)據(jù)的使用和查詢。

2.3 數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

綜上分析數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)其優(yōu)點(diǎn)主要是:首先，監(jiān)控效果的實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，數(shù)字化視頻得到的數(shù)據(jù)類屬于實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)，必須要進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，如實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)壓縮等等。其次，廣域分布的特點(diǎn)，指的是監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)得到的圖像數(shù)據(jù)等，通過(guò)與主機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)多個(gè)計(jì)算機(jī)局域或廣域的終端連接，提高了數(shù)據(jù)的共享范圍和使用效果。再次，視頻傳輸?shù)耐叫裕傅氖请m然視頻信息的采集具有一定的分布性，但是因?yàn)橐曨l設(shè)備的終端顯示時(shí)需要同步進(jìn)行，所以要求其具有視頻傳輸?shù)耐叫阅堋?/p>

3 監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)處理需解決的問(wèn)題分析

作為高速公路交通數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的使用，目前需要解決兩大技術(shù)問(wèn)題，首先是視頻監(jiān)控所得數(shù)據(jù)的壓縮、解壓縮處理技術(shù)。由于視頻監(jiān)控所得圖像的信息量較大，例如，一幅640×480 pixel中分辨率的彩色圖像，它的占有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量為0.92 MB，假設(shè)圖像以每秒30幀的速度進(jìn)行播放，那么整個(gè)視頻信號(hào)處理數(shù)碼率將會(huì)達(dá)到27.6 Mbps。很明顯的，視頻壓縮中的數(shù)字化處理技術(shù)是整個(gè)技術(shù)的重點(diǎn)?？茖W(xué)的研究表明，MPEG圖像在800 kbps～2 Mbps的傳輸速率條件之下，視頻圖像的清晰度等，都能獲取優(yōu)質(zhì)的圖像效果。管理人員可以按照不同的使用條件和需要，進(jìn)行壓縮標(biāo)準(zhǔn)的確定。

監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸過(guò)程中，當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，作為一個(gè)既成事實(shí)的行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)字化視頻監(jiān)控設(shè)備中得到了廣泛的使用。作為高速公路視頻監(jiān)控傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，它對(duì)時(shí)間的特點(diǎn)要求比較高，所以，一定要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性以及同步性。提高數(shù)字監(jiān)控視頻在高速公路日常管理的效果。

4 高速公路管理中，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在信號(hào)數(shù)字化上的使用

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)其作用和傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)大體上相同，但是，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能夠?yàn)橛脩籼峁└嗟南冗M(jìn)功能。從節(jié)約設(shè)置的費(fèi)用成本來(lái)看，不需要進(jìn)行模擬監(jiān)控使用的大量同軸電纜，高速公路的機(jī)電設(shè)備就已經(jīng)構(gòu)建成了一個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)，因此進(jìn)行線路鋪設(shè)的開(kāi)支就相應(yīng)的減少，也方便了安裝，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)共用一根以太網(wǎng)的傳輸電纜，這對(duì)于高速公路的管理部門(mén)來(lái)講，能夠在很大程度上減少了投資，增加了監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量，有效的提高了高速公路監(jiān)控作用。

對(duì)于當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)行投資安裝的模擬圖像監(jiān)控設(shè)備，高速公路的管理部門(mén)，可以通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)，提高信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅?。這樣的改進(jìn)既提高了系統(tǒng)的整體功能，同時(shí)也節(jié)省了大量的電纜等投資。所以在高速公路的監(jiān)控工程中具有廣泛的應(yīng)用空間。

［1］付達(dá)，周偉.視頻監(jiān)控技術(shù)在高速公路交通監(jiān)控中的應(yīng)用［J］.中南公路工程，2003，(2).

［2］湯永成.論高速公路交通監(jiān)控中視頻監(jiān)控技術(shù)［J］.廣東科技，2007，(3).

［3］于博.鐵路百日蒙煤突運(yùn)攻堅(jiān)戰(zhàn)完成過(guò)半［J］.鐵道貨運(yùn)，2010，(12).